Inginerie electrică Știri №4 (76), întrerupătoare cu izolație de gaz 110-750 mp

echipamente de comutare

întrerupătoare cu izolație de gaz 110-750 kV
Caracteristici ale neîncărcat, atunci când deconectarea reactoarelor HV shunt

Erori în alegerea greșită și rezistențe setare Preinsertion (OL) și o unitate de comutare controlată (CC), datorită faptului că tipul tradițional și nivelul asociat supratensiune structură comutator ca comutator de date generate și normalizată pentru comutatorul. În prezent, cu toate acestea, pentru întrerupătoarele de circuit cu izolație de gaz au devenit relevante nu numai sa creasca probleme, dar, de asemenea, forma curentului comutat [1].

Switched componentă curent și DC

In general, atunci când energizate elementele inductive la curentul de comutare, există două componente (astfel de reactoare, Figura 1.): Starea periodică, egală curent normală constantă și aperiodic, apariția căruia este cauzată de imposibilitatea unei schimbări instantanee a curentului reactorului de la zero la valoarea stării de echilibru.

Fig. 1. Pornirea reactorului sub tensiune

Componenta aperiodice se caracterizează printr-o valoare inițială și o rată de amortizare. Valoarea inițială componenta DC a curentului depinde de timpul contactelor întrerupătorului de circuit (de exemplu, în cazul în care comutatorul are loc în momentul în care valoarea instantanee a tensiunii de alimentare este aproape de zero, componenta DC are cea mai mare valoare a amplitudinii componentei AC). constanta parazitul timp de amortizare determinată prin raportul dintre impedanțelor curente și inductive active în circuitul cursul.

Curenții de fază șuntului reactor de 500 kV 180 MVA putere atunci când este activat sub tensiune sunt prezentate în Fig. 2.

Fig. 2. Curenții de fază SR 500 kV 180 MVA în circuitul din Fig. 1:
a) în operațiunea de la starea de echilibru
b) în reactorul de proces de tranziție care încorporează un moment în care valoarea instantanee a fazei A de tensiune are valoarea zero

Fig. 2a în funcționarea normală starea de echilibru a componentei periodice a curentului de fază are o amplitudine de 280 A (nivel de tensiune de 500 kV rețele corespunde celei mai mari de lucru 525 kV). Fig. 2b în reactorul de proces de tranziție care încorporează o valoare maximă a fazei A curentă dată de suma periodică (amplitudinea 280 A) și aperiodice (luând în considerare atenuarea - un pic mai puțin de 280 A) și a componentelor în primele momente ajunge la 560 A (curba roșie).

Luați în considerare următorul reactor de comutare proces împreună cu partea superioară, la care este atașat (fig. 3). Gradul de încărcare de compensare a puterii HV determinat prin expresia [1, 2]:

în care Bre = N · bp - N conductivitate reactor inductiv echivalent conectate la aeriene;
b1 - capacitiv deasupra capului de conductivitate pe secvența înainte.

În schema din Fig. 3 comutator curent de vârf are două componente (Figura 4, oscilațiile inițiale de înaltă frecvență este omisă.):

• componenta periodică a liniei curente de comutare egală cu suma algebrică a curentului capacitiv reactor curent VL și inductiv (această sumă depinde de K);
• componenta de curent continuu, a cărui mărime este independentă de overhead conducție capacitiv (sau K), definită de linia de reactor conductivitate inductiv (numărul și capacitatea acestora), precum și lineari contactelor de închidere impuls întrerupător (în apropierea maximă sau zero).

Fig. 3. Revenind la ralanti linie cu setul de reactor, la sfârșitul HV

Fig. 4. o fază de curent de 500 kV, lungimi diferite, cu un singur reactor șunt 180 MVAR (circuitul din Fig. 3) atunci când linia fazei A la tensiune zero

175 km - curba roșie (K ≈ 1);
220 km - curba verde (K = 0,8);
290 km - curba albastră (K = 0,6).

De exemplu, 500 lungime kV 175 km cu o singură putere reactor atașat de 180 MVA este de compensare integrală a puterii de încărcare K ≈ 1, iar componenta de curent de comutare periodic în modul de funcționare de echilibru este absent, și deci curentul fazei A este determinată numai componenta de curent continuu în primele momente atinge 280 A.

