Pojava nastala prilikom preključivanja praznih transformatora AIS visokonaponskim odvojnim prekidačem
Uvod u visokonaponske prekidače
Razlika između visokonaponskih prekidača i prekidača za zemljenje
Visokonaponski prekidač (prekidač) i prekidač za zemljenje su dva različita mehanička prekidača, svaki od njih igra ključnu ulogu u sistemu snabdijevanja električnom energijom.
Visokonaponski prekidač: Glavno se koristi za pokazivanje da li je krug otvoren ili zatvoren. Prekidač ima mogućnost prekidanja struje, omogućavajući mu prekid velikih struja pod radnim uslovima i održavanje stabilnosti kada su kontakti odvojeni i postavljen oporavni napon. Visokonaponski prekidači se tipično koriste za zaštitu sistema snabdijevanja električnom energijom od grešaka poput kratkih spojeva i preopterećenja.
Prekidač za zemljenje: Njegova glavna funkcija je zemljenje različitih dijelova kruga, uključujući opremu, osiguravajući siguran kontakt. Prekidač za zemljenje nema mogućnost prekidanja struje, pa se ne može koristiti za prekid struja opterećenja. Obično se koristi uz visokonaponski prekidač kako bi se osiguralo da, nakon što je prekidač otvoren, svi dijelovi kruga mogu pouzdano biti zemljeni kako bi se spriječili slučajni električni udari.
Operativne ograničenja visokonaponskih prekidača u AIS-u
U zračnoj izolovanoj aparaturi (AIS), visokonaponski prekidač ne može prekinuti struju dok vodi ili nakon što su kontakti odvojeni i postavljen oporavni napon između njih. To znači da, ako prekidač radi pod radnim uslovima, može efektivno prekinuti samo male struje. Konkretno, kada se nominale napona pojavljuju na kontaktima, prekidač može prekinuti male struje, ali ne može rukovati velikim strujama ili težim opterećenjima.
Funkcija prekidača za zemljenje
Glavna uloga prekidača za zemljenje je zemljenje različitih dijelova kruga, osiguravajući sigurnost prilikom održavanja ili pregleda. Može se koristiti uz visokonaponski prekidač ili samostalno. Zemljenjem kruga, prekidač za zemljenje efektivno eliminira akumulaciju statičkog naboja, sprečava slučajne električne udare i osigurava sigurnost za nadolazeće radove održavanja.
Pregled preključivanja kapacitivnih i bezopterećenih transformatora
Kapacitivna strujna preključna sposobnost visokonaponskih prekidača
Prema IEC standardima, visokonaponski prekidači nisu specifično dizajnirani za prekidanje greškovnih struja, ali budući da rade pod radnim uslovima, očekuje se da prekidaju male struje. IEC definicija prekidača (odvojiča) navodi da prekidač (odvojič) može otvoriti ili zatvoriti krug gde je prekinuta ili povezana zanemarljiva struja, ili gde se napon između terminala polova prekidača ne menja.
Iako eksplicitno nije navedeno, ovaj opis se može interpretirati da se odnosi na male kapacitivne nabijane struje i preključivanje petlje (poznato kao paralelno preključivanje), koje u specifičnim primenama nazivaju prekidači za prenos busa. IEC 62271-102 potvrđuje to i postavlja gornju granicu od 0,5 A za "zanemarljive" kapacitivne nabijane struje, sa većim vrednostima koje zahtevaju dogovor između korisnika i proizvođača.
Nominale prenosne struje busa
Prema IEC 62271-102, nominale prenosne struje busa su definisane na sledeći način:
Za nivo napona 52 kV < Ur < 245 kV, prenosna struja busa je 80% nominale normalne struje prekidača, ali ograničena na 1600 A.
Za nivo napona 245 kV ≤ Ur ≤ 550 kV, prenosna struja busa je 60% nominale normalne struje prekidača.
Za nivo napona Ur > 550 kV, prenosna struja busa je 80% nominale normalne struje prekidača, ali ograničena na 4000 A.
