Verskynsels wat tydens die swaai van laadlose transformateurs deur AIS-hoogspanningsontkoppelers skep
Inleiding tot Hoogspanningsafskakelaars
Verskil tussen Hoogspanningskringafbreekers en Aardingsskakelaars
Hoogspanningskringafbreker (Kringafbreker) en Aardingsskakelaar is twee verskillende meganiese skakeltoestelle, elk speel 'n kritieke rol in kragstelsels.
Hoogspanningskringafbreker: Dit word hoofsaaklik gebruik om aan te dui of 'n kring oop of toe is. Die kringafbreker het die vermoë om stroom te onderbreek, wat dit in staat stel om groot strome onder lewensbeding te onderskei en stabiliteit te handhaaf wanneer die kontakpunte geskei word en 'n herstelspanning ingestel word. Hoogspanningskringafbreekers word tipies gebruik om kragstelsels teen foute soos kortsluitings en oorbelasting te beskerm.
Aardingsskakelaar: Sy hooffunksie is om verskeie dele van 'n kring, insluitend toerusting, veilig te aard. 'n Aardingsskakelaar het nie die vermoë om stroom te onderbreek nie, dus kan dit nie gebruik word om belastingsstrome te onderskei nie. Dit word gewoonlik saam met 'n hoogspanningskringafbreker gebruik om te verseker dat, nadat die kringafbreker oopgemaak is, alle dele van die kring betroubaar geaard kan word om ongelukkige elektriese skok te voorkom.
Bewerkingsbeperking van AIS Hoogspanningskringafbreekers
In Luggeïsoleerde Skakeltoestelle (AIS) kan 'n hoogspanningskringafbreker nie stroom onderbreek terwyl dit geleidelik of nadat die kontakpunte geskei is en 'n herstelspanning tussen hulle ingestel is nie. Dit beteken dat as die kringafbreker onder lewensbeding bewerk word, kan dit slegs effektief klein strome onderskei. Spesifiek, wanneer die spesifieke spanning tussen die kontakpunte voorkom, kan die kringafbreker klein strome onderskei, maar kan nie groot strome of swaar belastings hanteer nie.
Funksie van Aardingsskakelaars
Die primêre rol van 'n aardingsskakelaar is om verskeie dele van 'n kring te aard, om veiligheid tydens instandhouding of inspeksie te verseker. Dit kan in samehang met 'n hoogspanningskringafbreker of onafhanklik gebruik word. Deur die kring te aard, elimineer die aardingsskakelaar effektief statiese laadingoorsameling, voorkom ongelukkige elektriese skok en bied veiligheid vir volgende instandhoudingswerk.
Oorsig van Kapasitiewe en Geen Belasting Transformator Skakeling
Kapasitiewe Stroom Skakelvermoë van Hoogspanningskringafbreekers
Volgens IEC standaarde is hoogspanningskringafbreekers nie spesifiek ontwerp vir die onderbreking van foutstrome nie, maar aangesien hulle onder lewensbeding bewerk word, word daar verwag dat hulle klein strome kan onderbreek. Die IEC definisie van afskakelaars (disconnectors) stel dat 'n kringafbreker (afskakelaar) 'n kring kan oopmaak of toe waar 'n verwaarloosbare stroom onderbreek of verbintenis, of waar die spanning tussen die polus van die kringafbreker se poles nie verander nie.
Alhoewel dit nie eksplisiet gestel word nie, kan hierdie beskrywing geïnterpreteer word om te verwys na klein kapasitiewe laai-strome en lus skakeling (ook bekend as parallel skakeling), wat in spesifieke toepassings bus oordraaiskakelaars genoem word. IEC 62271-102 bevestig dit en stel 'n bovengrens van 0,5 A vir "verwaarloosbare" kapasitiewe laai-strome, met hoër waardes wat ooreenkoms tussen die gebruiker en die vervaardiger vereis.
Gespesifiseerde Bus Oordraaispanning
Volgens IEC 62271-102 word die gespesifiseerde bus oordraaispanning as volg gespesifiseer:
Voor spanningsvlakke 52 kV < Ur < 245 kV, is die bus oordraaispanning 80% van die kringafbreker se normale stroom, maar beperk tot 1600 A.
Voor spanningsvlakke 245 kV ≤ Ur ≤ 550 kV, is die bus oordraaispanning 60% van die kringafbreker se normale stroom.