Rata de atenuare a componentei aperiodice depinde de raportul dintre circuitele de rezistență și de inductanță. Acest raport este mai mare în linia aeriană decât sursa de energie standard. Prin urmare, atunci când instalați reactor la sfârșitul VL atenuare a componentei aperiodice a curentului este mai rapid decât la instalarea reactorului de la începutul VL, dar încă suficient de mult timp.

Pentru curbele prezentate în Fig. 4, aperiodice timp componenta de degradare ajunge la câteva secunde, iar linia curentă întrerupător anumită perioadă de timp are valori non-zero, ceea ce poate provoca dificultăți în stingerea arcului, dacă imediat după comutatorul este oprit va fi nevoie sa rapidă.

Exemple de cicluri rapide on-off, atunci când fazele nedeteriorate a dezactiveaza curent poate fi o componentă periculoasă DC, după cum urmează:

• comutator primar VL și oprirea acestuia datorită funcționării false sau de protecție, datorită prezenței scurtcircuit deasupra capului (o singură fază, cu două faze la sol, în două faze fără sol);
• includerea liniei aeriene într-un ciclu de recloser trei faze și oprirea sa din cauza unui scurtcircuit (o singură fază, cu două faze sau două faze la pământ fără pământ), nu sunt eliminate în momentul pauzei reînchidere.

Disjunctoare

În prezent, rețelele de 110-750 kV este cel mai comun tip de miez comutator cu izolație de gaz (în termeni de realizare) Principiul Auto-Puffer cu stingerea arcului. Full time-off este de aproximativ 40 ms.

Comutatorul-off cicluri de pericol care variază aperiodice modul normal componenta de curent trebuie să fie verificată în timpul comutatoarele de testare în fabrică sau în laboratoare independente. În prezent, astfel de teste, din păcate, nu sunt deținute. Prin urmare, ca o primă aproximație (grosieră) poate presupune că actuala componenta DC nu este periculos pentru comutatorul numai când comutatorul curent primește valoarea zero, nu mai târziu decât intervalul de timp de 80 ms după pornire. De data aceasta se obține prin adăugarea unui timp fals sau de stat, dispozitivele de protecție releu declanșare (aproximativ 40 ms) și comutatorul complet off timp (aproximativ 40 ms).

De exemplu, utilizarea acestui criteriu pentru formele de undă din Fig. 4 (ele sunt obținute în cazul în care reactorul este conectat la HV final), se poate concluziona că, atunci când K ≥ 0,6 componentei aperiodice periculoase pentru comutatorul de deasupra. În cazul în care reactorul este conectat la începutul VL, curentul componenta DC dezintegrează mai lent și, prin urmare, vor fi periculoase pentru valorile K 2 / Qr;
UP - reactoare de putere,
Qr - reactoare de putere.

Atenuarea componentă completă DC are loc în timpul 3T. Se calculează valoarea rezistenței R. asigură că, în timpul lucrărilor finaliza reactoare aperiodice AT componente de amortizare curent 3τ ≤ AT:

.

Fig. 6 prezintă rezultatele calculelor de valoarea minimă a rezistor va oferi o atenuare a componentei aperiodice a curentului în timpul rapid At. De exemplu, atunci când = 0,02 s AT (intervalul de timp dintre VC muncă și GC este de 20 ms) pentru un singur vârf din reactor rezistență necesară de cel puțin 700 ohmi, iar pentru VL cu două reactoare - nu mai puțin de 350-400 ohmi.

Fig. 6. Cerințele pentru rezistența rezistorului, ceea ce asigură o atenuare completă a componentei aperiodice 500 kV CC cu reactor N în timpul funcționării sale AT

Pentru a confirma în Fig. 7 prezintă forma de unda de 500 kW, obținută în condițiile din Fig. 3 (175 km, un reactor derivație la capătul liniei aeriene). Când timpul de funcționare = 20 ms AT rezistor R = 400 ohmi nu complet aperiodic curent de amortizare, în timp ce R = 800 ohmi le furnizează.

