Φαινόμενα που δημιουργούνται κατά την εναλλαγή μετατροπέας χωρίς φορτίο με υψηλής τάσης αποσυνδέστρια AIS
Εισαγωγή στους Υψηλής Τάσης Διαχωριστές
Διαφορά μεταξύ Κόπτη Υψηλής Τάσης και Εδαφικού Στροφαντή
Ο Κόπτης Υψηλής Τάσης (Circuit Breaker) και ο Εδαφικός Στροφαντής είναι δύο διαφορετικά μηχανικά συστήματα στροφαντή, τα οποία παίζουν κρίσιμο ρόλο στα συστήματα ενέργειας.
Κόπτης Υψηλής Τάσης: Χρησιμοποιείται κυρίως για να δείξει αν ένας κύκλος είναι ανοιχτός ή κλειστός. Ο κόπτης έχει τη δυνατότητα να διακόπτει το ρεύμα, επιτρέποντάς του να κόψει μεγάλα ρεύματα υπό συνθήκες ζωντανής τάσης και να διατηρεί σταθερότητα όταν τα σημεία επαφής είναι χωρισμένα και έχει συσταθεί ανακάμψιμη τάση. Οι κόπτεις υψηλής τάσης χρησιμοποιούνται συνήθως για την προστασία των συστημάτων ενέργειας από λανθάνουσες συνθήκες, όπως σύνδεση και υπερφόρτωση.
Εδαφικός Στροφαντής: Η κύρια λειτουργία του είναι να εδαφίζει διάφορα μέρη ενός κυκλώματος, συμπεριλαμβανομένων των εγκαταστάσεων, διασφαλίζοντας ασφαλή επαφή. Ο εδαφικός στροφαντής δεν έχει τη δυνατότητα να διακόπτει το ρεύμα, οπότε δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κόψει ρεύματα φορτίου. Συνήθως χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με έναν κόπτη υψηλής τάσης για να διασφαλίσει ότι, μετά την άνοιγη του κόπτη, όλα τα μέρη του κυκλώματος μπορούν να εδαφιστούν αξιόπιστα για να προληφθεί η τυχαία ηλεκτροπληξία.
Λειτουργικά Περιορισμοί των Κόπτεων Υψηλής Τάσης AIS
Στο Αεριοϊσολητικό Στροφαντικό (AIS), ένας κόπτης υψηλής τάσης δεν μπορεί να διακόψει το ρεύμα κατά την οδηγία ή μετά την άνοιγη των επαφών και τη σύσταση ανακάμψιμης τάσης μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι αν ο κόπτης λειτουργήσει υπό συνθήκες ζωντανής τάσης, μπορεί να διακόψει αποτελεσματικά μόνο μικρά ρεύματα. Συγκεκριμένα, όταν η τάση προσδιορισμένης τιμής εμφανίζεται μεταξύ των επαφών, ο κόπτης μπορεί να διακόψει μικρά ρεύματα, αλλά δεν μπορεί να αντιμετωπίσει μεγάλα ρεύματα ή βαριά φορτία.
Λειτουργία των Εδαφικών Στροφαντών
Η κύρια λειτουργία του εδαφικού στροφαντή είναι να εδαφίζει διάφορα μέρη ενός κυκλώματος, διασφαλίζοντας ασφάλεια κατά τη διατήρηση ή επιθεώρηση. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με έναν κόπτη υψηλής τάσης ή ανεξάρτητα. Μέσω της εδαφίσης του κυκλώματος, ο εδαφικός στροφαντής εξαλείφει αποτελεσματικά τη συσσώρευση ηλεκτροστατικής φορτίας, προληπτικά αποτρέπει την ηλεκτροπληξία και παρέχει ασφάλεια για μεταγενέστερες εργασίες διατήρησης.