Voor spanningsvlakke Ur > 550 kV, is die bus oordraaispanning 80% van die kringafbreker se normale stroom, maar beperk tot 4000 A.
Toepassing van Geen Belasting Transformator Skakeling
In praktyk, veral in Noord-Amerika, word lugkringafbreekers algemeen gebruik vir die skakeling van geen belasting transformateurs. Die magnetiseringsstroom van 'n geen belasting transformateur is tipies baie laag, gewoonlik 1 A of minder. In hierdie geval kan die transformateur as 'n reeks RLC-sirkel voorgestel word (soos in Figuur 1 getoon), met verwante osillasies wat ondergedemp is, en die amplitudefaktor is 1,4 of minder per eenheid.
Lus Skakeling in Parallel Transmissieluse
'n Ander algemene praktyk is om bus oordraai uit te brei tot skakeling tussen parallel transmissieluse, alhoewel die stroom laer is weens hoër lus impedans. Hierdie benadering kan effektief bogenwekking en spanningsfluktuasies tydens skakeling verminder.
Toepassing van Bykomende Skakeltoestelle
'n Wye gebruikte praktyk in Noord-Amerika, maar minder algemeen in ander streke, is die byvoeging van bykomende skakeltoestelle om die erns van skakelinsidente te verminder. Byvoorbeeld, kan hierdie toestelle die voorkoms van heraanstekings verminder of hoër onderbrekingsvermoë bereik. Die gebruik van bykomende skakeltoestelle kan die betroubaarheid en veiligheid van die stelsel verhoog, veral wanneer dit met groot strome of komplekse sirkels behandel word.
Geen Belasting Transformator Skakeling Met AIS Hoogspanningsafskakelaars
Vir geen belasting transformator skakeling in die 72,5–245 kV reeks, word AIS hoogspanningsafskakelaars algemeen gebruik. Aangesien die magnetiseringsstroom van 'n geen belasting transformateur tipies baie laag is (gewoonlik 1 A of minder), kan afskakelaars veilig die skakeling uitvoer. Die transformateur kan as 'n reeks RLC-sirkel vereenvoudig word, met verwante osillasies wat ondergedemp is, en die amplitudefaktor is 1,4 of minder per eenheid.
In hierdie scenario is die primêre taak van die afskakelaar om te verseker dat die transformateur se magnetiseringsstroom nie beduidende bogenwekking of spanningsfluktuasies tydens skakeling veroorsaak nie. Deur middel van regte ontwerp en bewerking kan AIS hoogspanningsafskakelaars effektief hierdie taak volbring, om die veilige en stabiele bewerking van die kragstelsel te verseker.
'n Spoor van 'n werklike veld-skakeling-insident word in Fig. 2 getoon.
Die tussentydse herstelspanning (TRV) oor die afskakelaar is dus die verskil tussen die bronspanning en die transformateur-kant osillasie soos in Fig. 3 getoon.
Stroomonderbreking: 'n Dielektriese Gebeurtenis
Stroomonderbreking vind fundamenteel plaas wanneer die gaping tussen die kontakpunte groot genoeg word om die tussentydse herstelspanning (TRV) te weerstaan. Hierdie proses is inherent 'n dielektriese gebeurtenis, waar die isolasievermoë van die lug of vakuum tussen die kontakpunte die aangebragde spanning oorskry, wat effektief die bogen blus en die stroomstroom onderbreek.
Die Magnetiseringsstroom van 'n Geen Belasting Transformateur Onderbreek
Die onderbreking van die magnetiseringsstroom van 'n geen belasting transformateur is 'n herhalende oop-toe gebeurtenis wat meerdere heraanstekings kan veroorsaak. Elke heraansteking kan stormstrome inducer, wat die bogenperiode verleng, die algehele skakeltyd verleng en slys op die bogenkontakpunte veroorsaak. Die herhalende aard van hierdie gebeurtenisse kan aansienlike spanning op die skakeltoestel veroorsaak en potensieel sy prestasie oor tyd degradeer.
Om hierdie effekte te verminder, is dit krities om te verseker dat die skakeltoestel in staat is om die spesifieke kenmerke van die magnetiseringsstroom, soos sy inloopgedrag en die geassosieerde tussentydse spannings, te hanteer. Regte ontwerp en keuse van die skakeltoestel, tesame met die gebruik van bykomende toestelle soos stormafremmers of dempingweerstande, kan help om die waarskynlikheid van heraanstekings te verminder en die impak op die stelsel te minimiseer.
