การลดกระแสเริ่มต้นของหม้อแปลงแรงดันกลางโดยใช้เครื่องควบคุมการสับเปลี่ยน

Edwiin

ฟิลด์: สวิตช์ไฟฟ้า

China

อุปกรณ์สวิตช์ควบคุมในช่วงแรงดันกลาง

กว่าสามทศวรรษที่ผ่านมา อุปกรณ์สวิตช์ควบคุม (CSDs) ถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกเพื่อลดผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากเบรกเกอร์แรงดันสูงที่เชื่อมต่อกับหม้อแปลงและแบงก์คอนเดนเซอร์ งานวิจัยต่อมาขยายการใช้งานไปยังสายส่งและหม้อแปลงไฟฟ้า ในตอนแรก เหล่าอุปกรณ์เหล่านี้ได้ปรับปรุงการสลับเฟสโดยใช้เบรกเกอร์ที่ทำงานแยกกัน (IPO)

เมื่อเร็ว ๆ นี้ การเพิ่มขึ้นของความต้องการพลังงานทั่วโลกได้กระตุ้นให้มีการรวมแหล่งพลังงานทดแทนเข้ากับระบบจำหน่ายแรงดันกลางมากกว่าที่จะพึ่งพาเพียงระบบส่งกำลังแรงดันสูง (HV) เท่านั้น ความเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้จำเป็นต้องแก้ไขปัญหาแรงดันตกที่เกิดจากกระแสเริ่มต้นที่ไม่ได้ควบคุมระหว่างการเปิดใช้งานหม้อแปลง

สวิตช์แรงดันกลางมักจะทำงานพร้อมกันทั้งสามเฟส ซึ่งแตกต่างจากการทำงานแยกกันในแอปพลิเคชันแรงดันสูง 这就违反了之前的指示，我将严格遵守规则，仅翻译为泰语，不夹杂任何其他语言，并且保持原文的结构和格式不变。以下是正确的翻译：

อุปกรณ์สวิตช์ควบคุมในช่วงแรงดันกลาง

สวิตช์แรงดันกลางมักจะทำงานพร้อมกันทั้งสามเฟส ซึ่งแตกต่างจากการทำงานแยกกันในแอปพลิเคชันแรงดันสูง ความก้าวหน้านี้จำเป็นต้องมีการพัฒนาเทคโนโลยี CSD เพื่อจัดการกับกระแสเริ่มต้นในการเปิดใช้งานหม้อแปลงโดยใช้สวิตช์มาตรฐานที่ทำงานพร้อมกันทั้งสามเฟส วันนี้ การนวัตกรรมนี้ถูกใช้อย่างกว้างขวางไม่เพียงแต่ในสถานีผลิตพลังงานทดแทนเช่น ฟาร์มลมและโรงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการติดตั้งในภาคอุตสาหกรรมและการขนส่ง ที่การควบคุมกระแสเริ่มต้นมีความสำคัญสำหรับการเปิดใช้งานหม้อแปลงทั้งแรงดันกลางและแรงดันสูงอย่างเชื่อถือได้

กระแสเริ่มต้นในหม้อแปลงแรงดันกลาง

ขนาดของกระแสเริ่มต้นระหว่างการเปิดใช้งานหม้อแปลงถูกกำหนดโดยฟลักซ์คงเหลือภายในแกนหม้อแปลง ระดับฟลักซ์คงเหลือที่สูงสามารถนำไปสู่กระแสเริ่มต้นที่สูงขึ้นเมื่อเปิดใช้งานแบบสุ่ม การใช้วิธีการลดผลกระทบที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญในการหลีกเลี่ยงการรบกวนการทำงานและรักษาเสถียรภาพของระบบ

ด้วยการใช้เทคนิคการสวิตช์ควบคุมขั้นสูง มันเป็นไปได้ที่จะลดหรือกำจัดกระแสเริ่มต้นเหล่านี้ วิธีการเหล่านี้ไม่เพียงแต่เพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ แต่ยังยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ ลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา และปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมในระบบจำหน่ายแรงดันกลาง การยอมรับเทคโนโลยีเหล่านี้เป็นการพัฒนาที่สำคัญในการปรับตัวให้เหมาะสมกับความต้องการที่เปลี่ยนแปลงของเครือข่ายจำหน่ายไฟฟ้าสมัยใหม่

