Overføringsmetoder for overkraft i EHV

Rask Insetting av Shunt Reactors

Mål:

Shunt reactors brukes hovedsakelig til å kompensere for kapasitansen i lange overføringslinjer, som kan føre til overspenninger og reaktiv effektkvister. De gir en sekundær nytte ved å redusere overspenninger under kobling, men dette er ikke typisk den primære grunnen til at kraftforetak installerer dem. De viktigste målene med shunt reactors inkluderer:

• Kompensasjon av Kapasitans: Lange overføringslinjer har betydelig kapasitans, spesielt på ekstremt høye spenningsnivåer (EHV). Denne kapasitansen kan føre til overspenninger, spesielt under lette belastningsforhold eller når linjen er åpen. Shunt reactors bidrar til å motvirke disse overspenningene ved å gi en reaktiv last som motverker de kapasitive effektene.

• Reduksjon av Overkoblingsoverspenninger: Selv om det ikke er den primære funksjonen, kan shunt reactors også redusere overkoblingsoverspenninger. Når en sirkuitsbryter åpnes eller lukkes, kan flytende overspenninger oppstå. Shunt reactors kan absorbere noen av disse flytende overgangene, dermed reduserer størrelsen på overspenningene.

Anvendelse:

• Shunt reactors installeres typisk i stasjoner langs lange overføringslinjer, spesielt i EHV-systemer der kapasitanseffekten er mer uttalte.

• De legges ikke vanligvis til bare for å redusere overkoblingsoverspenninger, da andre tiltak (som lukking motstandere eller kontrollert lukking) er mer effektive for denne spesifikke formålet.

Lukking Motstandere

Mål:

Lukking motstandere brukes for å begrense spenningsstigningen i mottakerenden av en overføringslinje når den energiseres. Det primære målet er å holde spenningen innen akseptable grenser, typisk rundt 2 per enhet (p.u.), for å unngå skade på utstyr og sikre systemets stabilitet.

Drift:

• Når en overføringslinje energiseres, kan en plutselig strømstøt føre til betydelig spenningsstigning i mottakerenden, noe som fører til overspenningssituasjoner.

• Lukking motstandere kobles midlertidig i serie med sirkuitsbryteren under lukkingsovergangen. De begrenser den initielle strømstøten og dempet eventuelle resulterende overgangsforhold, slik at spenningen ikke overskrider 2 p.u.

• Når overgangsforholdene har avtaget, bypasses motstanderne, og linjen driftes normalt.

Fordeler:

• Spenningsbegrensning: Holder spenningen i mottakerenden innen sikre grenser, beskytter utstyr og sikrer stabil drift.

• Overgangsdemping: Reduserer størrelsen på overkoblingsoverspenninger, noe som kan være spesielt viktig i EHV-systemer.

Stegvis Fase Lukking

Prinsipp:

Stegvis fase lukking innebærer at individuelle faser av en tre-fase sirkuitsbryter lukkes halv en syklus fra hverandre. Ideen er å la overgangsforholdene i den første fasen avta før den neste fasen lukkes, dermed reduserer sannsynligheten for alvorlige overspenninger.

Drift:

• I et tre-fasesystem lukkes hver fase sekvensielt, med en forsinkelse på halv en syklus (10 ms ved 50 Hz eller 8.33 ms ved 60 Hz) mellom hver fase.

• Ved å stegvis lukke, får overgangsforholdene generert av den første fasen tid til å avta før den neste fasen energiseres. Dette reduserer den kumulative effekten av overgangsforhold og minimerer risikoen for overspenningshendelser.

Fordeler:

• Overgangsdemping: Leter overgangsforholdene fra den første fasen avta før den neste fasen lukkes, reduserer den totale alvorligheten av overspenninger.

• Forenklet Implementering: Krever ikke komplekse kontrollsystemer, gjør det til en relativt enkel og kostnadseffektiv metode for å mildre overspenninger.

