Analiza in rešitev težav s prenapetostjo, ki jih povzroča vakuumsko preklopno stikalo kondenzatorjev - Blog

Prenapetost, ki nastane, ko vakuumski odklopniki preklapljajo kondenzatorske baterije, je pogosta in pomembna težava v energetskih sistemih, ki zahteva posebno pozornost. Takšna prenapetost lahko predstavlja nevarnost za izolacijo kondenzatorjev, odklopnikov in celotnega sistema. Sledi sistematična analiza tega problema in možnih rešitev:

Analiza vzrokov za nastanek prenapetosti

Glavni razlog je mogoče pripisati interakciji med prekinitvenimi lastnostmi vakuumskih odklopnikov in značilnostmi shranjevanja energije kondenzatorskih baterij, ki se posebej kaže kot:

1. Preklopni zagonski tok in delovna prenapetost

2. Mehanizem: V trenutku zapiranja je napetost na kondenzatorski bateriji enaka nič, medtem ko je sistemska napetost na določeni trenutni vrednosti. Velika napetostna razlika med obema povzroči visoko{2}}frekvenčni vhodni tok z zelo veliko amplitudo in visoko frekvenco (do nekaj do desetkrat več od nazivnega toka).

Vpliv: visoko{0}}frekvenčni zagonski tok ustvari visoko{1}}frekvenčni padec napetosti na sistemski impedanci, ki se lahko prekriva z napetostjo električne frekvence in tvori delovno prenapetost. V primeru več kondenzatorskih baterij, ki delujejo vzporedno, ko je druga kondenzatorska banka priključena na napolnjeno kondenzatorsko baterijo (ali sistem), je lahko razlika v napetosti še večja, težave z zagonskim tokom in prenapetostjo pa postanejo hujše.

vtz-12f generator use vacuum circuit breaker

Preklopna prenapetost (osnovna težava)

To je najbolj tipičen in zahteven vir prenapetosti, ko se za preklapljanje kondenzatorjev uporabljajo vakuumski odklopniki, ki je v glavnem povezan z značilnostmi prekinitve vakuumskega medija:

Rezanje toka: Stabilnost vakuumskega obloka je slaba. Pri nizkih tokovih (na primer pod desetinami amperov) lahko oblok nenadoma ugasne, preden tok naravno preseže ničlo, kar je znano kot "sekanje toka". Energije električnega polja (naboj na kondenzatorju), ki ustreza prekinitvenemu toku (predvsem kapacitivnemu toku), ni mogoče sprostiti takoj, kar povzroči prenapetost prekinitve prehodnega toka na kondenzatorju, ki je višja od sistemske napetosti.

Večkratna prenapetost (najnevarnejša): To je najhujša oblika prenapetosti.

Prvi ponovni vklop: Ko se odklopnik odpre, se kontaktna reža postopoma povečuje. Ko je preostala napetost na kondenzatorju (enosmerna ali nizko-frekvenčna) v nasprotni smeri od napajalne napetosti sistema, lahko obnovitvena napetost med kontakti takrat preseže dielektrično obnovitveno trdnost vakuumske reže, kar povzroči, da se reža zlomi in pride do ponovnega zagona. V trenutku ponovnega vklopa bo napetost na kondenzatorju nihala proti napajalni napetosti sistema skozi induktivnost vezja.

"Korak" povečanja napetosti: ponovni vklop ustvari visoko{0}}frekvenčni nihajoči tok. Vakuumski odklopniki so še posebej spretni pri gašenju oblokov pri -prehodu nič-visokofrekvenčnih tokov. Če je oblok uspešno prekinjen pri prvem ali drugem prehodu visoko-frekvenčnega toka skozi nič-, bo kondenzator "zaklenjen" pri novi vrednosti napetosti. Zaradi postopka ponovnega praznjenja je lahko ta nova vrednost napetosti veliko višja od napetosti pred ponovnim zagonom.

