Mitigazzjoni tal-korrent tal-ħalq fl-trasformatur tal-volttal medju permezz tal-dispożitiv tas-silġi kontrolata

Dispozitivi tal-Ħalqa Miftuħa Kontrollata fid-Daqqa ta’ Qasam Medju

Fl-aħħar tliet dejjem, id-Dispozitivi tal-Ħalqa Miftuħa Kontrollata (CSDs) inbidlu l-ewwel biex jiżżawġaw il-mumenti tal-ħalqa miftuħa li huma kawżati minn spejjar tal-ħalqa miftuha ta’ qasam għoli magħmula ma’ reatturi tal-parallel u banci tal-kondensaturi. Ir-riċerka wara ġġibiet l-applikazzjoni tagħhom għall-linji tal-trasferiment u trasformaturi tal-kurrent. F’dak it-tul, dawn id-dispozitivvijet optimizzaw l-istgħarrif tal-ħalqa miftuħa għal kull fazza waħda bl-użu tal-spejjar tal-ħalqa miftuha operati indipendentement (IPO).

L-aħħar, l-inċreżment fl-ixxied tal-enerġija globali spurr il-integrazzjoni tas-sors tal-enerġija rinnovabbli fi reġistri tal-distribuzzjoni ta’ qasam medju, mhux biss fil-sistemi tal-trasferiment ta’ qasam għoli (HV). Din il-bidla stabbiliet il-bisogna ta’ l-affront tal-problemi tal-qasam ta’ sott ta’ minfard minħabba l-kurrenti mhux kontrollati waqt it-tqies tas-silġ tas-trasformaturi.

Il-switchgear ta’ qasam medju solit jopra bil-tliet poli contemporanament, li huwa differenti mill-oprassjon indipendenti fl-applikazzjonijiet ta’ qasam għoli. Dan l-istat richieda avvanzamenti sostanzjali fil-teknoloġija CSD biex jagħmlu l-influx tal-kurrent tas-trasformaturi effettivament mgħoddi bl-użu tal-spejjar standard b’operazzjoni simultanja tal-poli. Il-llum, din l-innovazzjoni hija utilizzata diffusament mhux biss fis-sistemi tal-enerġija rinnovabbli kif wind farms u plants fotovoltaici sołar, imma wkoll fis-setups industriali u networks tal-transport, fejn l-kontroll tal-kurrenti minfard huwa essenzjali għat-tqies affidabbli ta’ trasformaturi ta’ qasam medju u għoli.

Il-Kurrent Minfard f’Trasformaturi ta’ Qasam Medju

Il-magnitud ta’ l-influx tal-kurrent waqt it-tqies tas-trasformaturi tkun influenzata sustanzjalment mal-fluss residwali fil-kern tas-trasformatur; livelli akbar ta’ fluss residwali jistgħu jkunu responsabili għal influx tal-kurrent akbar waqt it-tqies random. Strategiji effettivi ta’ mitigazzjoni huma essenzjali biex ivvitaw l-disturbanci operattivi u biex is-sigurtà tal-grid tkun assicurata.

Bi l-implementazzjoni ta’ tekniki tal-ħalqa miftuħa kontrollata avvanzati, huwa possibbli biex timinaw jew elimina dawn l-influx tal-kurrent. Dawn il-metodi mhux biss jirringaġġjaw l-affidabilità tas-sistema, imma wkoll jallungaw l-ħajja tal-equipament, j ż dqu l-kostijiet tal-manutenzjoni, u jgħammru l-effiċjenza generale fit-talbiet tal-distribuzzjoni ta’ qasam medju. L-adottazzjoni ta’ dan it-tip ta’ teknoloġija tmarka l-avans importanti biex jitadapta għal l-esigenzi evolutive tas-sistemi moderni tal-distribuzzjoni elettrika.

Ir-Relazzjoni Bejn il-Fluss Residwali u l-Influx tal-Kurrent tas-Trasformatur

Id-data tat-terren verifikat l-ir-relazzjoni bejn il-fluss residwali u l-influx tal-kurrent tas-trasformatur waqt l-instalazzjoni tad-Dispozitivi tal-Ħalqa Miftuħa Kontrollata (CSDs) fuq spejjar tal-ħalqa miftuha u switchgear b’operazzjoni simultanja tal-poli. It-talbiet ta’ CSDs solit jirresultaw f’reduzzjoni ta’ 3:1 fl-influx tal-kurrent rispetto lit-tqies random, mitiga sostanzjalment il-potenzjali disturbanci.

Metodi ta’ Mitigazzjoni tal-Influx tal-Kurrent bl-Użu tal-Spejjar tal-Ħalqa Miftuħa Operati Simultaneament

Il-ġabra segwenti tillustra l-konċett tal-ħalqa miftuħa kontrollata għal mitigazzjoni tal-influx tal-kurrent applicat għal trasformaturi tal-kurrent:

Meta trasformatur tal-enerġija demagnetizat tfuq il-fazza R jiġi tquess fuq il-zero crossing tal-volttagġ (kif tara fit-tieni tas-silġ), dan iforza l-kern tas-trasformatur fi saturazzjoni profonda, jiddeġġa fluss addizzjonali ta’ 2 per-unit (p.u.) fil-kern. Din il-kondizzjoni tista’ tkun responsabbli għal influx tal-kurrent akbar minħabba l-saturazzjoni tal-kern.

