Феномени создадени при преклопување на трансформатори без нагласок со високонапонски превключувач AIS
Вовед во високонапојни изолатори
Разлика помеѓу високонапојни прекинувачи и земјишни превключувачи
Високонапојен прекинувач (прекинувач) и земјишни превключувач се две различни механички превключувачки уреди, секој од кои игра важна улога во системите за енергија.
Високонапојен прекинувач: Главно се користи за индицирање дали кружникот е отворен или затворен. Прекинувачот има капацитет да прекине ток, што му овозможува да прекине големи токови под живо напонување и да го одржува стабилноста кога контактните точки се раздвоени и се поставува репрезентативен напон. Високонапојните прекинувачи типичено се користат за заштита на системите за енергија од дефекти како што се кратки споеви и прекомерни нагласи.
Земјишни превключувач: Неговата главна функција е да земи различни делови на кружникот, вклучувајќи опрема, на земја, осигурувајќи сигурен контакт. Земјишниот превключувач нема капацитет да прекине ток, така што не може да се користи за прекинување на токови со наглас. Обично се користи заедно со високонапојен прекинувач за да се осигура дека, по отварањето на прекинувачот, сите делови на кружникот можат надежно да се земат на земја за да се спречи случаен електрически шок.
Оперативни ограничувања на AIS високонапојни прекинувачи
Во воздухно изолирани превключувачки уреди (AIS), високонапојниот прекинувач не може да прекине ток додека го проводи или после што контактните точки се раздвоени и се поставува репрезентативен напон меѓу нив. Тоа значи дека ако прекинувачот работи под живо напонување, тој може само ефективно да прекине мал ток. Конкретно, кога јамката на напонот се појави на контактните точки, прекинувачот може да прекине мали токови, но не може да се справи со големи токови или тешки нагласи.
Функција на земјишни превключувачи
Главната улога на земјишниот превключувач е да земи различни делови на кружникот, осигурувајќи безбедност при одржба или преглед. Може да се користи заедно со високонапојен прекинувач или независно. Со земањето на кружникот, земјишниот превключувач ефективно елиминира накопувањето на статички наелектризација, спречува случаен електрически шок и обезбедува безбедност за последователната одржба.
Преглед на превключувањето на капацитивни и без наглас трансформатори
Капацитет за превключување на капацитивни токови на високонапојни прекинувачи
Според IEC стандардите, високонапојните прекинувачи не се специјално дизајнирани за прекинување на дефектни токови, но бидејќи работат под живо напонување, очекувано е да прекинат мали токови. IEC дефиницијата на изолатори (_disconnectors_) вели дека прекинувач (_изолатор_) може да отвори или затвори кружник каде што е прекинат или поврзан пренебреглив ток, или каде што напонот меѓу контактните точки на полова на прекинувачот не се менува.
Иако експлицитно не е наведено, оваа дефиниција може да се интерпретира како се однесува на мали капацитивни токови за напонување и петлесто превключување (познато и како паралелно превключување), кои во специфични применби се нарекуваат превключувачи за пренос на бус. IEC 62271-102 го потврдува ова и поставува горен лимит од 0,5 A за „пренебрегливи“ капацитивни токови за напонување, со високи вредности потребни за согласување меѓу корисникот и производителот.
Номинален ток за пренос на бус
Според IEC 62271-102, номиналниот ток за пренос на бус е специфициран како следи:
За напонски нивоа 52 kV < Ur < 245 kV, токот за пренос на бус е 80% од номиналниот нормален ток на прекинувачот, но ограничен до 1600 A.
За напонски нивоа 245 kV ≤ Ur ≤ 550 kV, токот за пренос на бус е 60% од номиналниот нормален ток на прекинувачот.
За напонски нивоа Ur > 550 kV, токот за пренос на бус е 80% од номиналниот нормален ток на прекинувачот, но ограничен до 4000 A.
Примена на превключување на без наглас трансформатори
На практика, особено во Северна Америка, воздухни прекинувачи често се користат за превключување на без наглас трансформатори. Магнетизацискиот ток на без наглас трансформатор обично е многу мал, обично 1 A или помалку. Во овој случај, трансформаторот може да се претстави како серијска RLC кола (како што е прикажано на Фигура 1), со поврзани осцилации кои се недостаточно демпфирани, а амплитудниот фактор е 1,4 или помалку по единица.
Петлесто превключување во паралелни преносни петли
Друга заобичајена практика е да се прошири преносот на бус до превключување меѓу паралелни преносни петли, иако токот е помал поради повисоката петлеста импеданса. Овој пристап може ефективно да намали генерирањето на дуга и флуктуациите на напонот при превключување.
Примена на помошни превключувачки уреди
Широко користена практика во Северна Америка, но помалку заобичајена во други региони, е додавањето на помошни превключувачки уреди за намалување на тешкотиите на превключувањето. На пример, овие уреди можат да минимизираат настанувањето на повторни дуги или да постигнат повисок капацитет за прекинување. Користењето на помошни превключувачки уреди може да подобри надежноста и безбедноста на системот, особено кога се работи со големи токови или комплексни кружници.
Превключување на без наглас трансформатори со користење на AIS високонапојни изолатори
За превключување на без наглас трансформатори во опсегот од 72,5 до 245 kV, често се користат AIS високонапојни изолатори. Бидејќи магнетизацискиот ток на без наглас трансформатор обично е многу мал (обично 1 A или помалку), изолаторите можат безбедно да извршат операцијата на превключување. Трансформаторот може да се поедностави како серијска RLC кола, со поврзани осцилации кои се недостаточно демпфирани, а амплитудниот фактор е 1,4 или помалку по единица.
Во овој сценарио, главната задача на изолаторот е да се осигура дека магнетизацискиот ток на трансформаторот не ќе предизвика значајни дуги или флуктуации на напонот при превключување. Со правилен дизајн и работа, AIS високонапојните изолатори можат ефективно да го извршат овој задочк, осигурувајќи безбедна и стабилна работа на системот за енергија.
Траса од реална пољска операција на превключување е прикажана на Фигура 2.
Транзиентниот репрезентативен напон (TRV) на изолаторот е така разликата помеѓу напонот на изворот и осцилацијата на страната на трансформаторот како што е прикажано на Фигура 3.
Прекинување на ток: диелектричко настани
Прекинувањето на ток фундаментално се случува кога разликата помеѓу контактните точки станува доволно голема за да издразди транзиентниот репрезентативен напон (TRV). Овој процес е диелектричко настани, каде што изолационата јачина на воздухот или вакумот помеѓу контактните точки надминува применетиот напон, ефективно гасејќи дугата и прекинувајќи текот на токот.
Прекинување на магнетизацискиот ток на без наглас трансформатор
Прекинувањето на магнетизацискиот ток на без наглас трансформатор е повторувачко отворање-затворање на настани кои можат да резултираат во повеќе повторни дуги. Секој повторен дуг може да индуцира сург токови, кои продлужуваат длабината на дугата, продолжуваат целосното време на превключување и предизвикаат износ на контактите на дугата. Повторувачкиот карактер на овие настани може да доведе до значајен стрес на превключувачката опрема и потенцијално ќе ја деградира неговата перформанса со текот на времето.
За намалување на овие ефекти, е важно да се осигура дека превключувачкиот уред е способен да се справи со специфичните карактеристики на магнетизацискиот ток, како што се неговото влезно однесување и поврзаните транзиентни напони. Правилниот дизајн и избор на превключувачката опрема, заедно со користењето на помошни уреди како што се сург аррестори или демпферни резистори, може да помогне за намалување на веројатноста за повторни дуги и минимизирање на влијанието на системот.
