Mga paraan ng pagbawas ng overvoltage sa switching sa EHV

Mabilis na Pagpasok ng Shunt Reactors

Layunin:

Ang mga shunt reactors ay pangunahing ginagamit para sa pagkompensasyon ng kapasidad ng mahabang linya ng transmisyon, na maaaring magresulta sa overvoltage at isyu sa reactive power. Nagbibigay sila ng ikalawang benepisyo sa pamamagitan ng pagbawas ng switching overvoltages kapag nakakonekta, ngunit hindi ito karaniwang pangunahing dahilan kung bakit inilalagay ng mga utility ang mga ito. Ang pangunahing layunin ng mga shunt reactors ay kinabibilangan ng:

• Kompensasyon ng Kapasidad: Ang mga mahabang linya ng transmisyon ay may malaking kapasidad, lalo na sa Extra High Voltage (EHV) levels. Maaari itong magsanhi ng overvoltages, lalo na sa kondisyong light load o kapag bukas ang linya. Tumutulong ang mga shunt reactors upang mapababa ang mga overvoltages na ito sa pamamagitan ng pagbibigay ng reactive load na laban sa epekto ng kapasidad.

• Pagbawas ng Switching Overvoltage: Habang hindi ito ang pangunahing layunin, maaari rin ang mga shunt reactors na mabawasan ang switching overvoltages. Kapag binuksan o isara ang circuit breaker, maaaring mangyari ang transient overvoltages. Maaaring i-absorb ng mga shunt reactors ang ilang bahagi ng mga transients na ito, kaya nababawasan ang kalakihan ng overvoltages.

Pagsusundan:

• Karaniwang inilalagay ang mga shunt reactors sa mga substation sa mahabang linya ng transmisyon, lalo na sa mga EHV system kung saan mas napapansin ang epekto ng kapasidad.

• Hindi sila karaniwang idinadagdag nang eksklusibo upang mabawasan ang switching overvoltages dahil mas epektibo ang ibang hakbang (tulad ng closing resistors o controlled closing) para sa tiyak na layunin na ito.

Closing Resistors

Layunin:

Ginagamit ang mga closing resistors upang limitahan ang pagtaas ng voltage sa receiving end ng linya ng transmisyon kapag ito ay energized. Ang pangunahing layunin ay panatilihin ang voltage sa tanggap na limit, karaniwang nasa 2 per unit (p.u.), upang maiwasan ang pinsala sa equipment at tiyakin ang estabilidad ng sistema.

Operasyon:

• Kapag energized ang linya ng transmisyon, maaaring magsanhi ng biglang pagtaas ng current na nagdudulot ng significant voltage rise sa receiving end, na nagiging sanhi ng overvoltage conditions.

• Nakakonekta nang pansamantalang ang mga closing resistors sa serye ng circuit breaker sa panahon ng closing operation. Limitado nila ang initial current surge at dampen ang anumang resulting transients, kaya napapawi ang voltage mula sa 2 p.u.

• Kapag natapos na ang transients, inaabot ang resistors at normal na gumagana ang linya.

Benepisyo:

• Limitasyon ng Voltage: Nakapapanatili ng voltage sa receiving end sa ligtas na limit, protektado ang equipment at tiyakin ang stable na operasyon.

• Pagpapababa ng Transient: Binabawasan ang kalakihan ng switching overvoltages, na maaaring partikular na mahalaga sa mga EHV systems.

Staggered Pole Closing

Prinsipyo:

Ang staggered pole closing ay kasama ang pag-close ng individual poles ng three-phase circuit breaker na naka-half cycle apart. Ang ideya ay hilingin ang transients sa unang phase bago isara ang susunod na phase, kaya nababawasan ang posibilidad ng matinding overvoltages.

Operasyon:

• Sa three-phase system, isinasara ang bawat phase nang sequential, may delay ng half a cycle (10 ms sa 50 Hz o 8.33 ms sa 60 Hz) sa pagitan ng bawat phase.

• Sa pamamagitan ng staggering ng closing, ang transients na gawa ng unang phase ay may oras na humupa bago isara ang susunod na phase. Nababawasan ito ang cumulative effect ng transients at minimizes ang risk ng overvoltage events.

Benepisyo:

• Pagpapababa ng Transient: Hinihiling ang transients mula sa unang phase na humupa bago isara ang susunod na phase, kaya nababawasan ang overall severity ng overvoltages.

