Metode smanjenja prekoračenja naponskih talasa u EHV

Brza instalacija šunt reaktora

Svrha:

Šunt reaktori se uglavnom koriste za kompenzaciju kapacitansa dugačkih prenosnih linija, što može dovesti do preopterećenja naponom i problema sa reaktivnom snagom. Oni pružaju sekundarnu prednost smanjenjem preopterećenja naponom pri uključivanju, ali to obično nije glavni razlog zašto ih kompanije instaliraju. Glavne ciljeve šunt reaktora uključuju:

• Kompenzaciju kapacitansa: Dugačke prenosne linije imaju značajan kapacitans, posebno na nivoima izuzetno visokog naponskog nivoa (EHV). Ovaj kapacitans može dovesti do preopterećenja naponom, posebno tokom svjetlostih opterećenja ili kada je linija otvorena. Šunt reaktori pomažu u smanjenju ovih preopterećenja naponom pružanjem reaktivne opterećenosti koja suprotstavlja kapacitivnim efektima.

• Smanjenje preopterećenja naponom pri uključivanju: Iako nije glavna svrha, šunt reaktori mogu takođe smanjiti preopterećenja naponom pri uključivanju. Kada se prekidjač otvori ili zatvori, mogu nastati privremena preopterećenja naponom. Šunt reaktori mogu apsorbirati neke od tih privremenih stanja, time smanjujući intenzitet preopterećenja naponom.

Primena:

• Šunt reaktori se tipično instaliraju u pretvorima duž dugačkih prenosnih linija, posebno u EHV sistemima gde je kapacitivni efekat izraženiji.

• Obično se ne dodaju samo radi smanjenja preopterećenja naponom pri uključivanju jer su druge mere (kao što su otpornici za zatvaranje ili kontrolisano zatvaranje) učinkovitiji za tu specifičnu svrhu.

Otpornici za zatvaranje

Svrha:

Otpornici za zatvaranje se koriste da ograniče porast napona na kraju prenosne linije kada se ta linija energizuje. Glavni cilj je održavanje napona unutar prihvatljivih granica, obično oko 2 per unit (p.u.), kako bi se sprecila oštećenja opreme i osigurala stabilnost sistema.

Rad:

• Kada se prenosna linija energizuje, nagla talasna struja može dovesti do značajnog porasta napona na kraju, što dovodi do preopterećenja naponom.

• Otpornici za zatvaranje su privremeno spojeni serijalno sa prekidjačem tokom operacije zatvaranja. Oni ograničavaju početnu talasnu struju i utišavaju bilo kakve rezultujuće transijente, tako sprečavajući da napon premaši 2 p.u.

• Nakon što su transijenti prošli, otpornici se obilaze, i linija normalno funkcioniše.

Prednosti:

• Ograničenje napona: Drži napon na kraju unutar sigurnih granica, štiti opremu i osigurava stabilan rad.

• Smanjenje transijenta: Smanjuje intenzitet preopterećenja naponom pri uključivanju, što je posebno važno u EHV sistemima.

Stupnjevito zatvaranje faza

Princip:

Stupnjevito zatvaranje faza podrazumeva zatvaranje pojedinačnih faza trofaznog prekidjača jedno poluperioda razmaknutim. Ideja je da se omogući atenuacija transijenata u prvoj fazi pre nego što se zatvori sledeća faza, time smanjujući verovatnoću ozbiljnih preopterećenja naponom.

Rad:

• U trofaznom sistemu, svaka faza se zatvara sekvencijalno, sa kašnjenjem od poluperiode (10 ms na 50 Hz ili 8.33 ms na 60 Hz) između svake faze.

• Stupnjevitom zatvaranjem, transijenti generisani u prvoj fazi imaju vremena da se iscrpe pre nego što se sledeća faza energizuje. To smanjuje kumulativni efekat transijenata i minimizuje rizik od preopterećenja naponom.

Prednosti:

• Atenuacija transijenata: Omogućava disipaciju transijenata iz prve faze pre nego što se zatvori sledeća faza, smanjujući ukupnu težinu preopterećenja naponom.

• Jednostavna implementacija: Ne zahteva složene kontrole, čime postaje relativno jednostavan i ekonomičan metod za mitigiranje preopterećenja naponom.

