ניתוח ופתרון בעיות מתח יתר הנגרמות על ידי מיתוג מפסק מעגל ואקום בנקים של קבלים

מתח היתר שנוצר כאשר מפסקי ואקום מחליפים בנק קבלים הוא נושא שכיח ומשמעותי במערכות חשמל הדורש תשומת לב רבה. מתח יתר כזה עלול להוות איום על בידוד הקבלים, מפסקי החשמל והמערכת כולה. להלן ניתוח שיטתי של בעיה זו ופתרונות אפשריים:

ניתן לייחס את הסיבה העיקרית לאינטראקציה בין מאפייני השבירה של מפסקי ואקום לבין מאפייני אגירת האנרגיה של בנקי קבלים, המתבטאת באופן ספציפי כ:

1. מיתוג זרם כניסה ומתח יתר פעולה

2. מנגנון: ברגע הסגירה, המתח על פני בנק הקבלים הוא אפס, בעוד שמתח המערכת הוא בערך מיידי מסוים. הפרש המתח הגדול בין השניים גורם לזרם כניסה בתדר- גבוה עם משרעת גדולה מאוד ותדירות גבוהה (עד פי כמה עד עשרות פעמים מהזרם הנקוב).

השפעה: זרם הפריצה בתדר-גבוה יוצר ירידת מתח בתדר-גבוהה על פני עכבת המערכת, אשר עשויה להיות מונחת על מתח תדר ההספק כדי ליצור מתח יתר פעולה. במקרה של בנק קבלים מרובים הפועלים במקביל, כאשר בנק קבלים אחר מחובר לבנק (או מערכת) קבלים טעונים, הפרש המתח עשוי להיות גדול אף יותר, ובעיות זרם הכניסה ומתח יתר הופכות לחמורות יותר.

זהו המקור האופייני והמאתגר ביותר למתח יתר כאשר משתמשים במפסקי ואקום למיתוג קבלים, הקשורים בעיקר למאפייני השבירה של מדיום הוואקום:

חיתוך נוכחי: היציבות של קשת הוואקום ירודה. בזרמים נמוכים (כגון מתחת לעשרות אמפר), הקשת עלולה לכבות לפתע לפני שהזרם חוצה באופן טבעי את האפס, מה שמכונה "קיצוץ זרם". אנרגיית השדה החשמלי (המטען על הקבל) התואמת לזרם הקצוץ (בעיקר זרם קיבולי) לא יכולה להשתחרר מיד, וכתוצאה מכך מתח-יתר זרם חולף על הקבל הגבוה ממתח המערכת.

מתח יתר מרובה (המסוכן ביותר): זוהי הצורה החמורה ביותר של מתח יתר.

לחיצה ראשונה: לאחר פתיחת המפסק, פער המגע גדל בהדרגה. כאשר המתח השיורי על הקבל (DC או תדר-נמוך) נמצא בכיוון ההפוך למתח האספקה ​​של המערכת, מתח ההתאוששות בין המגעים עלול לעלות על חוזק ההתאוששות הדיאלקטרי של פער הוואקום באותו זמן, מה שיגרום לשבירת הפער ולהתרחשות השבתה מחדש. ברגע ההפעלה מחדש, המתח על הקבל יתנדנד לכיוון מתח אספקת המערכת דרך השראות המעגל.

עליית "מדרגה" במתח: ההתקלה החוזרת מייצרת זרם תנודה- גבוה בתדירות גבוהה. מפסקי ואקום מיומנים במיוחד בכיבוי קשתות בחציית האפס- של זרמי-תדר גבוה. אם הקשת נקטעת בהצלחה בחציית האפס- הראשונה או השנייה של זרם התדר הגבוה-, הקבל "יינעל" על ערך מתח חדש. עקב תהליך פריקת ה-restreet, ערך המתח החדש הזה עשוי להיות גבוה בהרבה מהמתח לפני ה-restart.

תהליך חוזר: ככל שמרחק המגע ממשיך לגדול, מתח ההתאוששות עולה שוב, ועלולה להתרחש לחיצה שנייה, שלישית או יותר. כל לחיצה חוזרת עלולה לגרום לעלייה "מדרגה" במתח על הקבל. תיאורטית, לאחר מספר פעולות חוזרות, שיא מתח היתר בשני קצוות הקבל עשוי להגיע פי שלושה או אפילו יותר ממתח הפאזה של המערכת.

