Meza voltajtransformilo enflua kurento malkresigo per kontrola komutado aparato

Kontrolataj Ŝaltiloj en la Meza Tensnivo

Pli ol tri dekjarcentoj antaŭe, Kontrolataj Ŝaltiloj (CSD) estis unue lanĉitaj por atenui ŝaltadtransientojn kaŭzitajn de alta tensnivelo cirkvitoŝaltiloj konektitaj al flankaj reaktoroj kaj kondensatorbankoj. Posta esplorado etendis ilian aplikon al transmispompejoj kaj transformiloj. Unue, tiuj aparatoj optimizis ŝaltmomentojn por ĉiu fazo aparte uzante sendependajn poloperaciantajn cirkvitoŝaltilojn (IPO).

Lastatempe, la eksplozo de la globala energiadmando spurtis la integriĝon de renovigeblaj energofontoj en mezatensnivele distribuaj retoj anstataŭ nur dependi de alta tensnivelo (HV) transmisistemoj. Tiu ŝanĝo necesigis traktadon de tensniveldipproblemoj pro nekontrolitaj inrushtokoj dum energizado de transformiloj.

Mezatensnivele distribuaj aparatoj kutime operacias kun tri poloj samtempe, kio kontrastas kun la sendependa operacio en HV-aplikoj. Tio postulis signifajn progresojn en CSD-teknologio por efektive administradi inrushtokojn dum energizado de transformiloj uzante normajn ŝaltilojn kun samtempa polo-operacio. Hodiaŭ, tiu innovacio estas vaste utiligita ne nur en renovigeblaj energoinstaladoj kiel veturparkoj kaj fotovoltaikaj solaj plantoj, sed ankaŭ en industrijaj agordoj kaj transportretoj, kie la kontrolado de inrushtokoj estas esenca por fidela energizado de ambaŭ mezaj kaj altaj tensnivele transformiloj.

Inrushtoko en Mezatensnivele Transformiloj

La grandeco de la inrushtoko dum energizado de transformilo estas signife influata de restanta fluks en la kernuglo de la transformilo; pli altaj niveloj de restanta fluks povas konduki al pli grandaj inrushtokoj ĉe hazarda energizado. Efektivaj atenustrategioj estas esencaj por eviti operaciajn perturbadojn kaj sekuri reton stabilecon.

Per la implementado de avancitaj kontrolataj ŝaltmetodoj, eblas minimumigi aŭ eliminigi tiujn inrushtokojn. Tiuj metodoj ne nur plibonigas sisteman fidon, sed ankaŭ prilongigas aparatarolongevon, malpligrandigas manutenkostojn, kaj plibonigas la tutan efikecon en mezatensnivele distribuaj retoj. La adopcio de tiaj teknologioj markas pivotan progreson en adapto al la evoluantaj demandoj de modernaj elektraj distriburetoj.

Rilato Inter Restanta Fluks kaj Inrushtoko de Transformilo

Terena datumoj kolektitaj dum komisionado de Kontrolataj Ŝaltiloj (CSD) sur cirkvitoŝaltiloj kaj aparatoj kun samtempa polo-operacio verifis la rilaton inter restanta fluks kaj inrushtoko de transformilo. Uzante CSD tipike rezultas en 3:1 reduktado de inrushtoko kompare al hazarda energizado, signife atenuante potencialajn perturbadojn.

Metodoj por Atenuado de Inrushtoko kun Simultan Operacianta Cirkvitoŝaltilo

La jena klarigo ilustras la koncepton de kontrolata ŝalto por atenuado de inrushtoko aplikita al potenctransformiloj:

Kiam fazo R de demagnetigita potenctransformilo estas energizita je la nultrafo de tensio (kiel montrite maldekstre en Figuro 1), ĝi forpras la kernuglon de la transformilo profundan en saturaĵon, aldonante suplementan 2 per-unit (p.u.) de fluks al la kernuglo. Tiu kondiĉo povas konduki al signifaj inrushtokoj pro kernugla saturaĵo.

Tamen, kiam la transformilo estas energizita je la pozitiva tensio krusto, tiu unua pozitiva kvartociklo nur aldonas 1 p.u. de fluks al la kernuglo. Kiam la tensio tiam transiros al sia negativa duonciklo, ĝi komencos malkreski la flukson en la kernuglo. Ĉar la transformilo ne atingas sian saturaĵlimon sub tiuj kondiĉoj, kernugla saturaĵo estas evitata, do prevenante la okazon de inrushtoko.

Tiu scenaro respondas al la stacidstata energizado de la transformilo, kie la kernugla fluks malantaŭiras la tension je 90 gradoj. Per atente tempigado de la momento de energizado por koincidi kun optimumaj punktoj en la tensiomodelo, la risko de inrushtokoj estas minimumigita, sekuregante pli glatan kaj pli stabilan operacion de la transformilo.

En resumo, kontrolataj ŝaltmetodoj uzas precizan tempigon por efektive atenui inrushtokojn. Evitante kernuglan saturaĵon per strategia energizado punktoj en la tensiociklo, tiuj metodoj sekuras fidan transformilo-prestemon, plibonigas retstabilecon, kaj reduktas operaciajn perturbadojn. Tiu procezo reprezentas gravan progreson en mezatensnivele distribuaj aparatoj, oferante substancan beneficon por ambaŭ novaj instaladoj kaj aktualigoj de ekzistantaj sistemoj.