Arresteri na krajevima linija

Svrha:

Arresteri na krajevima linija se instaliraju na krajevima prenosnih linija kako bi se zaštitili od preopterećenja naponom uzrokovanih udarcima gremlina ili operacijama prekidjača. Oni ograničavaju preopterećenja naponom na mestima gde su instalirani na zaštitni nivo arrestera.

Rad:

• Arresteri su dizajnirani da odvode prekomjeru energiju iz sistema kada preopterećenja naponom premaši određeni prag. Oni ograničavaju napon na siguran nivo, sprečavajući oštećenja opreme i osiguravajući integritet prenosnog sistema.

• Typično, arresteri se postavljaju na oba kraja prenosne linije (slanje i primanje terminala). Međutim, oni ograničavaju preopterećenja naponom samo na tim specifičnim lokacijama i ne pružaju zaštitu duž cijele dužine linije.

Prednosti:

• Zaštita od preopterećenja naponom: Efektivno štiti opremu na krajevima linija od preopterećenja naponom uzrokovanih udarcima gremlina ili operacijama prekidjača.

• Fokusirana zaštita: Pruža fokusiranu zaštitu na ključnim tačkama u sistemu bez potrebe za dodatnom opremom duž cijele linije.

Kontrolisano zatvaranje

Princip:

Kontrolisano zatvaranje je napredna mera mitigacije koja koristi dinamički kontroler da analizira diferencijalni napon preko prekidjača, predvidi buduće minimume napona i zatvori prekidjač u optimalnom trenutku kako bi se smanjila preopterećenja naponom. Celi proces mora biti završen unutar manje od 0.5 sekundi da bi bio učinkovit.

Rad:

• Dinamički kontroler kontinuirano nadgleda razliku napona preko prekidjača.

• Identifikuje tačke minimalnog napona i predviđa kada će se budući minimumi dogoditi.

• Kontroler zatim zatvara prekidjač u predviđenoj tački minimalnog napona, osiguravajući da zatvaranje nastupa tokom perioda niskog napona i smanjujući rizik od preopterećenja naponom.

• Ovaj metod zahteva brze i precizne algoritme kontrole, kao i precizno vreme kako bi se osiguralo da prekidjač zatvori u optimalnom trenutku.

Prednosti:

• Smanjena preopterećenja naponom: Zatvaranjem prekidjača u optimalnoj tački napona, kontrolisano zatvaranje značajno smanjuje intenzitet preopterećenja naponom.

• Poboljšana stabilnost sistema: Pomaže u održavanju stabilnosti sistema sprečavajući prekomjerne talase napona tokom energizacije linije.

• Napredna tehnologija: Nudi sofisticiranije i učinkovitije rešenje u poređenju sa tradicionalnim metodama poput stupnjevitog zatvaranja faza ili otpornika za zatvaranje.

Profil preopterećenja naponom u dugim EHV linijama

Grafikon koji pokazuje profil preopterećenja naponom u dugoj EHV liniji demonstrira učinkovitost različitih opcija za ograničenje preopterećenja naponom. Svaki metod ima svoj uticaj na nivoe preopterećenja naponom, a izbor metoda zavisi od specifičnih zahteva sistema.

• Brza instalacija šunt reaktora: Smanjuje preopterećenja naponom zbog kapacitansa linije i pruža neko smanjenje preopterećenja naponom pri uključivanju.

• Otpornici za zatvaranje: Ograničavaju napon na kraju na 2 p.u., efektivno kontrolirajući preopterećenja naponom tokom energizacije linije.

• Stupnjevito zatvaranje faza: Smanjuje kumulativni efekat transijenata dopuštajući im da se iscrpe između zatvaranja faza.

• Arresteri na krajevima linija: Štite krajeve linija od preopterećenja naponom, ali ne pružaju zaštitu duž cijele linije.

• Kontrolisano zatvaranje: Minimizuje preopterećenja naponom zatvaranjem prekidjača u optimalnoj tački napona, pružajući najučinkovitiju kontrolu nad transijentnim preopterećenjima naponom.

Svaki od ovih metoda može biti korišćen individualno ili u kombinaciji kako bi se postigla željena mitigacija preopterećenja naponom u dugim EHV linijama, u zavisnosti od specifičnih potreba i ograničenja sistema.