Fig. 7. O fază de curent lungime 500 kV de 175 km, cu un reactor cu 180 șunt MVAR (circuitul din Fig. 3) atunci când linia fazei A la tensiune zero

Dacă linia aeriană are două reactoare, selecția rezistorul trebuie efectuată cu ajutorul Fig. 6 privind numărul de reactoare în care aperiodice curent cele mai periculoase. În cazul în care comutatorul are mai multe pauze consecutive, fiecare dintre care este echipat cu un rezistor, cerințele de orez. 6 trebuie să îndeplinească rezistența combinată a rezistorului serie.

Definită prin Fig. Rezistor 6 trebuie verificate pentru sarcini de valabilitate în timpul comutări. Cea mai mare de energie este eliberată în rezistor, atunci când trecerea la scurt-circuit, atunci când toate linia de tensiune de fază este aplicată rezistor:

.

Fig. 8 prezintă calculele necesare de capacitatea rezistor de a disipa energia în comutația scurt-circuit. În cazul în care comutatorul are mai multe pauze consecutive, fiecare dintre care este echipat cu un rezistor, cerințele de orez. 8 trebuie să îndeplinească rezistența totală a tuturor rezistențe.

Fig. 8. rezistor de a disipa cerințele de capacitate de energie în funcție de mărimea ei (200, 400, 600, 800, 1200 ohmi) și timpul de funcționare

Rețineți că disjunctorul pe scurt-circuit poate fi repetată în timp, ceea ce nu este suficient să se răcească rezistor. Prin urmare, cerințele reale trebuie să fie de 2-3 ori mai mult decât cele valori W. prezentate în Fig. 8.

Producătorii de gaze întrerupătoare de 500 kV aprobate pentru utilizare în SA obiecte „FGC“, confirmă posibilitatea de fabricare a switch-uri de 500 kV cu rezistor R = 1000 ÷ 1600 ohmi. Timp de comutare rezistențe de 10 ms = DT. În acest timp, conform Fig. 6, 500 kV pentru un singur reactor este necesară o rezistență de rezistență de cel puțin 1400 ohmi, pentru VL cu două reactoare - rezistență nu este mai mică de 700 ohmi.

Datorită faptului că rezistorul de șunt, al cărui magnitudine este de 2-3 ori mai mare decât impedanța liniei poate provoca tranzitorie, urmată de apariția unei noi componente de curent continuu a liniei curente, devine necesar să se efectueze calcule curente de calculator corespunzătoare. Ei au aratat ca, pentru 500 de reactoare kV cu o capacitate de 180 MVA va fi rezistori optime: 1200 Ohm - pentru linii cu un singur reactor; 600 Ohm - pentru liniile cu două reactoare. Se poate observa că valorile rezistorilor sunt de câteva ori mai mari decât valorile recomandate de condițiile de lupta cu supratensiunile de comutare.

În mod similar, în rezultatul calculului poate fi justificată prin valorile rezistorilor optime de 330 kV, 750 kV și alte tensiuni.

Comutarea controlată

Tranzitorii la switch-uri apar pe măsură ce le porniți, și atunci când acestea sunt oprite.

Când porniți switch-uri. Trecerea de la supratensiune poate fi limitată atunci când se utilizează unitatea de comutare controlată, configurată pentru a contacta închiderea în vecinătatea zero a tensiunii de alimentare ( „comutator comandat“).

componenta DC pot fi minimalizate prin utilizarea unității de comutare controlată, configurată pentru a contacta închiderea în vecinătatea valorii maxime a tensiunii de alimentare.

La deconectarea switch-uri. În cazul în care există un risc de defalcare recurente între contacte, supratensiunile de comutare poate fi, de asemenea, limitată de unitate de comutare controlată ( „oprire controlată“). Unitatea, astfel, trebuie să fie setat la punctul de deschidere de contact a fost deplasat suficient de departe de zero, curentul și curentul la zero prin timpul de tranziție și stingerea distanței arcului între contacte a fost un decalaj semnificativ și consistent de înaltă rezistență între contactele.