La situacio iĝas pli kompleksa kiam uzi 3-fazan ŝaltilon kun samtempa polo-operacio. Fakte, elektado de la energizado momento kiun minimumigas la inrushtokon sur unu fazo povas esti damaĝa al la aliaj du fazoj. Tio estas ilustrita en Figuro 2, kie atenuado de la inrushtoko por fazo R de demagnetigita transformilo (maldekstre) malbonigas fazojn Y kaj B (dekstre).

Optimigado de la energizado momento por unu fazo por redukti ĝian inrushtokon povas senintence kondukigi al pli grandaj inrushtokoj por la aliaj du fazoj, subliniante la bezonon por balancita propono en plur-fazaj sistemoj.

Kiel antaŭe klarigite, la restanta fluksmodelo en potenctransformilo estas la rezulto de ĝia antaŭa malenergizado.

Kiam transformilo estas re-energizita, la dinamika fluks indikitaj de la aplikata tensio estas aldonita aŭ subtrahita de la restanta fluks depende de la polaro de la aplikata tensio. Laŭ la principoj de kontrolata ŝalto, la optimuma energizado momento por fazo de potenctransformilo okazas kiam la induktita prospetiva fluks kongruas kun la ekzistanta restanta fluks (Figuro 3, maldekstre). Ekzemple, en la prezenco de pozitiva restanta fluks, aplikado de negativa tensio unue malpligrandigos la kernuglan fluks al nul je la negativa tensio krusto kaj tuj atingos la stacidstatan operacion de la transformilo sen saturi ĝian kernuglon.

Konverse (Figuro 3, dekstre), energizado de la fazo je pozitiva nultrafo de la tensio aldonus 2 p.u. de pozitiva fluks al la kernuglo super la ekzistanta 0.5 p.u. restanta fluks. Tio puŝas la potenctransformilon kernuglon en profunda saturaĵo, rezultigante eksenajnan inrushtokon. Do, la prezenco de restanta fluks pligrandigas la maksimuman inrushtokon kiam la energizado de la transformilo estas nekontrolita.

Preciza selektado de la energizado momento por kongruigi la induktitan fluks kun la restanta fluks efektive prevenas kernuglan saturaĵon, do reduktante inrushtokojn kaj sekurigante glatan operacion de la transformilo. Tiu strategio ne nur plibonigas sisteman fidon, sed ankaŭ prilongigas aparatarolongevon kaj malpligrandigas manutenkostojn. Prava tempigo de energizado estas speciale kritika en plur-fazaj sistemoj por balanci prestiĝon tra fazoj, sekurigante retstabilecon kaj efikecon.

Tiu propono sublinias la gravecon de konsiderado de la efekto de restanta fluks kiam disegnantaj kaj realigantaj kontrolatajn ŝaltteknologiojn por potenctransformiloj, celante pli efikan kaj fidan potenctransmiton retojn.

Kiam estas restanta fluks en la kernuglo de la transformilo, la situacio kun simultan operacianta cirkvitoŝaltilo iĝas eĉ pli kompleksa. La optimuma energizado momento devas konsideri la samtempan operacion de ĉiuj tri fazoj laŭ la grandeco kaj polaro de la restanta fluks. Tamen, por ĉiu ebla restanta fluksmodelo, ĉiam estas optimuma energizado momento kiu rezultigas minimuman transformila saturaĵon (Figuro 4).

En la jena ekzemplo, la restanta fluksmodelo estas 0, -0.5, kaj +0.5 p.u. en fazoj R, Y, kaj B, respektive. Energizado de la potenctransformilo je 90° (la tensio krusto de fazo R) rezultas en la minimuma saturaĵo de la fazoj. Tamen, fermaĵo de la blua fazo (supozante fazon B) je la pozitiva nultrafo de la tensio (240°) kaŭzus la plej malbonan inrushtokon, kiu estus 6.5 foje pli alta ol la optimuma ŝaltmomento kalkulita per Kontrolata Ŝaltilo (CSD).

Tio sublinias la gravecon de akurata determinado de la optimuma energizado momento por ĉiu specifa restanta flukskondiĉo por minimumigi transformila saturaĵon kaj inrushtokojn. Prava tempigo sekuras pli glatan operacion kaj plibonigas la fidon kaj efikecon de la potenco-sistemo.

Kiam ne kontroli la energizado de potenctransformilo, la plej malbona ebla inrushtoko ĉiam aperos sur la fazo kun la plej alta restanta fluks. Kontrolata Ŝaltilo (CSD) minimumigas la energizado inrushtokon per kalkulado de la optimuma polefermaĵmomento bazita sur la restanta fluksmodelo. Konsekvence, sub specifaj altrestanta flukskondiĉoj, la inrushtoko povas esti tute eliminata.

Figuro 5 ilustras la teorian relativan inrushtokon dum energizado kiel funkcio de la plej alta el la tri restanta fluksoj mezuritaj en la transformilo (kun saturaĵgenuo je 1.2 p.u.). La pinto de la inrushtoko estas normaligita al la maksimuma energizado kuro de la demagnetigita kernuglo. Kiam la kernugla restanta fluks estas alta (sur la horizontala akso), la CSD eliminas la inrushtokon prevenirante la transformilon de eniro en saturaĵon (suba areo de la blua linio). Konverse, energizado de la potenctransformilo je hazarda momento povas puŝi la transformilon en plenan saturaĵon (ruĝa linio), kondukante al eksenajna inrushtoko kaj sekva tensniveldipo en la reto. Tiu diagramo do demonstras la efikecon de inrushtoko atenuado provizita de CSD komparita kun hazarda aŭ nekontrolita energizado.