Wie lassen sich die Auswirkungen sehr schneller Transienten (VFT) auf HV-Geräte abschwächen?

VFT-Überspannungen

Die von sehr schnellen Transienten (VFT) erzeugten Überspannungen stammen von Trennschalterumschaltung oder Leitungsfehler gegen Erde innerhalb einer gasisolierten Schaltanlage (GIS) befinden sich unterhalb des Basisisolationsniveaus (BIL) von Unterstation und externen Geräten.

Wie lassen sich die Auswirkungen sehr schneller Transienten (VFT) auf HV-Geräte abschwächen (auf dem Foto: 400 kV GIS Phase 7, Katar; Kredit: ABB)

Jedoch, Alterung der Isolierung von externen Geräten wegen häufiger VFT muss berücksichtigt werden.

Übergangsspannungen (TEV) ist ein Niedrigenergiephänomen und ist es nichtals gefährlich für den Menschen betrachtet; Die Hauptsorge besteht in der Gefahr des Überraschungsschockeffekts. Externe Transienten können die Steuerung, den Schutz und andere sekundäre Geräte der Station beeinträchtigen oder sogar beschädigen.

Die Haupteffekte, die durch VFT auf Ausrüstung verursacht werden, und die Techniken, die verwendet werden können um diese Effekte zu mildern sind unten zusammengefasst.

Abbildung 1 - Messung und Simulation von Überspannungen in einem 420-kV-GIS beim Schließen eines Schalters

SF6-Isolierung

Ein durch VFT-Überspannungen verursachter Ausfall ist in einem durchdachten GIS-Isoliersystem im Normalbetrieb unwahrscheinlich.

Die Ausfallwahrscheinlichkeit steigt mit der Frequenz der Schwingungen. Darüber hinaus können die Durchbruchswerte durch Isolationsunregelmäßigkeiten wie Kanten und Risse verringert werden.

Bei Ultrahochspannungssystemen von mehr als 1000 kV, bei denen das Verhältnis von BIL zur Systemspannung niedriger ist, wird jedoch wahrscheinlich ein Durchbruch verursacht. Bei diesen Pegeln können VFT-Überspannungen reduziert werden mit Widerstandstrennschaltern.

Transformer

Durch steile Wellenimpulse können direkt angeschlossene Transformatoren erfahren eine extrem nichtlineare Spannungsverteilung entlang der Hochspannungswicklung, verbunden mit den Öl-SF6-Durchführungen, und hohen Resonanzspannungen aufgrund von Übergangsschwingungen, die innerhalb des GIS erzeugt werden.

Transformatoren können diesen Belastungen im Allgemeinen standhalten. In kritischen Fällen kann dies jedoch erforderlich sein Varistoren zum Schutz von Stufenschaltern zu installieren.

Trennschalter und Unterbrecher

Das Isolationssystem von Schaltern und Schaltern ist nicht durch VFT-Überspannungen gefährdet in benachbarten GIS-Geräten erzeugt. Durch die VFT-Überspannungen hervorgerufene Erdfehler wurden bei Trenneroperationen beobachtet, da verbleibende Führungszweige durch einen erhöhten Feldgradienten zur Erde aktiviert werden können.

Diese Fehler können vermieden werden durch eine geeignete Trennerauslegung.

Gehege

Transient Enclosure Transient (TEV) können:

Funkenbildung über isolierten Flanschen und isolierten Stromschienen von Stromwandlern verursachen,
Kann eine Isolierung durchbohren, die die Ausbreitung von Umlaufströmen im Gehäuse begrenzen soll.

TEV kann minimiert werden mit einer geeigneten Konstruktion und Anordnung der StationsmastenHalten Sie den Boden so kurz und gerade wiemöglich, um die Induktivität zu minimieren, die Anzahl der Verbindungen mit Masse zu erhöhen, eine Abschirmung einzuführen, um zu verhindern, dass intern erzeugte VFT die Außenseite des Gehäuses erreicht, und den Einbau von Spannungsbegrenzungsvaristoren, bei denen Abstandhalter eingesetzt werden müssen.

Buchsen

Sehr wenige Probleme wurden mit gemeldet kapazitiv abgestufte Durchführungen. Hohe Impedanzen bei der Verbindung der letzten abgestuften Schicht mit dem Gehäuse sollten vermieden werden.

Sekundärausrüstung

TEV kann Sekundärgeräte stören oder empfindliche Stromkreise beschädigen durch Erhöhen des Gehäusepotentials, wenn sie direkt angeschlossen sindoder über Kabelschirme zum GIS-Gehäuse durch Abgabe von freier Strahlung, die in benachbarten Geräten Ströme und Spannungen induzieren kann.

Kabelverbindung korrigieren Verfahren können Störungen minimieren.

Die Einkopplung der abgestrahlten Energie kann dadurch reduziert werdenMontieren Sie die Steuerkabel eng an den Gehäuseträgern und anderen geerdeten Strukturen, erden Sie die Kabelschirme an beiden Enden durch möglichst kurze Leitungen oder verwenden Sie optische Kupplungen. Spannungsbegrenzungseinrichtungen Möglicherweise muss installiert werden.

Referenz: The Electric Power Engineering Handbook - Ed.L.L. Grigsby (Hardcopy von Amazon erhalten)