Mga Phenomena na Nilikha sa Pag-switch ng mga No-load Transformers Gamit ang AIS High Voltage Disconnect Switch
Pagpapakilala sa High-Voltage Isolators
Kaibahan sa Pagitan ng High-Voltage Circuit Breakers at Earthing Switches
High-Voltage Circuit Breaker (Circuit Breaker) at Earthing Switch ay dalawang iba't ibang mekanikal na switching devices, bawat isa ay may mahalagang papel sa mga power systems.
High-Voltage Circuit Breaker: Ito ay pangunahing ginagamit para ipakita kung bukas o sarado ang isang circuit. Ang circuit breaker ay may kakayahan na putulin ang current, nagbibigay-daan ito upang putulin ang malaking current sa ilalim ng live conditions at panatilihin ang estabilidad kapag nahati ang contact points at itinayo ang recovery voltage. Ginagamit ang high-voltage circuit breakers upang protektahan ang mga power systems mula sa mga fault tulad ng short circuits at overloads.
Earthing Switch: Ang pangunahing tungkulin nito ay lupaing ang iba't ibang bahagi ng isang circuit, kasama ang mga equipment, upang matiyak ang ligtas na contact. Ang earthing switch ay walang kakayahan na putulin ang current, kaya hindi ito maaaring gamitin upang putulin ang load currents. Karaniwang ginagamit ito kasama ng high-voltage circuit breaker upang matiyak na pagkatapos buksan ang circuit breaker, lahat ng bahagi ng circuit ay maaring ma-reliable na grounded upang maiwasan ang accidental electric shock.
Paglilimita sa Paggamit ng AIS High-Voltage Circuit Breakers
Sa Air Insulated Switchgear (AIS), ang high-voltage circuit breaker ay hindi maaaring putulin ang current habang nag-conduct o pagkatapos maghiwalay ang mga contact at itinayo ang recovery voltage sa pagitan nila. Ito ay nangangahulugan na kung ang circuit breaker ay gumagana sa ilalim ng live conditions, ito lamang maaaring epektibong putulin ang maliliit na current. Partikular, kapag lumabas ang rated voltage sa mga contact, ang circuit breaker ay maaaring putulin ang maliliit na current ngunit hindi maaaring hawakan ang malaking current o heavy loads.
Tungkulin ng Earthing Switches
Ang pangunahing tungkulin ng earthing switch ay lupaing ang iba't ibang bahagi ng isang circuit, upang matiyak ang kaligtasan sa panahon ng maintenance o inspection. Ito ay maaaring gamitin kasama ng high-voltage circuit breaker o independiyente. Sa pamamagitan ng grounding ng circuit, ang earthing switch ay epektibong natatanggal ang static charge accumulation, pinipigilan ang accidental electric shock, at nagbibigay ng seguridad para sa susunod na maintenance work.
Buod ng Capacitive at No-Load Transformer Switching
Capacitive Current Switching Capability ng High-Voltage Circuit Breakers
Ayon sa IEC standards, ang high-voltage circuit breakers ay hindi espesyal na disenyo para putulin ang fault currents, ngunit dahil sila ay gumagana sa ilalim ng live conditions, inaasahan na putulin ang maliliit na current. Ang IEC definition ng isolators (disconnectors) ay nagsasaad na ang circuit breaker (isolator) ay maaaring buksan o sarado ang isang circuit kung saan negligible ang current na putol o konektado, o kung ang voltage sa pagitan ng mga terminal ng circuit breaker's poles ay hindi nagbabago.
Bagama't hindi eksplisitong nagsasaad, ang paglalarawan na ito ay maaaring intindihin bilang tumutukoy sa maliliit na capacitive charging currents at loop switching (kilala rin bilang parallel switching), na sa partikular na aplikasyon ay tinatawag na bus transfer switches. Ang IEC 62271-102 ay kumpirmado ito at nagsasaad ng upper limit na 0.5 A para sa "negligible" capacitive charging currents, na may mas mataas na halaga na nangangailangan ng kasunduan sa pagitan ng user at manufacturer.
Rated Bus Transfer Current
Ayon sa IEC 62271-102, ang rated bus transfer current ay nasa sumusunod:
Para sa voltage levels 52 kV < Ur < 245 kV, ang bus transfer current ay 80% ng rated normal current ng circuit breaker, ngunit limitado sa 1600 A.
Para sa voltage levels 245 kV ≤ Ur ≤ 550 kV, ang bus transfer current ay 60% ng rated normal current ng circuit breaker.
