Mga phenomena na lumilikha sa pag-switch ng walang-load na mga transformer gamit ang AIS high voltage disconnect switch

Pagpapakilala sa High-Voltage Isolators

1. Kaibahan sa Pagitan ng High-Voltage Circuit Breakers at Earthing Switches

High-Voltage Circuit Breaker (Circuit Breaker) at Earthing Switch ay dalawang iba't ibang mekanikal na switching devices, bawat isa ay may mahalagang papel sa mga power systems.

• High-Voltage Circuit Breaker: Ito ay pangunahing ginagamit para ipakita kung bukas o sarado ang isang circuit. Ang circuit breaker ay may kakayahan na interrumpehin ang current, nagbibigay-daan nito upang putulin ang malaking current sa live conditions at panatilihin ang estabilidad kapag hiwalay ang contact points at itinatag ang recovery voltage. Ginagamit ang high-voltage circuit breakers upang maprotektahan ang mga power system mula sa mga fault tulad ng short circuits at overloads.

• Earthing Switch: Ang pangunahing tungkulin nito ay i-ground ang iba't ibang bahagi ng isang circuit, kasama ang mga equipment, upang matiyak ang ligtas na kontak. Ang earthing switch ay walang kakayahan na interrumpehin ang current, kaya hindi ito maaaring gamitin upang putulin ang load currents. Karaniwang ginagamit ito kasama ng high-voltage circuit breaker upang matiyak na pagkatapos buksan ang circuit breaker, lahat ng bahagi ng circuit ay ma-reliably grounded upang maiwasan ang accidental electric shock.

2. Pagpapatakbo ng Operational Limitations ng AIS High-Voltage Circuit Breakers

Sa Air Insulated Switchgear (AIS), ang high-voltage circuit breaker ay hindi maaaring interrumpehin ang current habang nagco-conduct o pagkatapos hiwalayin ang mga contact at itinatag ang recovery voltage sa pagitan nila. Ito ay nangangahulugan na kung ang circuit breaker ay gumagana sa live conditions, ito lamang maaaring epektibong interrumpehin ang maliliit na current. Partikular, kapag lumitaw ang rated voltage sa mga contact, maaaring interrumpehin ng circuit breaker ang maliliit na current ngunit hindi maaaring hawakan ang mataas na current o heavy loads.

3. Tungkulin ng Earthing Switches

Ang pangunahing tungkulin ng earthing switch ay i-ground ang iba't ibang bahagi ng isang circuit, matiyak ang seguridad sa panahon ng maintenance o inspeksyon. Maaari itong gamitin kasama ng high-voltage circuit breaker o independiyente. Sa pamamagitan ng pagsasaground ng circuit, ang earthing switch ay epektibong natatanggal ang static charge accumulation, napipigilan ang accidental electric shock, at nagbibigay ng seguridad para sa susunod na maintenance work.

Buod ng Capacitive at No-Load Transformer Switching

1. Capacitive Current Switching Capability ng High-Voltage Circuit Breakers

Ayon sa IEC standards, ang high-voltage circuit breakers ay hindi espesyal na disenyo upang interrumpehin ang fault currents, ngunit dahil gumagana sila sa live conditions, inaasahan silang interrumpehin ang maliliit na current. Ang IEC definition ng isolators (disconnectors) ay nagsasaad na ang circuit breaker (isolator) ay maaaring buksan o isara ang isang circuit kung saan ang negligible current ay interrumpehin o konektado, o kung ang voltage sa pagitan ng mga terminal ng mga poles ng circuit breaker ay hindi nagbabago.

Bagaman hindi eksplisitong naitala, ang paglalarawan na ito maaaring intindihin bilang tumutukoy sa maliliit na capacitive charging currents at loop switching (na kilala rin bilang parallel switching), na sa tiyak na aplikasyon ay tinatawag na bus transfer switches. Ang IEC 62271-102 ay kumpirmado ito at nagsasaad ng upper limit ng 0.5 A para sa "negligible" capacitive charging currents, na mas mataas na halaga ay nangangailangan ng kasunduan sa pagitan ng user at manufacturer.

2. Rated Bus Transfer Current

Ayon sa IEC 62271-102, ang rated bus transfer current ay nasa sumusunod:

• Para sa voltage levels 52 kV < Ur < 245 kV, ang bus transfer current ay 80% ng rated normal current ng circuit breaker, ngunit limitado sa 1600 A.

• Para sa voltage levels 245 kV &le; Ur &le; 550 kV, ang bus transfer current ay 60% ng rated normal current ng circuit breaker.