Imma meta l-trasformatur jiġi tquess fuq l-crest positiv tal-volttagġ, din il-prima quater cycle positiva tikseb biss 1 p.u. ta’ fluss fil-kern. Meta l-volttagġ allura jpassa għal l-half-cycle negativ, huwa ibda’ jiżżminni l-fluss fil-kern. Skont li l-trasformatur ma jirraggiex l-limit tiegħu ta’ saturazzjoni sa hawnhekk, l-saturazzjoni tal-kern tiġi evitata, bl-istess mod prevenend l-occorrenza tal-influx tal-kurrent.

Dan is-silġ jikkoordinaw ma’ l-tqies steady-state tas-trasformatur, fejn il-fluss tal-kern jiġi postponut mis-silġ tal-volttagġ b’90 gradi. Bi l-selezzjoni attenta tal-mument tal-tqies biex ikkonċidi mal-punti optima tal-forma tal-volttagġ, ir-riskju tal-influx tal-kurrent jiġi minimizzat, assicurand operazzjoni trankilla u stabili tal-trasformatur.

Fl-iktar ta’ kollox, l-tekniki tal-ħalqa miftuħa kontrollata jagħmlu użu mill-tempo preciż biex mitiggaw l-influx tal-kurrent effettivament. Bi l-evitazzjoni tal-saturazzjoni tal-kern skont l-istgħarrif strategiċi fil-ciklu tal-volttagġ, dawn il-metodi jassenżjawi l-operazzjoni affidabbli tal-trasformatur, jgħammru l-stabilità tal-grid, u jż dqu l-disturbanci operattivi. Din l-approċċ rappresenta l-avans importanti fit-teknoloġija tal-switchgear ta’ qasam medju, offrend benefiċċi substanzjali għal instalazzjonijiet ġodda u għal agġornament ta’ sistemi esistenti.

Il-sitwazzjoni tivvota aktar komplikata meta tuża spejjar tal-ħalqa miftuha tri-fazza b’operazzjoni simultanja tal-poli. Infatti, l-istgħarrif tal-mument tal-tqies li jminni l-influx tal-kurrent fuq wahda fazza tista’ tkun dannosa għal l-ewwel divu fazzi. Dan huwa illustrat fit-tieni tas-silġ 2, fejn it-talbiet tal-influx tal-kurrent għal fazza R ta’ trasformatur demagnetizat (tas-silġ tax-xellug) jaffettuw negativament fazzi Y u B (tas-silġ tad-destra).

Bi l-optimizzazzjoni tal-mument tal-tqies għal wahda fazza biex jminni l-influx tal-kurrent, il-kondizzjonijiet għal l-ewwel divu fazzi jistgħu involuntarjament jkunu responsabili għal influx tal-kurrent akbar, jispotlight l-bisogna ta’ approċċ bilanġat fis-sistems multi-fazza.

Kif spiegat qabel, il-pattern tal-fluss residwali ft-trasformatur huwa rrisultat tal-de-energizzazzjoni preċedenti.

Meta trasformatur jiġi ri-energizza, il-fluss dinamiku indutt fil-kern minn il-volttagġ applikat jiġi maqsum jew maddun mal-fluss residwali skont l-polarità tal-volttagġ applikat. Skont l- prinċipji tal-ħalqa miftuħa kontrollata, il-mument tal-tqies optimali għal fazza trasformatur tal-enerġija jiġi meta l-fluss prospective indutt jikkorrispondi mal-fluss residwali esistenti (fit-tieni tas-silġ 3, tas-silġ tax-xellug). Per eżempju, fil-presenza ta’ fluss residwali pozitiv, l-applicazzjoni ta’ volttagġ negativ jikkemmuna l-fluss tal-kern għal zero fuq il-peak negativ tal-volttagġ u allura jirraggi immediatament l-operazzjoni steady-state tal-trasformatur mingħajr ma jsaturazzja l-kern tiegħu.

F’kontrast (fit-tieni tas-silġ 3, tas-silġ tad-destra), l-energizzazzjoni tal-fazza fuq il-zero crossing pozitiv tal-volttagġ jidda 2 p.u. ta’ fluss pozitiv fil-kern fuq il-fluss residwali esistenti ta’ 0.5 p.u. Dan ipprova l-kern tal-trasformatur fi saturazzjoni profonda, jkun responsabbli għal influx tal-kurrent eccessiv. Għalhekk, il-presenza tal-fluss residwali jirrisulta fil-influx tal-kurrent massimu akbar meta l-energizzazzjoni tal-trasformatur mhux kontrollata.

