Fenomener oppstått under skiving av tomme transformatorer med AIS høyspenningskontaktdåpere
Introduksjon til høyspenningsavskilte
Forskjell på høyspenningsbrytere og jordingsveits
Høyspenningsbryter (Circuit Breaker) og Jordingsveits er to ulike mekaniske skruvede enheter, hver spiller en viktig rolle i strømsystemer.
Høyspenningsbryter: Den brukes hovedsakelig for å indikere om en sirkel er åpen eller lukket. Bryteren har evnen til å avbryte strøm, noe som lar den kutte store strømmer under liveforhold og opprettholde stabilitет при переключении. Høyspenningsbrytere brukes typisk for å beskytte strømsystemer mot feil som kortslutning og overbelastning.
Jordingsveits: Dens hovedfunksjon er å jorde forskjellige deler av en sirkel, inkludert utstyr, for å sikre trygg kontakt. En jordingsveits har ikke evnen til å avbryte strøm, så den kan ikke brukes til å kutte laststrømmer. Den brukes vanligvis sammen med en høyspenningsbryter for å sikre at alle deler av sirkelen kan plasseres på en betroverdig måte etter at bryteren er åpnet, for å unngå uheldige elektriske støt.
Operasjonelle begrensninger for AIS-høyspenningsbrytere
I luftisoleret skruveskapsutstyr (AIS) kan en høyspenningsbryter ikke avbryte strøm mens den leder eller etter at kontaktpunktene er separert og en gjenopprettingsvoltage er etablert mellom dem. Dette betyr at hvis bryteren opererer under liveforhold, kan den bare effektivt avbryte små strømmer. Spesifikt, når den nominale voltage vises mellom kontaktpunktene, kan bryteren avbryte små strømmer, men kan ikke håndtere store strømmer eller tunge belastninger.
Funksjon av jordingsveits
Den primære rollen til en jordingsveits er å jorde forskjellige deler av en sirkel, for å sikre sikkerhet under vedlikehold eller inspeksjon. Den kan brukes i kombinasjon med en høyspenningsbryter eller selvstendig. Ved å jorde sirkelen, fjerner jordingsveits effektivt statisk ladningsakkumulering, forebygger uheldige elektriske støt og gir sikkerhet for senere vedlikeholdsarbeid.
Oversikt over kapasitiv og ubelasted transformator-skruving
Kapasitiv strømskruveevne hos høyspenningsbrytere
Ifølge IEC-standarder er høyspenningsbrytere ikke spesielt designet for å avbryte feilstrømmer, men siden de opererer under liveforhold, forventes de å avbryte små strømmer. IEC-definisjonen av avskilte (disconnectors) sier at en bryter (avskilt) kan åpne eller lukke en sirkel hvor ubetydelig strøm blir avbrutt eller koblet, eller hvor voltage mellom terminalene på bryterens poler ikke endres.
Selv om det ikke er eksplisitt nevnt, kan denne beskrivelsen tolkes som referanse til små kapasitive ladningsstrømmer og løkke-skruving (også kjent som parallelleskruving), som i spesifikke applikasjoner kalles bussoverføringsveits. IEC 62271-102 bekrefter dette og setter en øvre grense på 0,5 A for "ubetydelige" kapasitive ladningsstrømmer, med høyere verdier som krever enighet mellom brukeren og produsenten.
Nominell bussoverføringsstrøm
Ifølge IEC 62271-102 er den nominelle bussoverføringsstrømmen spesifisert som følger:
For spenningsnivåer 52 kV < Ur < 245 kV, er bussoverføringsstrømmen 80% av bryterens nominelle normalstrøm, men begrenset til 1600 A.
For spenningsnivåer 245 kV ≤ Ur ≤ 550 kV, er bussoverføringsstrømmen 60% av bryterens nominelle normalstrøm.
For spenningsnivåer Ur > 550 kV, er bussoverføringsstrømmen 80% av bryterens nominelle normalstrøm, men begrenset til 4000 A.