Ponavljajoč se postopek: Ko se kontaktna razdalja še naprej povečuje, obnovitvena napetost ponovno naraste in lahko pride do drugega, tretjega ali več ponovnih udarcev. Vsak ponovni vklop lahko povzroči "stopenjsko" povečanje napetosti na kondenzatorju. Teoretično lahko po več ponovnih vklopih največja prenapetost na obeh koncih kondenzatorja doseže trikrat ali celo več kot fazna napetost sistema.

10kv-indoor-high-voltage-isolation-truck

Glavne nevarnosti, ki jih povzroča prenapetost

1. Za sam kondenzator: Prenapetost neposredno ogroža izolacijo elementov kondenzatorja, pospešuje staranje dielektrika in dolgoročni- učinki lahko povzročijo okvaro, ki povzroči eksplozijo kondenzatorja.

2. Za vakuumske odklopnike: večkratni ponovni vžigi lahko ustvarijo izjemno visoke obnovitvene napetosti in ponovne vžigalne tokove, kar poveča električno obrabo kontaktov in lahko povzroči poškodbe izolacije samega odklopnika.

3. Za drugo opremo v sistemu: prenapetost se lahko prenaša po vodih, kar ogroža izolacijo priključenih transformatorjev, merilnih transformatorjev, kablov in druge opreme.

4. Sprožitev nepravilnega delovanja ali nedelovanja zaščite: Visok{1}}frekvenčni prehodni proces lahko moti vzorčenje in logično presojo mikroračunalniških-naprav za zaščito.

Rešitve in ukrepi za zatiranje

Glavni pristopi k rešitvi se vrtijo okoli "omejevanja zagonskega toka", "preprečevanja ponovnega vžiga" in "absorbiranja/omejevanja prenapetosti".

Optimizirajte izbiro in uporabo odklopnikov.

1.Izberite vakuumske odklopnike razreda "C2" ali "namenski kapacitivni prekinitveni tok": To je najbolj temeljen in učinkovit ukrep. Ti odklopniki so bili preverjeni s strogimi tipskimi preskusi in lahko zagotovijo, da ne pride do ponovnega vklopa ali da je verjetnost ponovnega vklopa izjemno nizka pri prekinitvi nazivnega kapacitivnega toka. Njihovi kontaktni materiali, zasnova magnetnega polja in proizvodni procesi so optimizirani za kapacitivne obremenitve.

Izogibajte se uporabi-odklopnikov tokokroga, preizkušenih samo za »L75«: Odklopniki-splošnega namena morda izpolnjujejo zahteve za odklop induktivnih obremenitev, vendar ne morejo zagotoviti odklopne zmogljivosti pri kapacitivnih obremenitvah.

Zagotovite stabilne mehanske lastnosti: Prepričajte se, da je hitrost odpiranja odklopnika dovolj hitra in stabilna, da se hitro vzpostavi zadostna razdalja odpiranja in poveča dielektrična obnovitvena trdnost.

2. Vgradnja prenapetostnih zaščitnih naprav

Odvodnik kovinskega oksida (MOA): Vzporedno povezan na začetku kondenzatorske baterije ali na strani zbiralke je standardna konfiguracija za omejevanje amplitude prenapetosti. Prenapetost lahko omeji na varno raven. Treba je izbrati ustrezen model z ustrezno neprekinjeno delovno napetostjo in preostalo napetostjo ter ga namestiti čim bližje kondenzatorski bateriji.

RC dušilno absorpcijsko vezje: Vzporedno uporno{0}}kondenzatorsko vezje je nameščeno čez kontakte prekinjevalca ali med kondenzatorsko baterijo in odklopnikom.

Funkcija: Zmanjšanje stopnje dviga obnovitvene napetosti (du/dt); zagotoviti pot z nizko-impedanco za visoko{1}}frekvenčni tok, ki se lahko pojavi po ponovnem vklopu in porabi njegovo energijo; za zatiranje trenutne prekinitvene prenapetosti.

Ključ zasnove: Parametre (vrednosti R in C) je treba izračunati na podlagi sistemskih parametrov, da se doseže najboljši učinek dušenja.