1. לגבי הקבל עצמו: מתח יתר מאיים ישירות על הבידוד של רכיבי הקבל, מאיץ את ההזדקנות של הדיאלקטרי, והשפעות ארוכות טווח עלולות להוביל להתמוטטות, ולגרום לפיצוץ הקבל.

2. למפסקי ואקום: הדלקות מרובות עלולות ליצור מתחי התאוששות וזרמי הצתה גבוהים במיוחד, להעצים את השחיקה החשמלית של המגעים ועלולה לגרום נזק בידוד למפסק עצמו.

3. לציוד אחר במערכת: מתח יתר עלול לעבור דרך הקווים, ולסכן את הבידוד של שנאים מחוברים, שנאי מכשירים, כבלים וציוד אחר.

4. הפעלת פעולה שגויה או כשל בהפעלת ההגנה: תהליך-המעבר בתדר גבוה עלול להפריע לדגימה ולשיפוט לוגי של התקני הגנה מבוססי מיקרו-מחשבים.-

גישות הפתרון העיקריות סובבות סביב "הגבלת זרם הכניסה", "מניעת התלקחות מחדש" ו"קליטה/הגבלת מתח יתר".

ייעול הבחירה והשימוש במפסקים.

1. בחר מפסקי ואקום בדרגת "C2" או "שבירת זרם קיבולי ייעודי": זהו המדד הבסיסי והיעיל ביותר. מפסקי זרם אלו אומתו באמצעות בדיקות סוג קפדניות ויכולים להבטיח שלא מתרחשת השבתה מחדש או שההסתברות להפסקה נמוכה ביותר בעת שבירת הזרם הקיבולי המדורג. חומרי המגע שלהם, עיצובי השדות המגנטיים ותהליכי הייצור מותאמים כולם לעומסים קיבוליים.

הימנע משימוש במפסקים למטרות כלליות-או רק "L75" שנבדקו: מפסקי זרם כלליים-לשימושים עשויים לעמוד בדרישות השבירה של עומסים אינדוקטיביים, אך הם אינם יכולים להבטיח את ביצועי השבירה עבור עומסים קיבוליים.

ודא מאפיינים מכניים יציבים: ודא שמהירות הפתיחה של המפסק מהירה ויציבה מספיק כדי ליצור במהירות מרחק פתיחה מספיק ולשפר את חוזק ההתאוששות הדיאלקטרי.

2. התקנה של התקני הגנה מפני מתח יתר

מעצר תחמוצת מתכת (MOA): מחובר במקביל בתחילת בנק הקבלים או בצד פס המסילה, זוהי תצורה סטנדרטית להגבלת משרעת של מתח יתר. זה יכול להדק את מתח היתר לרמה בטוחה. יש לבחור את הדגם המתאים עם מתח הפעלה רציף מתאים ומתח שיורי ולהתקין אותו קרוב ככל האפשר לבנק הקבלים.

מעגל קליטת שיכוך RC: מעגל קבלים-מקבילי מותקן על פני מגעי המפסק או בין בנק הקבלים למפסק.

פונקציה: כדי להפחית את קצב העלייה של מתח ההתאוששות (du/dt); לספק נתיב עכבה-נמוך לזרם-תדירות הגבוה שעלול להתרחש לאחר השבתה מחדש וצריכת האנרגיה שלו; כדי לדכא את מתח יתר ההפרעה בזרם.

מפתח עיצוב: יש לחשב את הפרמטרים (ערכי R ו-C) על סמך פרמטרים של המערכת כדי להשיג את אפקט השיכוך הטוב ביותר.

3. שיפור שיטות הפעולה

אמץ מתגים סינכרוניים (התקני סגירה/כיבוי של שלב): על ידי שליטה על המפסק לסגירה ברגע שבו ההפרש בין מתח המערכת למתח השיורי של הקבל הוא הקטן ביותר (כגון בחציית האפס של המתח), ניתן **להפחית מאוד** את זרם הכניסה ומתח היתר בסגירה. באופן דומה, ניתן גם לשלוט בו כדי להחליק במדויק בחציית האפס של הזרם, להפחית את הסיכון להפרעות זרם. כיום מדובר בטכנולוגיה מתקדמת לדיכוי מתח יתר הפעולה.

