Fenomena yang tercipta semasa pemutusan transformer tanpa beban oleh pemutus litar tegangan tinggi AIS
Pengenalan Pemutus Tegangan Tinggi
Perbezaan antara Pemutus Litar Tegangan Tinggi dan Peralihan Penghujung Bumi
Pemutus Litar Tegangan Tinggi (Pemutus Litar) dan Peralihan Penghujung Bumi adalah dua peranti pemutusan mekanikal yang berbeza, setiap satu memainkan peranan penting dalam sistem kuasa.
Pemutus Litar Tegangan Tinggi: Ia digunakan terutamanya untuk menunjukkan sama ada litar terbuka atau tertutup. Pemutus litar mempunyai keupayaan untuk mengganggu arus, membolehkannya memutuskan arus besar di bawah keadaan hidup dan mengekalkan kestabilan apabila titik-titik sentuhan dipisahkan dan voltan pemulihan ditetapkan. Pemutus litar tegangan tinggi biasanya digunakan untuk melindungi sistem kuasa daripada gangguan seperti korsleting dan beban berlebihan.
Peralihan Penghujung Bumi: Fungsinya utama adalah untuk menghujung bumi pelbagai bahagian litar, termasuk peralatan, memastikan hubungan selamat. Peralihan penghujung bumi tidak mempunyai keupayaan untuk mengganggu arus, jadi ia tidak boleh digunakan untuk memutuskan arus beban. Ia biasanya digunakan bersama dengan pemutus litar tegangan tinggi untuk memastikan bahawa, selepas pemutus litar dibuka, semua bahagian litar dapat dihujung bumi dengan andal untuk mencegah gegaran elektrik yang tidak disengajakan.
Had Operasi Pemutus Litar Tegangan Tinggi AIS
Dalam Switchgear Berinsulasi Udara (AIS), pemutus litar tegangan tinggi tidak dapat mengganggu arus semasa mengalir atau selepas titik-titik sentuhan dipisahkan dan voltan pemulihan ditetapkan di antara mereka. Ini bermaksud bahawa jika pemutus litar beroperasi di bawah keadaan hidup, ia hanya dapat mengganggu arus kecil secara efektif. Secara spesifik, apabila voltan yang ditetapkan muncul di antara titik-titik sentuhan, pemutus litar dapat mengganggu arus kecil tetapi tidak dapat menangani arus atau beban yang besar.
Fungsi Peralihan Penghujung Bumi
Peranan utama peralihan penghujung bumi adalah untuk menghujung bumi pelbagai bahagian litar, memastikan keselamatan semasa penyelenggaraan atau pemeriksaan. Ia boleh digunakan bersama dengan pemutus litar tegangan tinggi atau secara bebas. Dengan menghujung bumi litar, peralihan penghujung bumi secara efektif menghilangkan penumpukan muatan statik, mencegah gegaran elektrik yang tidak disengajakan, dan memberikan keselamatan untuk kerja penyelenggaraan seterusnya.
Tinjauan Peralihan Kapasitif dan Penjana Beban Kosong
Kemampuan Peralihan Arus Kapasitif Pemutus Litar Tegangan Tinggi
Menurut piawaian IEC, pemutus litar tegangan tinggi tidak dirancang khusus untuk mengganggu arus gangguan, tetapi kerana ia beroperasi di bawah keadaan hidup, ia diharapkan untuk mengganggu arus kecil. Definisi IEC bagi isolator (disconnectors) menyatakan bahawa pemutus litar (isolator) boleh membuka atau menutup litar di mana arus yang dihentikan atau dihubungkan adalah tidak signifikan, atau di mana voltan antara terminal kutub pemutus litar tidak berubah.
Walaupun tidak dinyatakan secara eksplisit, keterangan ini boleh ditafsirkan merujuk kepada arus muatan kapasitif kecil dan peralihan gelung (juga dikenali sebagai peralihan selari), yang dalam aplikasi tertentu dipanggil peralihan pemindahan bus. IEC 62271-102 mengesahkan ini dan menetapkan had atas 0.5 A untuk "tidak signifikan" arus muatan kapasitif, dengan nilai yang lebih tinggi memerlukan persetujuan antara pengguna dan pembuat.
Arus Pemindahan Bus Terperingkat
Menurut IEC 62271-102, arus pemindahan bus terperingkat ditetapkan seperti berikut:
Untuk tahap voltan 52 kV < Ur < 245 kV, arus pemindahan bus adalah 80% daripada arus normal terperingkat pemutus litar, tetapi terhad pada 1600 A.