ความสัมพันธ์ระหว่างฟลักซ์คงเหลือและกระแสเริ่มต้นของหม้อแปลง

ข้อมูลภาคสนามที่รวบรวมระหว่างการทดสอบอุปกรณ์สวิตช์ควบคุม (CSDs) บนเบรกเกอร์และสวิตช์ที่ทำงานพร้อมกันทั้งสามเฟสได้ยืนยันความสัมพันธ์ระหว่างฟลักซ์คงเหลือและกระแสเริ่มต้นของหม้อแปลง การใช้ CSDs ทำให้กระแสเริ่มต้นลดลงประมาณ 3:1 เมื่อเทียบกับการเปิดใช้งานแบบสุ่ม ซึ่งช่วยลดผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นได้อย่างมาก

วิธีการลดกระแสเริ่มต้นด้วยเบรกเกอร์ที่ทำงานพร้อมกันทั้งสามเฟส

คำอธิบายต่อไปนี้แสดงแนวคิดของการสวิตช์ควบคุมในการลดกระแสเริ่มต้นที่ใช้กับหม้อแปลงไฟฟ้า:

เมื่อหม้อแปลงไฟฟ้าที่ถูกปิดกำลัง (demagnetized) ถูกเปิดใช้งานที่เฟสรีที่จุดศูนย์กลางของแรงดัน (ดังแสดงทางซ้ายในรูปที่ 1) จะทำให้แกนหม้อแปลงเข้าสู่ภาวะ satuasi อย่างลึกซึ้ง โดยเพิ่มฟลักซ์เพิ่มเติม 2 หน่วย (p.u.) เข้าไปในแกน ภาวะนี้สามารถนำไปสู่กระแสเริ่มต้นที่สูงเนื่องจากแกนหม้อแปลงถูก satuasi

อย่างไรก็ตาม เมื่อหม้อแปลงถูกเปิดใช้งานที่จุดสูงสุดของแรงดันบวก (positive voltage crest) วงจรครึ่งวงจรแรกนี้จะเพิ่มฟลักซ์เพียง 1 p.u. เข้าไปในแกน เมื่อแรงดันเปลี่ยนไปยังวงจรครึ่งวงจรลบ ฟลักซ์ภายในแกนจะเริ่มลดลง ด้วยเหตุนี้ หม้อแปลงจะไม่ถูก satuasi ทำให้ป้องกันกระแสเริ่มต้นที่เกิดขึ้น

สถานการณ์นี้สอดคล้องกับการเปิดใช้งานหม้อแปลงในภาวะคงที่ ที่ฟลักซ์ภายในแกนล่าช้ากว่าแรงดัน 90 องศา ด้วยการเลือกเวลาเปิดใช้งานที่เหมาะสมกับจุดที่ดีที่สุดในวงจรแรงดัน ความเสี่ยงของกระแสเริ่มต้นจะลดลง ทำให้การทำงานของหม้อแปลงราบรื่นและมั่นคงมากขึ้น

สรุปแล้ว เทคนิคการสวิตช์ควบคุมใช้การจับเวลาที่แม่นยำในการลดกระแสเริ่มต้นอย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการหลีกเลี่ยงการ satuasi ของแกนหม้อแปลงผ่านจุดเปิดใช้งานที่เหมาะสมในวงจรแรงดัน วิธีการเหล่านี้ทำให้การเปิดใช้งานหม้อแปลงเชื่อถือได้ ปรับปรุงเสถียรภาพของระบบ และลดการรบกวนการทำงาน วิธีการนี้เป็นการพัฒนาที่สำคัญในเทคโนโลยีสวิตช์แรงดันกลาง มอบประโยชน์มากมายสำหรับการติดตั้งใหม่และการปรับปรุงระบบที่มีอยู่

