اهرة שנוצרות במהלך החלפת מתחים בטרנספורמציות ריקות על ידי מפסק מתח גבוה של AIS
מבוא למפרקים מתח גבוה
הבדלים בין מפסקים מתח גבוה למתגים חיבורים אדמה
מפסק מתח גבוה (מפסק) ומתג חיבור אדמה הם שני מכשירי התמזגות מכניים שונים, כל אחד מהם משחק תפקיד חשוב במערכות החשמל.
מפסק מתח גבוה: הוא משמש בעיקר כדי להראות אם מעגל פתוח או סגור. למפסק יש את היכולת לנתק זרם, מה שמאפשר לו לנתק זרמים גדולים בתנאי תפעול ולהישאר יציב כאשר נקודות ההחיברות מופרדות ונוצר מתח השבה. מפסקים מתח גבוה משמשים בדרך כלל להגנה על מערכות חשמל מאירועים כמו קצר מתח ומיתון.
מתג חיבור אדמה: תפקידו העיקרי הוא להפוך חלקים שונים של מעגל, כולל ציוד, לאדמה, להבטיח מגע בטוח. מתג חיבור אדמה אינו יכול לנתק זרם, ולכן אינו יכול לשמש לנתק זרמים מטען. הוא משמש בדרך כלל בשילוב עם מפסק מתח גבוה כדי להבטיח כי לאחר פתיחת המפסק, כל חלקים של המעגל יכולים להיות מוגנים באופן надежно, чтобы предотвратить случайные поражения электрическим током.
ограничения в эксплуатации ВВ выключателей в AIS
במערכת מתגי אוויר (AIS), מפסק מתח גבוה אינו יכול לנתק זרם במהלך התנהגות או לאחר הפרדת נקודות ההחיברות והיווצרות מתח השבה ביניהן. זה אומר שאם המפסק פועל בתנאי תפעול, הוא יכול לנתק רק זרמים קטנים. ספציפית, כאשר מתח המ mujtahid appears across the contacts, the circuit breaker can interrupt small currents but cannot handle high currents or heavy loads.
תפקיד מתגי חיבור אדמה
תפקידו העיקרי של מתג חיבור אדמה הוא להפוך חלקים שונים של מעגל לאדמה, להבטיח בטיחות במהלך תחזוקה או בדיקה. הוא יכול לשמש בשילוב עם מפסק מתח גבוה באופן עצמאי. על ידי הפיכת המעגל לאדמה, המתג חיבור האדמה מפחית בצורה יעילה את הצטברות המטען הסטטי, למנוע מכת חשמל בלתי מכוונת ולספק בטיחות עבור עבודות תחזוקה עתידיות.
סקירה של חילוף קיבולת ואפס מטען של טרנספורמרים
יכולת חילוף זרם קיבולי במפסקים מתח גבוה
לפי תקני IEC, מפסקים מתח גבוה אינם מיועדים במיוחד לנתק זרמי פאולה, אך מכיוון שהם פועלים בתנאי תפעול, מצפים מהם לנתק זרמים קטנים. הגדרת IEC למפרקים (disconnectors) מצביעה על כך שמפסק (mujtahid) יכול לפתוח או לסגור מעגל שבו זרם זניח מנוטר או מחובר, או שבו המתח בין הקצוות של קטבי המפסק אינו משתנה.
אם כי לא מוזכר באופן מפורש, ניתן להסיק שהתיאור הזה מתיחס לזרמים קיבוליים קטנים של טעינה וחילוף לולאות (נקרא גם חילוף מקביל), שבקישורים ספציפיים מכונים מתגי העברה של מסילות. תקן IEC 62271-102 מאשר זאת ומגדיר גבול עליון של 0.5 A לזרמים "זניחים" של טעינה קיבולית, עם ערכים גבוהים יותר הדורשים הסכם בין המשתמש לייצר.
זרם העברה מרוכז מומלץ
לפי תקן IEC 62271-102, הזרם המומלץ להעברה מוגדר כדלקמן:
עבור רמות מתח 52 kV < Ur < 245 kV, זרם ההעברה הוא 80% מהזרם הנורמלי המומלץ של המפסק, אך מוגבל ל-1600 A.
עבור רמות מתח 245 kV ≤ Ur ≤ 550 kV, זרם ההעברה הוא 60% מהזרם הנורמלי המומלץ של המפסק.
עבור רמות מתח Ur > 550 kV, זרם ההעברה הוא 80% מהזרם הנורמלי המומלץ של המפסק, אך מוגבל ל-4000 A.