Untuk tahap voltan 245 kV ≤ Ur ≤ 550 kV, arus pemindahan bus adalah 60% daripada arus normal terperingkat pemutus litar.
Untuk tahap voltan Ur > 550 kV, arus pemindahan bus adalah 80% daripada arus normal terperingkat pemutus litar, tetapi terhad pada 4000 A.
Aplikasi Peralihan Penjana Beban Kosong
Dalam amalan, terutamanya di Amerika Utara, pemutus litar udara sering digunakan untuk peralihan penjana beban kosong. Arus magnetisasi penjana beban kosong biasanya sangat rendah, biasanya 1 A atau kurang. Dalam kes ini, penjana boleh diwakili sebagai litar RLC siri (seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 1), dengan osilasi berkaitan yang kurang dari sempurna, dan faktor amplitudo 1.4 atau kurang per unit.
Peralihan Gelung dalam Gelung Penghantaran Selari
Amalan lain yang umum adalah memperluas pemindahan bus ke peralihan antara gelung penghantaran selari, walaupun arusnya lebih rendah disebabkan oleh rintangan gelung yang lebih tinggi. Pendekatan ini dapat secara efektif mengurangi pembentukan busur dan fluktuasi voltan semasa peralihan.
Aplikasi Peranti Peralihan Tambahan
Amalan yang luas digunakan di Amerika Utara, tetapi kurang umum di wilayah lain, adalah penambahan peranti peralihan tambahan untuk mengurangi keparahan peristiwa peralihan. Sebagai contoh, peranti ini boleh mengurangi kejadian restrikes atau mencapai kapasiti pemutusan yang lebih tinggi. Penggunaan peranti peralihan tambahan boleh meningkatkan kebolehpercayaan dan keselamatan sistem, terutamanya apabila menangani arus yang tinggi atau litar yang kompleks.
Peralihan Penjana Beban Kosong Menggunakan Isolator Tegangan Tinggi AIS
Untuk peralihan penjana beban kosong dalam julat 72.5–245 kV, isolator tegangan tinggi AIS sering digunakan. Kerana arus magnetisasi penjana beban kosong biasanya sangat rendah (biasanya 1 A atau kurang), isolator boleh melakukan operasi peralihan dengan selamat. Penjana boleh disederhanakan sebagai litar RLC siri, dengan osilasi berkaitan yang kurang dari sempurna, dan faktor amplitudo 1.4 atau kurang per unit.
Dalam skenario ini, tugas utama isolator adalah untuk memastikan bahawa arus magnetisasi penjana tidak menyebabkan busur atau fluktuasi voltan yang signifikan semasa peralihan. Melalui reka bentuk dan operasi yang betul, isolator tegangan tinggi AIS dapat secara efektif menyelesaikan tugas ini, memastikan operasi yang selamat dan stabil sistem kuasa.
Jejak daripada peristiwa peralihan sebenar di lapangan ditunjukkan dalam Gambar 2.
Voltan pemulihan sementara (TRV) di seberang peralihan pemutusan adalah perbezaan antara voltan sumber dan osilasi sisi penjana seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.
Penghentian Arus: Peristiwa Dielektrik
Penghentian arus secara asas berlaku apabila jurang antara titik-titik sentuhan menjadi cukup besar untuk menahan voltan pemulihan sementara (TRV). Proses ini adalah peristiwa dielektrik, di mana kekuatan insulasi udara atau vakum antara titik-titik sentuhan melebihi voltan yang dikenakan, secara efektif memadam busur dan menghentikan aliran arus.
Penghentian Arus Magnetisasi Penjana Beban Kosong
Penghentian arus magnetisasi penjana beban kosong adalah peristiwa buka-tutup berulang yang boleh menghasilkan restrikes berulang. Setiap restrike boleh menginduksi arus lonjakan, yang memanjangkan tempoh busur, memanjangkan masa peralihan keseluruhan, dan menyebabkan aus pada kontak busur. Sifat berulang peristiwa ini boleh menyebabkan tekanan yang signifikan pada peralatan peralihan dan potensialnya mengurangkan prestasinya dari masa ke masa.
Untuk mengurangi kesan-kesan ini, adalah penting untuk memastikan bahawa peranti peralihan mampu menangani ciri-ciri khusus arus magnetisasi, seperti perilaku masuknya dan voltan sementara yang berkaitan. Reka bentuk dan pemilihan peralatan peralihan yang tepat, bersama dengan penggunaan peranti tambahan seperti penahan kilat atau resistor pendam, boleh membantu mengurangi kemungkinan restrikes dan mengurangkan impak pada sistem.