Para sa voltage levels Ur > 550 kV, ang bus transfer current ay 80% ng rated normal current ng circuit breaker, ngunit limitado sa 4000 A.
Paggamit ng No-Load Transformer Switching
Sa praktika, lalo na sa North America, karaniwang ginagamit ang air circuit breakers para sa switching ng no-load transformers. Ang magnetizing current ng no-load transformer ay karaniwang napakaliit, madalas 1 A o mas mababa. Sa kaso na ito, maaaring ipakilala ang transformer bilang series RLC circuit (tulad ng ipinapakita sa Figure 1), na may related oscillations na underdamped, at ang amplitude factor na 1.4 o mas mababa per unit.
Loop Switching sa Parallel Transmission Loops
Isang karaniwang praktika pa rin ay ang pag-extend ng bus transfer sa switching sa pagitan ng parallel transmission loops, bagama't mas mababa ang current dahil sa mas mataas na loop impedance. Ang pamamaraang ito ay maaaring epektibong makabawas ng arc generation at voltage fluctuations sa panahon ng switching.
Paggamit ng Auxiliary Switching Devices
Isang malawak na ginagamit na praktika sa North America, ngunit mas kaunti sa ibang rehiyon, ay ang pagdaragdag ng auxiliary switching devices upang mabawasan ang severity ng mga switching events. Halimbawa, ang mga device na ito ay maaaring makabawas ng pag-occur ng restrikes o makamit ang mas mataas na breaking capacity. Ang paggamit ng auxiliary switching devices ay maaaring mapalakas ang reliability at kaligtasan ng sistema, lalo na sa pag-handle ng malaking current o komplikadong circuits.
No-Load Transformer Switching Gamit ang AIS High-Voltage Isolators
Para sa no-load transformer switching sa 72.5–245 kV range, karaniwang ginagamit ang AIS high-voltage isolators. Dahil ang magnetizing current ng no-load transformer ay karaniwang napakaliit (madalas 1 A o mas mababa), maaaring ligtas na gawin ng mga isolators ang switching operation. Maaaring simplipikahin ang transformer bilang series RLC circuit, na may related oscillations na underdamped, at ang amplitude factor na 1.4 o mas mababa per unit.
Sa scenario na ito, ang pangunahing tungkulin ng isolator ay matiyak na ang magnetizing current ng transformer ay hindi magsisimula ng significant arcing o voltage fluctuations sa panahon ng switching. Sa pamamagitan ng proper design at operation, maaaring epektibong matapos ang task na ito ng AIS high-voltage isolators, matitiyak ang ligtas at stable operation ng power system.
Ipinapakita ang isang trace mula sa aktwal na field-switching event sa Fig. 2.
Ang transient recovery voltage (TRV) sa pagitan ng disconnecting switch ay kaya ang pagkakaiba sa pagitan ng source voltage at ang transformer-side oscillation tulad ng ipinapakita sa Fig. 3.
Current Interruption: Isang Dielectric Event
Ang current interruption ay pundamental na nangyayari kapag ang gap sa pagitan ng mga contact ay sapat na malaki upang matiisin ang transient recovery voltage (TRV). Ang proseso na ito ay inherent na isang dielectric event, kung saan ang insulation strength ng hangin o vacuum sa pagitan ng mga contact ay lumalampas sa applied voltage, epektibong quenching ang arc at putulin ang current flow.
Interrupting the Magnetizing Current of a No-Load Transformer
Ang pag-putol ng magnetizing current ng no-load transformer ay isang repetitive open-close event na maaaring resulta sa maraming restrikes. Bawat restrike ay maaaring induksyon ng surge currents, na nagpapahaba ng arc duration, nagpapahaba ng overall switching time, at nagdudulot ng wear sa arc contacts. Ang paulit-ulit na natura ng mga event na ito ay maaaring humantong sa significant stress sa switching equipment at potensyal na mabawasan ang performance nito sa loob ng panahon.
Upang mabawasan ang mga epekto na ito, mahalaga na siguruhin na ang switching device ay may kakayahan na hawakan ang specific characteristics ng magnetizing current, tulad ng kanyang inrush behavior at ang associated transient voltages. Ang proper design at selection ng switching equipment, kasama ang paggamit ng auxiliary devices tulad ng surge arresters o damping resistors, ay maaaring makatulong na mabawasan ang likelihood ng restrikes at minimize ang impact sa sistema.