Primena preključivanja bezopterećenih transformatora
Praktično, posebno u Sjevernoj Americi, zračni prekidači se često koriste za preključivanje bezopterećenih transformatora. Magnetizacijska struja bezopterećenog transformatora je tipično vrlo mala, obično 1 A ili manje. U ovom slučaju, transformator se može predstaviti kao serija RLC krug (kao što je prikazano na slici 1), sa vezanim oscilacijama koje su nedouprugljene, a faktor amplituda je 1,4 ili manje po jedinici.
Preključivanje u paralelnim prenosnim petljama
Još jedna česta praksa je proširenje prenosa busa na preključivanje između paralelnih prenosnih petlji, iako je struja manja zbog veće impedancije petlje. Ovaj pristup može efektivno smanjiti generisanje lukova i fluktuacije napona tokom preključivanja.
Primena pomoćnih preključnih uređaja
Široko korišćena praksa u Sjevernoj Americi, ali manje u drugim regionima, jeste dodavanje pomoćnih preključnih uređaja kako bi se umanjila težina preključnih događaja. Na primer, ovi uređaji mogu minimizirati ponovljene zapaljaje ili dostići veću preključnu sposobnost. Korišćenje pomoćnih preključnih uređaja može unaprediti pouzdanost i sigurnost sistema, posebno kada se rukuje velikim strujama ili složenim krugovima.
Preključivanje bezopterećenih transformatora pomoću visokonaponskih odvojiča u AIS-u
Za preključivanje bezopterećenih transformatora u rasponu od 72,5–245 kV, često se koriste visokonaponski odvojiči u AIS-u. Budući da je magnetizacijska struja bezopterećenog transformatora tipično vrlo mala (obično 1 A ili manje), odvojiči mogu bezbedno obaviti preključivanje. Transformator se može pojednostaviti kao serija RLC krug, sa vezanim oscilacijama koje su nedouprugljene, a faktor amplituda je 1,4 ili manje po jedinici.
U ovom scenariju, glavna zadatak odvojiča jeste da osigura da magnetizacijska struja transformatora ne dovodi do značajnih lukova ili fluktuacija napona tokom preključivanja. Pravilnim dizajnom i operacijom, visokonaponski odvojiči u AIS-u mogu efektivno obaviti ovaj zadatak, osiguravajući bezbednu i stabilnu operaciju sistema snabdijevanja električnom energijom.
Traga sa stvarnog događaja preključivanja na terenu prikazan je na slici 2.
Privremeni oporavni napon (TRV) preko odvojiča je tako razlika između izvora napona i oscilacije na strani transformatora, kao što je prikazano na slici 3.
Prekid struje: dielektrični događaj
Prekid struje fundamentalno nastupa kada se razmak između kontakata dovoljno poveća da bi izdržao privremeni oporavni napon (TRV). Ovaj proces je intrinski dielektrični događaj, gde izolaciona jakost vazduha ili vakua između kontakata prevaziđe primenjeni napon, efektivno gasi luk i prekida protok struje.
Prekid magnetizacijske struje bezopterećenog transformatora
Prekid magnetizacijske struje bezopterećenog transformatora je ponavljajući otvori-zatvori događaj koji može dovesti do više ponovljenih zapaljaja. Svaki ponovljeni zapaljaj može inducirati talase struje, što produžava trajanje luka, ukupno vrijeme preključivanja i dovodi do iscrpljivanja kontakata luka. Ponavljajući karakter ovih događaja može dovesti do značajnog stresa na preključne uređaje i potencijalno degradirati njihovu performansu tokom vremena.
Da bi se mitigovali ovi efekti, ključno je da preključni uređaj bude sposoban da rukuje specifičnim karakteristikama magnetizacijske struje, kao što su njeni inrash karakteristike i vezani privremeni naponi. Pravilan dizajn i izbor preključnih uređaja, zajedno sa korišćenjem pomoćnih uređaja poput zaštita od talasa ili upravljačkih otpornika, može pomoći da se smanji verovatnoća ponovljenih zapaljaja i minimalizira uticaj na sistem.