• Simplified Implementation: Hindi nangangailangan ng komplikadong control systems, kaya ito ay isang relatibong simple at cost-effective method para sa mitigating overvoltages.

Line Terminal Arresters

Layunin:

Inilalagay ang mga line terminal arresters sa dulo ng linya ng transmisyon upang protektahan ang sistema laban sa overvoltages na dulot ng lightning strikes o switching operations. Limitado nila ang overvoltages sa puntos kung saan sila inilalagay sa protective level ng arrester.

Operasyon:

• Diseñado ang mga arresters upang i-conduct ang excess energy mula sa sistema kapag lumampas ang overvoltages sa tiyak na threshold. Clamp nila ang voltage sa ligtas na level, pinoprotektahan ang equipment at sinisigurado ang integrity ng transmission system.

• Karaniwan, inilalagay ang mga arresters sa parehong dulo ng linya ng transmisyon (sending at receiving terminals). Ngunit, limitado lamang nila ang overvoltages sa mga tiyak na lokasyon at hindi nagbibigay ng proteksyon sa buong haba ng linya.

Benepisyo:

• Overvoltage Protection: Epektibong protektado ang equipment sa line terminals mula sa overvoltages dulot ng lightning o switching.

• Targeted Protection: Nagbibigay ng focused protection sa critical points ng sistema nang walang kailangan ng karagdagang equipment sa buong linya.

Controlled Closing

Prinsipyo:

Ang controlled closing ay isang advanced mitigation measure na gumagamit ng dynamic controller upang analisin ang differential voltage sa circuit breaker, predict ang future voltage minima, at isara ang breaker sa optimal moment upang mabawasan ang overvoltages. Kailangang matapos ang buong proseso sa loob ng less than 0.5 seconds para maging epektibo.

Operasyon:

• Ang dynamic controller ay patuloy na monitore ang voltage difference sa circuit breaker.

• Itinutukoy nito ang minimum voltage points at predict kung kailan ang future minima ay mangyayari.

• Isinasara ng controller ang breaker sa predicted minimum voltage point, siguradong ang closing ay nangyayari sa low-voltage period at mabawasan ang risk ng overvoltage.

• Kailangan ng fast at accurate control algorithms, pati na rin ang precise timing upang siguraduhin na ang breaker ay isasara sa optimal moment.

Benepisyo:

• Minimized Overvoltages: Sa pamamagitan ng pag-close ng breaker sa optimal voltage point, siyentipikal na nababawasan ng controlled closing ang kalakihan ng overvoltages.

• Improved System Stability: Tumutulong sa pag-maintain ng estabilidad ng sistema sa pamamagitan ng pag-iwas sa excessive voltage surges sa panahon ng line energization.

• Advanced Technology: Nagbibigay ng mas sophisticated at epektibong solusyon kumpara sa traditional methods tulad ng staggered pole closing o closing resistors.

Overvoltage Profile sa EHV Long Lines

Ang figure na nagpapakita ng overvoltage profile sa EHV long line ay nagpapakita ng epektividad ng iba't ibang overvoltage limitation options. Bawat method ay may sarili nitong impact sa overvoltage levels, at ang pagpili ng method ay depende sa tiyak na requirements ng sistema.

• Fast Insertion of Shunt Reactors: Nagsasanhi ng pagbawas ng overvoltages dahil sa line capacitance at nagbibigay ng ilang pagbawas sa switching overvoltages.

• Closing Resistors: Limitado ang receiving-end voltage sa 2 p.u., epektibong kontrolado ang overvoltages sa panahon ng line energization.

• Staggered Pole Closing: Nagsasanhi ng pagbawas ng cumulative effect ng transients sa pamamagitan ng pagbibigay ng oras upang humupa ang transients sa pagitan ng phase closings.

• Line Terminal Arresters: Protektado ang line terminals mula sa overvoltages ngunit hindi nagbibigay ng proteksyon sa buong linya.

• Controlled Closing: Minimize ang overvoltages sa pamamagitan ng pag-close ng breaker sa optimal voltage point, nagbibigay ng pinakaepektibong kontrol sa transient overvoltages.

Bawat isa sa mga method na ito ay maaaring gamitin nang individual o sa combination upang makamit ang desired overvoltage mitigation sa EHV long lines, depende sa tiyak na needs at constraints ng sistema.