• Para sa voltage levels Ur > 550 kV, ang bus transfer current ay 80% ng rated normal current ng circuit breaker, ngunit limitado sa 4000 A.

3. Aplikasyon ng No-Load Transformer Switching

Sa praktika, lalo na sa North America, karaniwang ginagamit ang air circuit breakers para sa switching ng no-load transformers. Ang magnetizing current ng no-load transformer ay tipikal na napakababa, karaniwang 1 A o mas mababa. Sa kasong ito, maaaring irepresenta ang transformer bilang isang series RLC circuit (tulad ng ipinapakita sa Figure 1), na ang related oscillations ay underdamped, at ang amplitude factor ay 1.4 o mas mababa per unit.

4. Loop Switching sa Parallel Transmission Loops

Isang karaniwang praktika pa rin ang pag-extend ng bus transfer sa switching sa pagitan ng parallel transmission loops, bagaman mas mababa ang current dahil sa mas mataas na loop impedance. Ang pamamaraang ito ay maaaring epektibong mabawasan ang paglikha ng arc at voltage fluctuations sa panahon ng switching.

5. Aplikasyon ng Auxiliary Switching Devices

Isang malaganap na praktika sa North America, ngunit mas kaunti sa iba pang rehiyon, ang pagdaragdag ng auxiliary switching devices upang mabawasan ang severity ng mga switching events. Halimbawa, ang mga device na ito ay maaaring mabawasan ang pag-occur ng restrikes o makamit ang mas mataas na breaking capacity. Ang paggamit ng auxiliary switching devices ay maaaring mapalakas ang reliability at seguridad ng sistema, lalo na sa pag-handle ng mataas na current o complex circuits.

No-Load Transformer Switching Gamit ang AIS High-Voltage Isolators

Para sa no-load transformer switching sa 72.5&ndash;245 kV range, karaniwang ginagamit ang AIS high-voltage isolators. Dahil ang magnetizing current ng no-load transformer ay tipikal na napakababa (karaniwang 1 A o mas mababa), maaaring ligtas na gawin ng isolators ang switching operation. Maaaring isimplify ang transformer bilang isang series RLC circuit, na ang related oscillations ay underdamped, at ang amplitude factor ay 1.4 o mas mababa per unit.

Sa scenario na ito, ang pangunahing tungkulin ng isolator ay matiyak na ang magnetizing current ng transformer ay hindi magdudulot ng significant arcing o voltage fluctuations sa panahon ng switching. Sa pamamagitan ng proper design at operasyon, maaaring epektibong matapos ang task na ito ng AIS high-voltage isolators, matitiyak ang ligtas at stable na operasyon ng power system.

 Isang trace mula sa aktwal na field-switching event ay ipinapakita sa Fig. 2.

Ang transient recovery voltage (TRV) sa pagitan ng disconnecting switch ay kaya ang pagkakaiba sa pagitan ng source voltage at ang transformer-side oscillation tulad ng ipinapakita sa Fig. 3.

Current Interruption: Isang Dielectric Event

Fundamental na nangyayari ang current interruption kapag sapat na malaki ang gap sa pagitan ng mga contact upang matiis ang transient recovery voltage (TRV). Ang proseso na ito ay inherent na isang dielectric event, kung saan ang insulation strength ng hangin o vacuum sa pagitan ng mga contact ay lumampas sa inilapat na voltage, epektibong quenching ang arc at interrumpehin ang pag-flow ng current.

Interrupting the Magnetizing Current of a No-Load Transformer

Ang interrupting ng magnetizing current ng no-load transformer ay isang repetitive open-close event na maaaring magresulta sa multiple restrikes. Bawat restrike ay maaaring induksyon ng surge currents, na nagpapahaba ng arc duration, extend ang overall switching time, at nagdudulot ng wear sa mga arc contacts. Ang paulit-ulit na natura ng mga event na ito ay maaaring magdulot ng significant stress sa mga switching equipment at potensyal na mabawasan ang performance nito sa paglipas ng panahon.

Upang mabawasan ang mga epekto na ito, mahalaga na matiyak na ang switching device ay maaaring handlin ang specific characteristics ng magnetizing current, tulad ng kanyang inrush behavior at ang associated transient voltages. Ang proper design at selection ng switching equipment, kasama ang paggamit ng auxiliary devices tulad ng surge arresters o damping resistors, ay maaaring tumulong na mabawasan ang likelihood ng restrikes at minimize ang impact sa sistema.