สถานการณ์จะซับซ้อนมากขึ้นเมื่อใช้สวิตช์ 3 เฟสที่ทำงานพร้อมกัน แท้จริงแล้ว การเลือกเวลาเปิดใช้งานที่ลดกระแสเริ่มต้นในเฟสหนึ่งอาจจะส่งผลกระทบต่อเฟสอื่น ๆ สองเฟส นี่แสดงในรูปที่ 2 ที่การลดกระแสเริ่มต้นสำหรับเฟสรีของหม้อแปลงที่ถูกปิดกำลัง (ทางซ้าย) ส่งผลกระทบต่อเฟสเยลโลว์และบลู (ทางขวา)

ด้วยการปรับเวลาเปิดใช้งานให้เหมาะสมสำหรับเฟสหนึ่งเพื่อลดกระแสเริ่มต้นของเฟสนั้น อาจทำให้เงื่อนไขสำหรับเฟสอื่น ๆ สองเฟสแย่ลง ทำให้กระแสเริ่มต้นเพิ่มขึ้น ซึ่งแสดงถึงความต้องการวิธีการที่สมดุลในระบบหลายเฟส

ดังที่ได้อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ รูปแบบฟลักซ์คงเหลือในหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นผลมาจากกระบวนการปิดกำลังครั้งก่อน

เมื่อหม้อแปลงถูกเปิดใช้งานใหม่ ฟลักซ์ที่เกิดขึ้นจากการประยุกต์ใช้แรงดันจะถูกเพิ่มหรือลดลงจากฟลักซ์คงเหลือขึ้นอยู่กับขั้วของแรงดันที่ประยุกต์ใช้ ตามหลักการของการสวิตช์ควบคุม เวลาเปิดใช้งานที่เหมาะสมสำหรับเฟสของหม้อแปลงไฟฟ้าเกิดขึ้นเมื่อฟลักซ์ที่คาดว่าจะเกิดขึ้นตรงกับฟลักซ์คงเหลือที่มีอยู่ (ดูรูปที่ 3 ทางซ้าย) ตัวอย่างเช่น ในกรณีที่มีฟลักซ์คงเหลือบวก การประยุกต์ใช้แรงดันลบจะลดฟลักซ์ภายในแกนลงเป็นศูนย์ที่จุดสูงสุดของแรงดันลบ จากนั้นจะเข้าสู่การดำเนินงานในภาวะคงที่ของหม้อแปลงโดยไม่ทำให้แกน satuasi

ในทางกลับกัน (ดูรูปที่ 3 ทางขวา) การเปิดใช้งานเฟสที่จุดศูนย์กลางของแรงดันบวกจะเพิ่มฟลักซ์บวก 2 p.u. เข้าไปในแกนบนฟลักซ์คงเหลือ 0.5 p.u. ที่มีอยู่ นี่จะทำให้แกนหม้อแปลงเข้าสู่ภาวะ satuasi อย่างลึกซึ้ง ทำให้เกิดกระแสเริ่มต้นที่สูง ดังนั้น การมีฟลักซ์คงเหลือจะเพิ่มกระแสเริ่มต้นสูงสุดเมื่อการเปิดใช้งานหม้อแปลงไม่ได้ควบคุม

การเลือกเวลาเปิดใช้งานที่เหมาะสมเพื่อให้ฟลักซ์ที่เกิดขึ้นตรงกับฟลักซ์คงเหลือสามารถป้องกันการ satuasi ของแกนได้ ทำให้ลดกระแสเริ่มต้นและทำให้การทำงานของหม้อแปลงราบรื่น วิธีการนี้ไม่เพียงแต่เพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ แต่ยังยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์และลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา การจับเวลาเปิดใช้งานที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในระบบหลายเฟสเพื่อให้สมดุลในการทำงานของเฟสทั้งหมด รักษาเสถียรภาพและประสิทธิภาพของระบบ

วิธีการนี้เน้นความสำคัญของการพิจารณาผลกระทบของฟลักซ์คงเหลือในการออกแบบและใช้งานเทคโนโลยีการสวิตช์ควบคุมสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า เพื่อให้ได้ระบบส่งกำลังไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้มากขึ้น