Linje Terminal Arrestorer

Mål:

Linje terminal arrestorer installeres ved endene av overføringslinjer for å beskytte mot overspenninger forårsaket av lynnedslag eller koblingsoverganger. De begrenser overspenningene ved punktene der de er installert til arrestorens beskyttelsesnivå.

Drift:

• Arrestorer er designet for å lede unyttig energi bort fra systemet når overspenninger overskrider en vis terskel. De klamper spenningen til et trygt nivå, forebygger skade på utstyr og sikrer integriteten til overføringsystemet.

• Typisk plasseres arrestorer ved begge ender av overføringslinjen (sende- og mottakerterminaler). Imidlertid begrenser de bare overspenninger ved disse spesifikke lokasjonene og gir ikke beskyttelse langs hele linjens lengde.

Fordeler:

• Overspenning Beskyttelse: Effektivt beskytter utstyr ved linjeterminaler mot overspenninger forårsaket av lyn eller kobling.

• Fokuspunkt Beskyttelse: Gir fokusert beskyttelse ved kritiske punkter i systemet uten behov for ytterligere utstyr langs hele linjen.

Kontrollert Lukking

Prinsipp:

Kontrollert lukking er et avansert mildestiltak som bruker en dynamisk kontroller for å analysere differensialspenningen over sirkuitsbryteren, forutse fremtidige spenningsminimum, og lukke bryteren på det optimale øyeblikket for å minimere overspenninger. Hele prosessen må fullføres innen mindre enn 0.5 sekunder for å være effektiv.

Drift:

• En dynamisk kontroller overvåker kontinuerlig spenningsdifferansen over sirkuitsbryteren.

• Den identifiserer spenningsminimumspunkter og forutser når fremtidige minimum vil oppstå.

• Kontrolleren lukker deretter bryteren på det forutsatte spenningsminimumspunktet, sørger for at lukkingen skjer under en lavspenningsperiode og minimerer risikoen for overspenninger.

• Denne metoden krever rask og nøyaktig kontrollalgoritmer, samt presis timing for å sikre at bryteren lukkes på det optimale øyeblikket.

Fordeler:

• Minimerte Overspenninger: Ved å lukke bryteren på det optimale spenningspunktet, reduserer kontrollert lukking signifikant størrelsen på overspenninger.

• Forbedret System Stabilitet: Hjelper med å opprettholde systemets stabilitet ved å forhindre unødvendige spenningsstøt under linjeenergisering.

• Avansert Teknologi: Tilbyr en mer sofistikert og effektiv løsning sammenlignet med tradisjonelle metoder som stegvis fase lukking eller lukking motstandere.

Overspenning Profil i EHV Lange Linjer

Figuren som viser overspenning profilen i en EHV lang linje demonstrerer effektiviteten av ulike overspenning begrensningsalternativer. Hver metode har sin egen innvirkning på overspenningnivåene, og valget av metode avhenger av systemets spesifikke krav.

• Rask Insetting av Shunt Reactors: Reduserer overspenninger på grunn av linjekapasitans og gir noen reduksjon i overkoblingsoverspenninger.

• Lukking Motstandere: Begrenser mottakerendens spenning til 2 p.u., effektivt kontrollerer overspenninger under linjeenergisering.

• Stegvis Fase Lukking: Reduserer den kumulative effekten av overgangsforhold ved å la dem avta mellom fase lukkinger.

• Linje Terminal Arrestorer: Beskytter linjeterminaler mot overspenninger, men gir ikke beskyttelse langs hele linjen.

• Kontrollert Lukking: Minimerer overspenninger ved å lukke bryteren på det optimale spenningspunktet, tilbyr den mest effektive kontrollen over overgangsoverspenninger.

Hver av disse metodene kan brukes individuelt eller i kombinasjon for å oppnå ønsket overspenning begrensning i EHV lange linjer, avhengig av systemets spesifikke behov og begrensninger.