Επισκόπηση της Ενεργοποίησης Καπασιτικών και Μη Φορτωμένων Μετασχηματιστών
Δυνατότητα Ενεργοποίησης Καπασιτικών Ρευμάτων των Κόπτεων Υψηλής Τάσης
Σύμφωνα με τα πρότυπα IEC, οι κόπτεις υψηλής τάσης δεν σχεδιάζονται ειδικά για τη διακοπή ρευμάτων λανθάνουσας συνθήκης, αλλά αφού λειτουργούν υπό συνθήκες ζωντανής τάσης, προσδοκείται να διακόπτουν μικρά ρεύματα. Η ορισμολογία των IEC για τους διαχωριστές (disconnectors) δηλώνει ότι ένας κόπτης (disconnector) μπορεί να ανοίξει ή να κλείσει ένα κύκλωμα όπου διακόπτεται ή συνδέεται αμελητέο ρεύμα, ή όπου η τάση μεταξύ των πόλων του κόπτη δεν αλλάζει.
Αν και δεν αναφέρεται εκθετικά, αυτή η περιγραφή μπορεί να ερμηνευτεί ως αναφορά σε μικρά καπασιτικά ρεύματα φόρτισης και ενεργοποίησης τρόικα (επίσης γνωστή ως ενεργοποίηση παράλληλων), οι οποίες σε συγκεκριμένες εφαρμογές ονομάζονται στροφαντικές ενεργοποίησης τρόικα. Το IEC 62271-102 επιβεβαιώνει αυτό και ορίζει έναν ανώτατο όριο 0,5 A για "αμελητέα" καπασιτικά ρεύματα φόρτισης, με υψηλότερες τιμές να απαιτούν συμφωνία μεταξύ του χρήστη και του κατασκευαστή.
Προσδιορισμένο Ρεύμα Μεταφοράς Τρόικα
Σύμφωνα με το IEC 62271-102, το προσδιορισμένο ρεύμα μεταφοράς τρόικα ορίζεται ως εξής:
Για επίπεδα τάσης 52 kV < Ur < 245 kV, το ρεύμα μεταφοράς τρόικα είναι 80% του προσδιορισμένου κανονικού ρεύματος του κόπτη, αλλά περιορίζεται στο 1600 A.
Για επίπεδα τάσης 245 kV ≤ Ur ≤ 550 kV, το ρεύμα μεταφοράς τρόικα είναι 60% του προσδιορισμένου κανονικού ρεύματος του κόπτη.
Για επίπεδα τάσης Ur > 550 kV, το ρεύμα μεταφοράς τρόικα είναι 80% του προσδιορισμένου κανονικού ρεύματος του κόπτη, αλλά περιορίζεται στο 4000 A.
Εφαρμογή της Ενεργοποίησης Μη Φορτωμένων Μετασχηματιστών
Στην πράξη, ειδικά στη Βόρεια Αμερική, οι κόπτεις αέριου χρησιμοποιούνται συνήθως για την ενεργοποίηση μη φορτωμένων μετασχηματιστών. Το ρεύμα μαγνητοποίησης ενός μη φορτωμένου μετασχηματιστή είναι συνήθως πολύ μικρό, συνήθως 1 A ή λιγότερο. Σε αυτή την περίπτωση, ο μετασχηματιστής μπορεί να αναπαρασταθεί ως σειριακό κύκλωμα RLC (όπως φαίνεται στο Σχήμα 1), με συναφής αντιστοιχία να είναι υποβραδυνόμενη, και η παράμετρος αμπλιτούδας να είναι 1,4 ή λιγότερο ανά μονάδα.
Ενεργοποίηση Τρόικα σε Παράλληλα Κύκλωματα Μεταφοράς
Ένα άλλο συνηθισμένο πρακτικό είναι η επέκταση της μεταφοράς τρόικα στην ενεργοποίηση μεταξύ παραλλήλων κυκλώματων μεταφοράς, παρ' όλο που το ρεύμα είναι χαμηλότερο λόγω υψηλότερης αντίστασης τρόικα. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τη δημιουργία αναβολών και τις διακυμάνσεις τάσης κατά την ενεργοποίηση.