יישום חילוף טרנספורמרים ללא מטען
בפועל, במיוחד בצפון אמריקה, מפסקים אוויריים משמשים לעתים קרובות לחילוף טרנספורמרים ללא מטען. הזרם המגנטי של טרנספורמר ללא מטען הוא בדרך כלל מאוד נמוך, בדרך כלל 1 A או פחות. במקרה זה, הטרנספורמר יכול להיות מיוצג כמעגל RLC סדרתי (כפי שמופיע בתרשים 1), עם תנודות קשורות מודמדמות, וגורם האמפליטודה הוא 1.4 או פחות פר יחידה.
חילוף לולאות מקביל בהעברות
הפרקטיקה נוספת נפוצה היא להרחיב העברה של מסילות לחילוף בין לולאות העברה מקבילות, אף על פי שהזרם נמוך יותר עקב עמידות לולאה גבוהה יותר. גישה זו יכולה להפחית בצורה יעילה ייצור קשתות ונדנדות מתח במהלך החילוף.
יישום מכשירי חילוף עזר
פרקטיקה נפוצה בצפון אמריקה, אך פחות נפוצה באזורים אחרים, היא הוספת מכשירי חילוף עזר כדי להפחית אתverity של אירועים של חילוף. לדוגמה, המכשירים הללו יכולים להפחית את התרחשויות הריסטריקים או להשיג יכולת ניתוק גבוהה יותר. השימוש במכשירי חילוף עזר יכול להגביר את אמינות המערכת והבטיחות, במיוחד בצריכת זרמים גבוהים או מעגלים מורכבים.
חילוף טרנספורמרים ללא מטען באמצעות מפרקים מתח גבוה AIS
לחילוף טרנספורמרים ללא מטען בטווח 72.5–245 kV, מפרקים מתח גבוה AIS משמשים לעיתים קרובות. מכיוון שהזרם המגנטי של טרנספורמר ללא מטען הוא בדרך כלל מאוד נמוך (בדרך כלל 1 A או פחות), המפרקים יכולים לבצע את פעולת החילוף באופן בטוח. הטרנספורמר יכול להיות מיוצג כמעגל RLC סדרתי, עם תנודות קשורות מודמדמות, וגורם האמפליטודה הוא 1.4 או פחות פר יחידה.
בסצENARIO הזה, המשימה העיקרית של המפרק היא להבטיח שהזרם המגנטי של הטרנספורמר לא יגרום לתנודות קשתות או מתח משמעותיות במהלך החילוף. דרך תכנון ותפעול נכונים, מפרקים מתח גבוה AIS יכולים לבצע את המשימה הזו בצורה יעילה, להבטיח את תפעול הבטוח והיציב של מערכת החשמל.
עקומה מ Ereignis חילוף שדה אמיתי מוצגת בתרשים 2.
המתח השבה הזמני (TRV) בין המפרק המנתק הוא ההבדל בין מתח המקור לתנודות צד הטרנספורמר כפי שמוצג בתרשים 3.
ניתוק זרם: אירוע דייאלקטרי
ניתוק הזרם מתרחש כאשר הפער בין נקודות ההחיברות נהיה גדול מספיק כדי להתנגד למתח השבה הזמני (TRV). זהו אירוע דייאלקטרי בו חוזק ההבודד של האוויר או הריק בין נקודות ההחיברות עולה על המתח המושך, ומכסה את הקשת ומפסיק את זרימת הזרם.
נתק הזרם המגנטי של טרנספורמר ללא מטען
נתק הזרם המגנטי של טרנספורמר ללא מטען הוא אירוע חוזר של פתיחה-סגירה שיכול להוביל לריסטריקים מרובים. כל ריסטרייק יכול להפעיל זרמים סחרוריים, שמאריכים את משך הקשת, מאריכים את זמן החילוף הכולל וגורמים לשליפה על נקודות ההחיברות. הטבע החוזר של אירועים אלה יכול להוביל ללחץ משמעותי על ציוד החילוף ולגרום לדעיכה ביצירתו לאורך זמן.
כדי להפחית את ההשפעות האלו, חשוב להבטיח שהמכשיר המחליף מסוגל להתמודד עם התכונות הספציפיות של הזרם המגנטי, כגון התנהגות הכניסה שלו והמתחים הזמניים הקשורים. תכנון ובחירה נכונים של הציוד המחליף, יחד עם שימוש במכשירים עזר כמו מעצרי מתח או 저ומי דימינג, יכולים לעזור להפחית את הסיכוי לריסטריקים ולהפחית את ההשפעה על המערכת.
