Gervaverndar brytjarn eru einkum viðeigandi fyrir víða spönn af orkustöðum, þar á meðal fossilbrennslu, kjarnorku, gasslyftur, sameiningaraflslyktir, vatnarverkur og pumpuvarastöðvar. Þau eru einnig fullkomn til viðbótar fyrir núverandi orkustöðvar sem ekki hafa gervaverndarbrytju.
Í fortíma voru gervaverndarbrytjur algengar í mörgum stöðum með mörgum litlum gervum sem tengd væru samanborða. En með hröðu vaxandi stærð gerva og auknum skylduvirkisströmu heimilda var flutt yfir ofurtaksgreind þess típa skýrsluveitu. Síðan var tekin aðferðin um að hver gervi myndi hafa óháð rökkrarviðmót beint við stigskaðaframbætur og háendabrytju.
Þegar verið er að bera saman við aðferðina með samband, gerir notkun gervaverndarbrytja fyrir að skipta gervum við þeirri spenna sem þau framleiða margar kosti:
Enskraða aðgerðir: Það einfaldar aðgerðir, minnkar flóknari og möguleika á mannlegum villum við gervaskipting.
Bætt vernd: Það býður upp á bættar vernd fyrir gervi, aukalega fyrir stigskaðaframbætur og einingarframbætur, með því að tryggja að þessi mikilvægar hlutir séu öruggir við elektrískar villa og spennubrot.
Aukin öruggleiki: Það hækkar öruggleika orkugervakerfisins og aukar mikið virkni orkustöðvarinnar, minnkandi dæmtíma og aukandi orkuútbót.
Efnahagslegir kostir: Það býður einnig upp á efnahagslega kosti, eins og lágari viðhaldskostnaður og bætt langtíma aðgerðarefni.
Kostnaðar kröfur fyrir rafmagns skipulag orkustöðva geta verið samanstungnar svona:
Hágildis rafmagnsflutningur: Flutningur framleidds rafmagns frá gervi til háspenna (HV) flutningskerfis, með tilliti til aðgerðarþarfenda, auk annars sem tengist virkni, öruggleikum og efnahagslegu hagkvæmdi.
Öruggur hjálparafmagnsflutningur: Tryggja rafmagnsflutning fyrir hjálpar- og stöðuþjónustu kerfi, sem er mikilvægt fyrir örugg og örugga aðgerð orkustöðvarar.
Mynd 1 sýnir dæmi um skipulag orkustöðva sem nota gervaverndarbrytju til að tengja gervi við stigskaðaframbætur, sem sýnir hvernig þessar brytjur eru innifaldar í allsherjarafmagnsskipulagi orkustöðvarar.
Gervaverndarbrytjur spila mikilvæga og margþætta hlutverk í orkukerfum, sem fullnægja fjöltypligrar skylder aðgerða:
Samanstilling við HV kerfið: Þær eru ábyrgar fyrir að samstilla gervi við kerfisspenningu í háspenna (HV) stigi. Þetta tryggir sömlausan tengingu milli útfærslu gervisins og netsins, sem auðveldar flutt rafmagns.
Afskipting frá HV kerfinu: Þær leyfa að skipta gervum frá HV kerfinu, sem er sérstaklega gagnlegt við að slökkva á óhlaðnu eða ljótliga hlaðnu gervi. Þessi aðgerð heldur á vöxt og öryggisnetkerfisins.
Brottnám hlaðnisstraums: Þessar brytjur geta brott numið hlaðnisstrauma, með möguleika á að hafa við fullhlaðnisstraum gerva. Þetta er mikilvægt fyrir venjulega aðgerð og hlaðnisstýringu innan orkustöðvarar.
Brottnám kerfisfed short-circuit straums: Þær geta brott numið kerfisfed short-circuit strauma, sem verndar gervi og aðra hluti frá skemmdum efni vegna villa í kerfinu.
Brottnám generator-fed short-circuit straums: Samanburðarlega, eru þær hönnuð til að brott nema generator-fed short-circuit strauma, sem verndar gervi sjálft frá innri villum og tryggir örugga aðgerð hans.
Brottnám out-of-phase straums: Gervaverndarbrytjur geta valdið straumi undir out-of-phase skilyrðum, með möguleika á að valda upp í 180° out-of-phase horn. Þessi eiginleiki er mikilvægr fyrir að halda vöxt kerfis í óvenjulegum aðgerðarskilyrðum.
Samanstilling í pumpuvarastöðvum (mótorham): Í pumpuvarastöðvum, þegar gervamótorinn er byrjaður í mótorham, er notuð brytjan til að samstilla málinn við HV kerfið. Það eru mismunandi aðferðir til samstillingar, eins og notkun static frequency converter (SFC) upphaf eða back-to-back upphaf.
Vald á upphafsstraumi í pumpuvarastöðvum (mótorham): Þegar gervamótorinn er byrjaður í mótorham með ósamfellt upphaf í pumpuvarastöðvum, lokar brytjan á og brott nema upphafsstraum, sem tryggir flötta og stýrð upphafsfar.
Brottnám low-frequency short-circuit straums: Í gasslyftur, sameiningaraflslyktir og pumpuvarastöðvum, eftir start-up snið, getur brytjan brott numið generator-fed short-circuit strauma við tækifærum fyrir neðan 50/60 Hz, sem passar við sérstök þarförð þessara orkugervakerfa.
Það eru mörg samstillingsaðferðir í pumpuvarastöðvum.
Static Frequency Converter (SFC) upphafsáætlun: Þessi áætlun bestur af thyristor converter tengdur við einingarframbætur á HV hlið og inverter tengdur við gervi. Inverter byrjar að setja gervi í gang frá lágu tölu frekvens og hækkar hann sjálfgefna upp í tölu frekvens. Þegar gervi er upphitt til að framleiða orku, gæti verið phase angle munur á milli útfærslu hans og netkerfisins. Í augnablikinu þegar phase angle munurinn milli gervisins og HV netkerfisins er lágmarks, er gervi samstillt við HV netkerfið með gervaverndarbrytju eða HV brytju.
Back-to-back upphafsáætlun: Í orkustöð sem hefur mörg gervi, getur verið notuð back-to-back upphafsáætlun. Orka framleidd af gervi sem fer í venjulegum skilyrðum er notuð til að byrja stoppað gervi upp í tölu frekvens. Þegar gervi er samstillt við HV netkerfið með gervaverndarbrytju eða HV brytju.
Eftir staðlar IEC/IEEE 62271-37-13, er fastsett sem að rated short circuit skylda gervaverndarbrytju bestur af tveimur aðgerðum, með 30 mínútur bil á milli hverrar aðgerðar. Skyldaferlinu er lýst sem "CO – 30 mínútur – CO", sem merkir tvær fullkomnar short circuit brott ném, með 30 mínútur bil á milli hverrar short circuit lokunar.Þetta hönnun er sérstaklega ætluð til að vernda orkustöðvar og gervi. Að gera tvær samfylgd lokunar-opnar aðgerðir á miðan short circuit gæti valdið skemmdum á gervi og stigskaðaframbætur.
Slíkar tegundir short circuits eru mjög ólíklegt, og er líka mjög ólíklegt að stjórnmálasjóður reyni að lokast aftur bara 30 mínútur eftir fulla short circuit atburð.
30 mínútur bil á milli tveggja aðgerða er nauðsynlegt fyrir að endurheimta upprunalegar skilyrði brytjunnar og forðast ofurmikil hiti í hennar hlutum. Það skal athuga að þetta tímapunkt getur breyst eftir því hvaða tegund af aðgerð er og eiginleika gervaverndarbrytju.