Odată cu apariția rețelelor moderne descărcătorului scopul principal al comutare controlate ar putea fi o luptă nu cu supratensiunile de comutare, și cu curenți aperiodice. În acest caz, precizia necesară a setării Codului penal este puternic legat de gradul de compensare a puterii de încărcare a HV:

• în cazul în care factorul de compensare aproape de unitate, curentul de comutare este aproape nici o componentă periodică a curentului, și, prin urmare, atunci când un DC componentă de curent total de curent nu va avea un zerouri lung; în astfel de cazuri, precizia de comutare trebuie să fie foarte mare;
• mai mult factorul de compensare diferă de unitate, mai mult curent întreruptorul circuitului este prezent, respectiv o componentă periodică, este o posibilitate mai puțin periculoasă a aperiodic, și reduce astfel cerințele de precizie de comutare.

Fig. 9 analizat precizia necesară controlate comutarea setărilor dispozitivului la exemplul 500 kV, linii aeriene de lungime de 175 km cu un singur reactor (factor de compensare 1). Vedem că în momentul comutării respingerii numai 0,5 ms din disjunctorul curent-tensiune are o componentă maximă de curent continuu de aproximativ 50 A, în absența plumb componentei periodice pentru arc nestins (curent nu are zero valori de mai mult de 80 ms).

precizie de comutare controlată în prezent este de ± 2 ms, adică nu este suficient de mare. Prin urmare, tehnologia MC nu pot fi utilizate ca măsuri primare pentru reducerea componentelor DC.

Fig. 9. O fază de curent de 500 kV, 175 km lungime, cu un reactor cu 180 shunt MVAR atunci când este pornit

CONCLUZIE

1. companii de rețea care utilizează întrerupătoare cu izolație de gaz ca liniar, ar trebui să fie trimise la producătorii de switch-uri propuneri de urgență pentru a face switch-uri îmbunătățiri structurale, care permite comutarea neincarcate conformitate cu un grad ridicat de capacitate de compensare a reactoarelor linie de șunt (eventual cu sistem de arc de rafinament).
2. Documentația tehnică a aparatelor de cale trebuie să fie specificate cerințele pentru conținutul din componenta totală DC dezactivează (aici este vorba de un mod curent normal) curent: nivelul admisibil, admisibil timpul de degradare constantă sau intervalul de timp în care valoarea instantanee a curentului sumei trebuie să ia valori nule.
3. Instalare întrerupătoare de circuit tipice izolate cu gaz (nu este specificat în revendicarea. 1) de prelucrare a proiectelor ar trebui să ia în considerare condițiile speciale de funcționare ale acestor switch-uri din reactoare cu HV asemanatoare curentilor aperiodice orgia. O atenție deosebită trebuie acordată liniilor cu un grad de încărcare de compensare a puterii K> 0,5 ÷ 0,6.
4. Pentru a combate componenta HV DC a curentului la SR conectat, în cazul în care se confirmă calculele de risc, cel mai simplu este să se întrerupă trecerea deasupra capului, împreună cu un număr nedorit de reactoare [1], în cazul în care această capacitate este confirmată prin calcule adecvate.
5. Pentru a face față cu curenți aperiodice pot fi echipate cu întrerupătoare standard, cu izolație de gaz rezistențe Preinsertion, care ar trebui să aibă o rezistență de 2-3 ori mai mult decât rezistențe pentru a limita supratensiunile de comutare.
6. Pentru a face față cu curenți aperiodice pot fi echipate cu întrerupătoare de circuit cu izolație de gaz controlate de unități de comutare, în cazul în care rezultatul calculelor se dovedește că acuratețea muncii lor este suficientă pentru un anumit VL. De exemplu, pentru linii aeriene cu compensare aproape plin de încărcare K putere ≈ 1, exactitatea dispozitivelor existente pe piață nu este suficient. Pentru a combate blocul curent trebuie să fie configurat pentru a include linia aeriană în vecinătatea valorii maxime a tensiunii de alimentare, în timp ce necesitatea de a limita supratensiunile de comutare blocuri ar trebui să fie configurată pe includerea liniei aeriene în apropiere de linia de tensiune zero.
7. Pentru a combate comutare rezistențe echipamente supratensiunilor sau comutatoarele de gaz controlate de unități nu este necesară, deoarece aceasta este rolul OPN de comutare, deși o nevoie clară pentru unitățile de comutare controlate conservat sub comutare directă comutatoare 500-750 kV este SR în funcție de reactorul descărcătorului [3].

REFERINȚE