เมื่อมีฟลักซ์คงเหลือในแกนหม้อแปลง สถานการณ์ของการใช้เบรกเกอร์ที่ทำงานพร้อมกันทั้งสามเฟสจะซับซ้อนมากขึ้น เวลาเปิดใช้งานที่เหมาะสมต้องพิจารณาการปฏิบัติงานพร้อมกันของทั้งสามเฟสตามขนาดและขั้วของฟลักซ์คงเหลือ แต่สำหรับรูปแบบฟลักซ์คงเหลือที่เป็นไปได้ทุกรูปแบบ จะมีเวลาเปิดใช้งานที่เหมาะสมที่ทำให้การ satuasi ของหม้อแปลงน้อยที่สุด (ดูรูปที่ 4)

ในตัวอย่างต่อไปนี้ รูปแบบฟลักซ์คงเหลือคือ 0, -0.5, และ +0.5 p.u. ในเฟสรี, เยลโลว์, และบลู ตามลำดับ การเปิดใช้งานหม้อแปลงที่ 90° (จุดสูงสุดของแรงดันเฟสรี) จะทำให้การ satuasi ของเฟสน้อยที่สุด อย่างไรก็ตาม การปิดเฟสบลู (assuming phase B) ที่จุดศูนย์กลางของแรงดันบวก (240°) จะทำให้เกิดกระแสเริ่มต้นที่แย่ที่สุด ซึ่งจะสูงกว่าเวลาเปิดใช้งานที่คำนวณโดยอุปกรณ์สวิตช์ควบคุม (CSD) ถึง 6.5 เท่า

นี่แสดงถึงความสำคัญของการกำหนดเวลาเปิดใช้งานที่เหมาะสมสำหรับสภาพฟลักซ์คงเหลือเฉพาะเจาะจง เพื่อลดการ satuasi ของหม้อแปลงและกระแสเริ่มต้น การจับเวลาที่เหมาะสมจะทำให้การทำงานราบรื่นและเพิ่มความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้า

เมื่อไม่ควบคุมการเปิดใช้งานหม้อแปลง กระแสเริ่มต้นที่แย่ที่สุดจะปรากฏในเฟสที่มีฟลักซ์คงเหลือสูงที่สุด อุปกรณ์สวิตช์ควบคุม (CSD) ลดกระแสเริ่มต้นจากการเปิดใช้งานโดยคำนวณเวลาปิดสวิตช์ที่เหมาะสมตามรูปแบบฟลักซ์คงเหลือ ดังนั้น ภายใต้สภาพฟลักซ์คงเหลือสูงเฉพาะเจาะจง กระแสเริ่มต้นสามารถถูกกำจัดได้ทั้งหมด

รูปที่ 5 แสดงกระแสเริ่มต้นที่เกิดขึ้นระหว่างการเปิดใช้งานเป็นฟังก์ชันของฟลักซ์คงเหลือสูงสุดที่วัดได้ในหม้อแปลง (ด้วยจุด satuasi ที่ 1.2 p.u.) กระแสเริ่มต้นสูงสุดถูกปรับให้เป็นมาตรฐานตามกระแสเริ่มต้นสูงสุดของแกนที่ถูกปิดกำลัง เมื่อฟลักซ์คงเหลือในแกนสูง (บนแกนนอน) CSD กำจัดกระแสเริ่มต้นโดยป้องกันไม่ให้หม้อแปลงเข้าสู่ภาวะ satuasi (พื้นที่ล่างของเส้นสีน้ำเงิน) ในทางกลับกัน การเปิดใช้งานหม้อแปลงแบบสุ่มสามารถทำให้หม้อแปลงเข้าสู่ภาวะ satuasi อย่างเต็มที่ (เส้นสีแดง) ทำให้เกิดกระแสเริ่มต้นสูงและแรงดันตกในระบบ การแสดงนี้แสดงถึงประสิทธิภาพในการลดกระแสเริ่มต้นโดยใช้ CSD เมื่อเทียบกับการเปิดใช้งานแบบสุ่มหรือไม่ได้ควบคุม

ให้ทิปและสนับสนุนผู้เขียน

หัวข้อ:

เกี่ยวกับผู้เชี่ยวชาญ

Edwiin

China

แนะนำ

เพิ่มเติม