אופטימיזציה של רצף הפעולה: לבנקים מקבילים של קבלים, מומלץ שרצף הפעולה יהיה כדלקמן: כאשר החשמל כבוי, נתק תחילה את המפסק ולאחר מכן את מתג הבידוד; כאשר החשמל מופעל, סגור תחילה את מתג הבידוד ולאחר מכן את מפסק החשמל. הימנע מהפעלת קבלים טעונים עם מתג הבידוד.

4. שיקולי-צד של המערכת

כורים סדרתיים: כורים סדרתיים עם קצב תגובה מסוים (בדרך כלל 0.5% עד 1% להגבלת זרם הפתיחה ו-5% עד 6% לדיכוי הגברה הרמונית) מחוברים במעגל בנק הקבלים.

פונקציות: הגבלת משרעת ותדירות זרם הפריצה; ליצור ענף מסנן עם קבלים; יכול גם לשנות את הפרמטרים של התהליך החולף במידה מסוימת ולהשפיע על התנאים המעצימים.

פריסה חשמלית סבירה: קצר את אורך קו החיבור בין בנק הקבלים למפסק החשמל, צמצם את השראות הלולאה

בעיית מתח היתר הנגרמת על ידי מפסקי ואקום המחליפים בנק קבלים נובעת ביסודה מהקונפליקט בין הפסקת זרם ומאפיינים מכוונים של קשתות ואקום לבין מאפייני אחסון האנרגיה של קבלים.

אסטרטגיות הפתרון צריכות לפעול לפי ההיררכיה הבאה:

1. מניעה תחילה (טיפול בשורש): במהלך שלבי התכנון והרכש, יש לבחור רק מפסקים מסוג "C2" או ואקום שתוכננו במיוחד עבור מיתוג בנק קבלים אשר אושרו על ידי גורמים מוסמכים.

2. הגנה כמגן (טיפול בסימפטומים): תקן את התצורה של מעצורי תחמוצת מתכת (MOA) כקו ההגנה האחרון מפני מתח יתר.

3. אופטימיזציה כאמצעי עזר (הגברת היעילות): בהתאם לחשיבות הפרויקט ולתקציב, שקול התקנת מעגלי שיכוך RC, מתגים סינכרוניים והגדרה רציונלית של כורים סדרתיים.

4. תפעול ותחזוקה כבסיס: בדוק באופן קבוע את המאפיינים המכניים של מפסקי החשמל ואת מצב המעצרים, ופעל בקפדנות לפי נהלי ההפעלה הנכונים.

בהנדסה מעשית, יש לערוך השוואה טכנית וכלכלית על ידי התחשבות בגורמים כגון רמת מתח המערכת, קיבולת בנק הקבלים, מצב הפעולה והעלות, כדי לבחור אמצעי דיכוי משולבים אחד או יותר כדי להבטיח פעולה בטוחה ואמינה של המערכת.

מפסק ואקום פנימי ממוזער ZN85B-40.5הוא מוצר ממוזער 40.5kV שתוכנן ופותח על ידי החברה שלנו. זה יכול להחליף בצורה מושלמת את עגלות הרצפה מסדרות VD4-40.5 ו-HD4-40.5 המיוצרות על ידי ABB. סדרה זו כוללת בעיקר שתי סדרות: מנגנון מגנט קבוע ומנגנון קפיצים. זהו רכיב מיתוג פנימי במתח מדורג של 40.5KV, AC 50HZ.

Shaanxi West Power Tongzhong Electrical Co., Ltd.
איש קשר: גב' גרייס ליו (מנהלת מחלקת המכירות)

דוא"ל:xdtz04@westpowerelectric.com

נייד: +86 18091765882(וואטסאפ/פייסבוק)

אתר אינטרנט: https://www.xdtzelectrical.com

הוסף: Nanpo Village, Chencang Avenue Jintai District Baoji City, מחוז שאאנשי, סין