Anvendelse av ubelasted transformator-skruving
I praksis, spesielt i Nord-Amerika, brukes luftbrytere ofte for å skruve ubelasted transformatorer. Magnetiseringsstrømmen til en ubelasted transformator er typisk svært lav, vanligvis 1 A eller mindre. I dette tilfellet kan transformator representers som en serie RLC-sirkel (som vist i figur 1), med relaterte svingninger som er underdempet, og amplitudfaktoren er 1,4 eller mindre per enhet.
Løkke-skruving i parallelle overføringsløkker
En annen vanlig praksis er å utvide bussoverføring til skruving mellom parallelle overføringsløkker, selv om strømmen er lavere på grunn av høyere løkkeimpedans. Denne tilnærmingen kan effektivt redusere buedannelse og spenningsfluktuasjoner under skruving.
Anvendelse av hjelpeskrueenheter
En vidt anvendt praksis i Nord-Amerika, men mindre vanlig i andre regioner, er tillegging av hjelpeskrueenheter for å mildre alvorligheten av skruvehendelser. For eksempel kan disse enhetene minimere forekomsten av restrikes eller oppnå høyere brytekapasitet. Bruken av hjelpeskrueenheter kan forbedre systemets pålitelighet og sikkerhet, spesielt ved håndtering av store strømmer eller komplekse sirkler.
Ubelasted transformator-skruving ved hjelp av AIS-høyspenningsavskilte
For ubelasted transformator-skruving i 72,5–245 kV-området, brukes ofte AIS-høyspenningsavskilte. Siden magnetiseringsstrømmen til en ubelasted transformator typisk er svært lav (vanligvis 1 A eller mindre), kan avskilte trygt utføre skruveoperasjonen. Transformator kan forenkles til en serie RLC-sirkel, med relaterte svingninger som er underdempet, og amplitudfaktoren er 1,4 eller mindre per enhet.
I dette scenariet er den primære oppgaven til avskiltet å sikre at transformatorens magnetiseringsstrøm ikke forårsaker betydelige buer eller spenningsfluktuasjoner under skruving. Gjennom riktig design og drift kan AIS-høyspenningsavskilte effektivt utføre denne oppgaven, og sikre trygg og stabil drift av strømsystemet.
Et spor fra en faktisk felt-skruvehendelse er vist i fig. 2.
Den midlertidige gjenopprettingsvoltage (TRV) over avskilte er dermed differansen mellom kildevoltage og transformator-side svingninger som vist i fig. 3.
Strømavbryting: Et dielektrisk hendelse
Strømavbryting forekommer grunnleggende når avstanden mellom kontaktpunktene blir tilstrekkelig stor for å tåle den midlertidige gjenopprettingsvoltage (TRV). Dette prosess er essensielt et dielektrisk hendelse, hvor isolasjonstyrken av luft eller vakuum mellom kontaktpunktene overstiger den påførte voltage, effektivt kvenger bogen og avbryter strømflyt.
Avbryting av magnetiseringsstrømmen til en ubelasted transformator
Avbryting av magnetiseringsstrømmen til en ubelasted transformator er en repetitiv åpne-lukke hendelse som kan resultere i flere restrikes. Hver restrike kan inducere strømoverslag, som forlenget bogenes varighet, utvider total skruvetid, og forårsaker slitasje på bogenkontakter. Den repetitive natur av disse hendelsene kan føre til betydelig stress på skruveutstyret og potensielt nedgradere dens ytelse over tid.
For å mildne disse effekter, er det viktig å sikre at skruveenheten er i stand til å håndtere de spesifikke egenskapene til magnetiseringsstrømmen, som dens inrush-atferd og de assosiert midlertidige voltages. Riktig design og valg av skruveutstyret, sammen med bruken av hjelpeskrueenheter som surgestopper eller dempingresistorer, kan hjelpe til å redusere sannsynligheten for restrikes og minimere innvirkningen på systemet.