Εφαρμογή Αξυνόδων Στροφαντών
Μια ευρέως χρησιμοποιούμενη πρακτική στη Βόρεια Αμερική, αλλά λιγότερο συνηθισμένη σε άλλες περιοχές, είναι η προσθήκη αξυνόδων στροφαντών για την μείωση της σοβαρότητας των γεγονότων ενεργοποίησης. Για παράδειγμα, αυτά τα συστήματα μπορούν να μειώσουν την εμφάνιση επαναφορών ή να επιτευχθεί υψηλότερη δυνατότητα διακοπής. Η χρήση αξυνόδων στροφαντών μπορεί να ενισχύσει την αξιοπιστία και την ασφάλεια του συστήματος, ειδικά κατά την επεξεργασία υψηλών ρευμάτων ή περίπλοκων κυκλωμάτων.
Ενεργοποίηση Μη Φορτωμένων Μετασχηματιστών Με Υψηλής Τάσης Διαχωριστές AIS
Για την ενεργοποίηση μη φορτωμένων μετασχηματιστών στο εύρος 72,5–245 kV, συνήθως χρησιμοποιούνται οι υψηλής τάσης διαχωριστές AIS. Επειδή το ρεύμα μαγνητοποίησης ενός μη φορτωμένου μετασχηματιστή είναι συνήθως πολύ μικρό (συνήθως 1 A ή λιγότερο), οι διαχωριστές μπορούν να εκτελέσουν ασφαλώς την ενεργοποίηση. Ο μετασχηματιστής μπορεί να απλοποιηθεί ως σειριακό κύκλωμα RLC, με συναφής αντιστοιχία να είναι υποβραδυνόμενη, και η παράμετρος αμπλιτούδας να είναι 1,4 ή λιγότερο ανά μονάδα.
Σε αυτή την περίπτωση, η κύρια λειτουργία του διαχωριστή είναι να διασφαλίσει ότι το ρεύμα μαγνητοποίησης του μετασχηματιστή δεν προκαλεί σημαντικές αναβολές ή διακυμάνσεις τάσης κατά την ενεργοποίηση. Μέσω κατάλληλης σχεδίασης και λειτουργίας, οι υψηλής τάσης διαχωριστές AIS μπορούν να εκτελέσουν αποτελεσματικά αυτή τη λειτουργία, διασφαλίζοντας την ασφαλή και σταθερή λειτουργία του συστήματος ενέργειας.
Μια ίχνος από ένα πραγματικό γεγονός ενεργοποίησης στο πεδίο εμφανίζεται στο Σχήμα 2.
Η προσωρινή ανακάμψιμη τάση (TRV) μεταξύ του διαχωριστή είναι έτσι η διαφορά μεταξύ της τάσης πηγής και της τάσης ταλάντωσης της πλευράς του μετασχηματιστή, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.
Διακοπή Ρεύματος: Ένα Διηλεκτρικό Γεγονός
Η διακοπή του ρεύματος συμβαίνει βασικά όταν η διαστάση μεταξύ των επαφών γίνεται αρκετά μεγάλη για να αντιμετωπίσει την προσωρινή ανακάμψιμη τάση (TRV). Αυτή η διαδικασία είναι αναμφισβήτητα ένα διηλεκτρικό γεγονός, όπου η ισχύς της επίπλασης του αέρα ή του κενού μεταξύ των επαφών υπερβαίνει την εφαρμοσμένη τάση, αποτελεσματικά σβήνοντας την αναβολή και διακόπτοντας την ροή του ρεύματος.
Διακοπή του Ρεύματος Μαγνητοποίησης ενός Μη Φορτωμένου Μετασχηματιστή
Η διακοπή του ρεύματος μαγνητοποίησης ενός μη φορτωμένου μετασχηματιστή είναι ένα επαναλαμβανόμενο γεγονός ανοίγματος-κλεισίματος που μπορεί να οδηγήσει σε πολλές επαναφορές. Κάθε επαναφορά μπορεί να προκαλέσει συντομοσύνες ρεύματος, οι οποίες παρατείνουν τη διάρκεια της αναβολής, επεκτείνουν την συνολική διάρκεια της ενεργοποίησης και προκαλούν συνήθεια στις επαφές της αναβολής. Η επαναλαμβανόμενη φύση