Il-selezzjoni preċiża tal-mument tal-energizzazzjuni biex tkun l-indukzion tal-fluss identika mal-fluss residwali tista’ tpreveni l-saturazzjoni tal-kern, bl-istess mod jminni l-influx tal-kurrent u tassenżjaw l-operazzjoni trankilla tal-trasformatur. Din l-strategia mhux biss tassenżja l-affidabilità tas-sistema, imma wkoll tallunga l-ħajja tal-equipament u j ż dqu l-kostijiet tal-manutenzjoni. L-istgħarrif preċiż tal-energizzazzjuni huwa partikulari importanti fis-sistems multi-fazza biex ikun hemm bilanġ tal-prestazzjoni bejn il-fazzi, assicurand l-stabilità u l-effiċjenza tal-grid.

Din l-approċċ jispotlight l-importanza ta’ l-iktar jew xiexxi l-effett tal-fluss residwali meta jdiseġnu u jimplementaw teknoloġiji tal-ħalqa miftuħa kontrollata għal trasformaturi tal-enerġija, bi l-obbjettiv ta’ jirrealizzaw reti ta’ trasferiment tal-enerġija iktar effiċjenti u affidabbli.

Meta jkun hemm fluss residwali fil-kern tas-trasformatur, is-sitwazzjoni bl-użu tal-spejjar tal-ħalqa miftuha operati similtaneament tivvota aktar komplikata. Il-mument tal-energizzazzjuni optimali għandu jikkonsidera l-operazzjoni similtanea ta’ tliet fazz skont l-magnitud u l-polarità tal-fluss residwali. Imma, għal kull pattern possibbli tal-fluss residwali, jeħles kemm jkun hemm mument tal-energizzazzjuni optimali li jirresulta fil-saturazzjoni minima tal-trasformatur (fit-tieni tas-silġ 4).

Fil-seguenti eżempju, il-pattern tal-fluss residwali huwa 0, -0.5, u +0.5 p.u. fil-fazzi R, Y, u B rispettivament. L-energizzazzjuni tal-trasformatur fuq 90° (il-crest tal-volttagġ tal-fazza R) tirresulta fil-saturazzjoni minima tal-fazzi. Imma, l-inklud ta’ l-fazza blu (fittament fazza B) fuq il-zero crossing pozitiv tal-volttagġ (240°) jkun responsabbli għal l-influx tal-kurrent eccessiv, li jkun 6.5 darba akbar mill-mument tal-switching optimali kalkulat mill-Dispozitiv tal-Ħalqa Miftuħa Kontrollata (CSD).

Din tispotlight l-importanza ta’ l-determinazzjoni preċiża tal-mument tal-energizzazzjuni optimali għal kull kondizzjoni speċifiċa tal-fluss residwali biex jminni l-saturazzjoni tal-trasformatur u l-influx tal-kurrent. L-istgħarrif preċiż jassenżjaw l-operazzjoni trankilla u jgħammru l-affidabilità u l-effiċjenza tas-sistema tal-enerġija.

Meta ma jkunx hemm kontrol għal l-energizzazzjuni tal-trasformatur, l-influx tal-kurrent eccessiv se jkun semper presenti fil-fazza b’fluss residwali ekstrem. Id-Dispozitiv tal-Ħalqa Miftuħa Kontrollata (CSD) jminni l-influx tal-kurrent tal-energizzazzjuni biex jikkelkulaw l-mument tal-inklud tal-poli optimali skont il-pattern tal-fluss residwali. Bil-istess mod, taht kondizzjonijiet speċifiċi ta’ fluss residwali għoli, l-influx tal-kurrent jista’ jiġi eliminat totalment.

Fit-tieni tas-silġ 5 jilustra l-influx relattiv tal-kurrent teoriku waqt l-energizzazzjuni bħala funzjoni tal-fluss residwali ekstrem misurati ft-trasformatur (b’knee tal-saturazzjoni ta’ 1.2 p.u.). Il-peak tal-influx tal-kurrent hu normalizzat għal l-influx massimu tal-energizzazzjuni tal-kern demagnetizat. Meta l-fluss residwali tal-kern hu għoli (fil-assi orizzontali), id-Dispozitiv tal-Ħalqa Miftuħa Kontrollata (CSD) jelimina l-influx tal-kurrent biex jpreveni l-trasformatur minn jidher saturazzjoni (parti tal-inferior tal-linea blu). Kontra, l-energizzazzjuni tal-trasformatur fuq momment random tista’ tispurr il-trasformatur fi saturazzjoni totali (linea rossa), jkun responsabbli għal influx tal-kurrent eccessiv u minfard successivi fuq il-grid. Din id-diagramma tirdimostraw l-effektivitá tal-mitigazzjoni tal-influx tal-kurrent provduta mid-Dispozitiv tal-Ħalqa Miftuħa Kontrollata (CSD) konfruntat mal-energizzazzjuni random jew mhux kontrollata.