3. Izboljšajte metode delovanja

Uporabite sinhrona stikala (naprave za zapiranje/sprožitev izbire faze): Z nadzorovanjem odklopnika, da se zapre v trenutku, ko je razlika med sistemsko napetostjo in preostalo napetostjo kondenzatorja najmanjša (kot na primer pri prehodu napetosti čez ničlo), se lahko zagonski tok in prenapetost pri zapiranju **močno zmanjšata**. Podobno ga je mogoče tudi nadzorovati, da se sproži natančno pri prehodu toka skozi ničlo, kar zmanjša tveganje prekinitve toka. To je trenutno napredna tehnologija za zatiranje prenapetosti delovanja.

Optimizirajte zaporedje delovanja: Za vzporedne kondenzatorske baterije je priporočljivo, da je zaporedje delovanja naslednje: ko je napajanje izklopljeno, najprej odklopite odklopnik, nato ločilno stikalo; ko je napajanje vklopljeno, najprej zaprite ločilno stikalo, nato odklopnik. Izogibajte se delovanju nabitih kondenzatorjev z ločilnim stikalom.

4. Premisleki-s strani sistema

Zaporedni reaktorji: Zaporedni reaktorji z določeno stopnjo reaktance (običajno 0,5 % do 1 % za omejitev zagonskega toka in 5 % do 6 % za zatiranje harmoničnega ojačanja) so povezani v vezje kondenzatorske baterije.

Funkcije: Omejitev amplitude in frekvence zagonskega toka; tvorijo vejo filtra s kondenzatorji; lahko do neke mere spremeni tudi parametre prehodnega procesa in vpliva na pogoje ponovnega zagona.

Razumna električna postavitev: Skrajšajte dolžino priključnega voda med kondenzatorsko baterijo in odklopnikom, zmanjšajte induktan zanke

Povzetek in predlogi

Problem prenapetosti, ki ga povzročajo vakuumski odklopniki, ki preklapljajo kondenzatorske baterije, je v osnovi posledica konflikta med prekinitvenimi in omejevalnimi značilnostmi vakuumskih oblokov ter značilnostmi shranjevanja energije kondenzatorjev.

Strategije rešitev bi morale slediti naslednji hierarhiji:

1. Najprej preventiva (obravnava temeljnega vzroka): Med fazami načrtovanja in nabave je treba izbrati samo "razred C2" ali vakuumske odklopnike, posebej zasnovane za preklapljanje kondenzatorskih baterij, ki so jih potrdili pristojni organi.

2. Zaščita kot ščit (obravnava simptomov): Standardizirajte konfiguracijo odvodnikov kovinskega oksida (MOA) kot zadnje obrambne linije pred prenapetostjo.

3. Optimizacija kot pomožni ukrep (povečanje učinkovitosti): Glede na pomembnost projekta in proračun razmislite o vgradnji RC dušilnih vezij, sinhronih stikal in racionalne konfiguracije serijskih reaktorjev.

4. Delovanje in vzdrževanje kot osnova: Redno pregledujte mehanske lastnosti odklopnikov in status odvodnikov ter dosledno upoštevajte pravilne delovne postopke.

V praktičnem inženiringu je treba opraviti tehnično in ekonomsko primerjavo ob upoštevanju dejavnikov, kot so sistemska napetostna raven, zmogljivost kondenzatorske baterije, način delovanja in stroški, da se izbere eden ali več kombiniranih zaščitnih ukrepov za zagotovitev varnega in zanesljivega delovanja sistema.

Miniaturiziran notranji vakuumski odklopnik ZN85B-40.5

Miniaturiziran notranji vakuumski odklopnik ZN85B-40.5je miniaturiziran 40,5kV izdelek, ki ga je zasnovalo in razvilo naše podjetje. Popolnoma lahko nadomesti talne vozičke serije VD4-40.5 in HD4-40.5, ki jih proizvaja ABB. Ta serija vključuje predvsem dve seriji: trajni magnetni mehanizem in vzmetni mehanizem. To je komponenta notranje stikalne naprave z nazivno napetostjo 40,5 kV, AC 50 HZ.

zn85b 40-5 miniaturized ndoor vacuum circuit breaker