Pojava stvorena prilikom prekidačkog preključivanja praznih transformatora visokonaponskim prekidačem s napajanjem od strane IEE-Business

Uvod u visokonaponske prekidače

1. Razlika između visokonaponskih prekidača i zemljača

Visokonaponski prekidač (prekidač) i zemljač su dva različita mehanička prekidna uređaja, svaki od njih igra ključnu ulogu u električnim sustavima.

• Visokonaponski prekidač: Glavno se koristi za označavanje da je krug otvoren ili zatvoren. Prekidač ima sposobnost prekidanja struje, omogućujući mu prekid velikih struja pod radnim naprezanjem i održavanje stabilnosti kada su kontakti odvojeni i uspostavljen oporavni napon. Visokonaponski prekidači obično se koriste za zaštitu električnih sustava od grešaka poput kratičnih spojeva i preopterećenja.

• Zemljač: Njegova glavna funkcija je zemljanje različitih dijelova kruga, uključujući opremu, osiguravajući siguran kontakt. Zemljač nema sposobnost prekidanja struje, pa se ne može koristiti za prekid opterećenja. Obično se koristi u kombinaciji s visokonaponskim prekidačem kako bi se osiguralo da, nakon što je prekidač otvoren, svi dijelovi kruga mogu pouzdano biti zemljani kako bi se spriječili slučajni električni udari.

2. Operativne ograničenja visokonaponskih prekidača u AIS

U zračno izoliranoj aparaturi (AIS), visokonaponski prekidač ne može prekinuti struju dok vodi struju ili nakon što su kontakti odvojeni i uspostavljen oporavni napon između njih. To znači da ako prekidač radi pod radnim naprezanjem, može efektivno prekinuti samo male struje. Konkretno, kada se nominalni napon pojavljuje na kontaktima, prekidač može prekinuti male struje, ali ne može obrađivati velike struje ili teška opterećenja.

3. Funkcija zemljača

Glavna uloga zemljača je zemljanje različitih dijelova kruga, osiguravajući sigurnost tijekom održavanja ili pregleda. Može se koristiti u kombinaciji s visokonaponskim prekidačem ili samostalno. Zemljajući krug, zemljač efektivno eliminira akumulaciju statičkog naboja, sprečava slučajne električne udare i osigurava sigurnost za nadolazeće radove održavanja.

Pregled prekidanja kapacitivne i praznog transformatora

1. Kapacitivna strujna prekidna sposobnost visokonaponskih prekidača

Prema IEC standardima, visokonaponski prekidači nisu specifično dizajnirani za prekidanje greškovnih struja, ali budući da rade pod radnim naprezanjem, očekuje se da prekidaju male struje. IEC definicija prekidača (odvojitelja) kaže da prekidač (odvojitelj) može otvoriti ili zatvoriti krug gdje se prekida ili povezuje zanemariva struja, ili gdje se napon između terminala polova prekidača ne mijenja.

Iako nije eksplicitno navedeno, ovaj opis se može interpretirati da se odnosi na male kapacitivne punićeve struje i petlju prekidnice (poznatu i kao paralelna prekidnica), koje u specifičnim primjenama se nazivaju prekidnice za prebacivanje busa. IEC 62271-102 potvrđuje to i postavlja gornju granicu od 0,5 A za "zanemarive" kapacitivne punićeve struje, s većim vrijednostima koje zahtijevaju sporazum između korisnika i proizvođača.

2. Nominirana struja za prebacivanje busa

Prema IEC 62271-102, nominirana struja za prebacivanje busa određena je na sljedeći način:

• Za naponske razine 52 kV < Ur < 245 kV, struja za prebacivanje busa iznosi 80% nominirane normalne struje prekidača, ali ograničena na 1600 A.

• Za naponske razine 245 kV &le; Ur &le; 550 kV, struja za prebacivanje busa iznosi 60% nominirane normalne struje prekidača.

• Za naponske razine Ur > 550 kV, struja za prebacivanje busa iznosi 80% nominirane normalne struje prekidača, ali ograničena na 4000 A.

3. Primjena prekidanja praznog transformatora

U praksi, posebno u Sjevernoj Americi, zračni prekidači često se koriste za prekidanje praznih transformatora. Magnetizacijska struja praznog transformatora obično je vrlo niska, obično 1 A ili manje. U tom slučaju, transformator se može predstaviti kao serija RLC krug (kao što je prikazano na slici 1), s povezanim oscilacijama koje su podprigušene, s faktorom amplituda od 1,4 ili manje per jedinicu.

4. Prekidanje petlje u paralelnim prenosnim petljama

Još jedna uobičajena praksa je proširenje prebacivanja busa na prekidanje između paralelnih prenosnih petlji, iako je struja niža zbog veće impedancije petlje. Ovaj pristup može efektivno smanjiti generiranje lukova i fluktuacije napona tijekom prekidanja.

5. Primjena pomoćnih prekidnih uređaja

Široko korištena praksa u Sjevernoj Americi, ali manje u drugim regijama, jest dodavanje pomoćnih prekidnih uređaja kako bi se umanjila težina događaja prekidanja. Na primjer, ovi uređaji mogu smanjiti pojavu restrikata ili postići veću prekidnu sposobnost. Korištenje pomoćnih prekidnih uređaja može unaprijediti pouzdanost i sigurnost sustava, posebno kada se obrađuju velike struje ili složeni krugovi.

Prekidanje praznog transformatora pomoću visokonaponskih odvojitelja u AIS

Za prekidanje praznog transformatora u rasponu 72,5&ndash;245 kV, često se koriste visokonaponski odvojitelji u AIS. Budući da je magnetizacijska struja praznog transformatora obično vrlo niska (obično 1 A ili manje), odvojitelji mogu sigurno obaviti operaciju prekidanja. Transformator se može pojednostavniti kao serija RLC krug, s povezanim oscilacijama koje su podprigušene, s faktorom amplituda od 1,4 ili manje per jedinicu.

U ovom scenariju, glavna je zadaća odvojitelja osigurati da magnetizacijska struja transformatora ne uzrokuje značajne luke ili fluktuacije napona tijekom prekidanja. Kroz pravilno dizajniranje i rad, visokonaponski odvojitelji u AIS mogu efektivno obaviti tu zadaću, osiguravajući siguran i stabilan rad električnog sustava.

 Traga stvarnog događaja prekidanja na terenu prikazan je na slici 2.

Privremeni oporavni napon (TRV) između odvojitelja jest razlika između naponovnog napon i oscilacija na strani transformatora, kao što je prikazano na slici 3.

Prekid struje: dielektrični događaj

Prekid struje temeljno se događa kada se razmak između kontakata dovoljno proširi kako bi izdržao privremeni oporavni napon (TRV). Ovaj proces je u suštini dielektrični događaj, gdje izolacijska čvrstoća zraka ili vakua između kontakata premaši primijenjeni napon, efektivno ugaseći luk i prekineći tok struje.

Prekid magnetizacijske struje praznog transformatora

Prekid magnetizacijske struje praznog transformatora je ponavljajući događaj otvaranja i zatvaranja koji može rezultirati više restrikata. Svaki restrikat može inducirati talasne struje, koje produžuju trajanje luka, produžuju ukupno vrijeme prekidanja i uzrokuju sijanje na kontaktima luka. Ponavljajuća priroda ovih događaja može dovesti do značajnog stresa na prekidnu opremu i potencijalno degradirati njenu performansu tijekom vremena.

Da bi se mitigirali ti učinci, važno je osigurati da prekidna oprema može obraditi specifične karakteristike magnetizacijske struje, poput njenog ponašanja pri ubrzanim uvjetima i povezanih privremenih napona. Pravilno dizajniranje i odabir prekidne opreme, zajedno s upotrebom pomoćnih uređaja poput zaštitnih elemenata ili prigušnih otpora, može pomoći u smanjenju vjerojatnosti restrikata i minimiziranju utjecaja na sustav.