TRANSFORMADORES DE VOLTAJE CAPACITIVO

TRANSFORMADORES DE VOLTAJE CAPACITIVO:

PREOCUPACIONES DE EXCESO TRANSITORIO Y SOLUCIONES  PARA RELEVAR LA DISTANCIA

RESUMEN

Los transformadores de tensión capacitivos (CVT) son comunes en la línea de transmisión de alto voltaje aplicaciones. Estas mismas aplicaciones requieren una protección rápida pero segura. Sin embargo, como el requisito de relés de protección más rápidos crece, también lo hace la preocupación por los transitorios pobres respuesta de algunas CVT (Los transformadores de tensión capacitivos) para ciertas condiciones del sistema.

Los relés de estado sólido y de microprocesador pueden responder a un transitorio de CVT debido a su alto funcionamiento velocidad y sensibilidad. Este documento discute modelos CVT cuyo propósito es identificar qué componentes principales de CVT contribuyen al transitorio CVT. Algunas sorpresas incluyen una recomendación para la carga de CVT y el tipo de circuito de supresión de supresión de ruidos que da la menor CVT transitorio.

Este documento también revisa cómo la Relación de Impedancia del sistema (SIR) afecta el transitorio CVT respuesta. Cuanto más alto es el SIR, peor es el transitorio CVT para una CVT determinada.

Finalmente, este documento discute las mejoras en la lógica de retransmisión. El nuevo método de detección de CVT transitorios es más preciso que los métodos de detección pasados ​​y no penaliza la protección de distancia velocidad para fallas cercanas.

FERRORESONANCIA: La ferrorresonancia es un fenómeno de resonancia no lineal que puede afectar a las redes eléctricas.

INTRODUCCIÓN

La pobre respuesta transitoria CVT y la extralimitación de elementos de distancia que causa son una preocupación seria para la protección de línea de alta velocidad.

Para fallas que causan voltajes de fase muy deprimidos, el voltaje de salida CVT puede no acercarse siga su voltaje de entrada debido a los elementos internos de almacenamiento de energía CVT. Porque estos elementos Tómese el tiempo para cambiar su energía almacenada, introducen un transitorio a la salida de CVT después de una cambio de voltaje de entrada significativo. 

En este artículo, definimos la duración del transitorio CVT como ese período de tiempo durante el cual la tensión de salida CVT no coincide con la tensión de entrada de la relación.

Los transitorios CVT reducen el componente fundamental del voltaje de falla. Esta disminución en el  componente de voltaje fundamental produce una disminución en la impedancia calculada. 

Si la  reducción fundamental del voltaje es lo suficientemente grande, los elementos de distancia de la Zona 1 recogen indeseablemente para fallas fuera de sección.

Si hay un error dentro de esa parte de la línea protegida por un elemento de la Zona I, el cálculo de la distancia resultante la disminución de la carga debido a un transitorio CVT es tolerable; el relé de protección debería funcionar. Sin embargo,

si la falla se encuentra fuera de esa parte de la línea protegida por el elemento de la Zona 1 y la CVT transitorio hace que el elemento de la Zona 1 capte, entonces este transitorio CVT no es tolerable.

Una solución al problema de sobre alcance del elemento de distancia inducido por CVT -transitorio para fuera de sección las fallas han sido para reducir el alcance del elemento de la Zona 1. Sin embargo, la respuesta transitoria CVT para algunas aplicaciones requieren tal reducción del alcance del elemento de distancia de la Zona 1 que la Zona 1 elemento ya no es una protección efectiva. Otra solución es retrasar toda la distancia de la Zona 1 operaciones de elementos. Este retraso evita que el elemento de distancia produzca una salida de disparo durante

el transitorio CVT. La solución posterior es indeseable ya que los tiempos de eliminación de fallas cercanas son penalizado innecesariamente.

Este documento aborda las siguientes preguntas:

Qué es la estructura de una CVT, y cómo podemos determinar su respuesta transitoria?

La primera sección del documento describe los componentes que componen las CVT. Esta sección discute cómo algunos componentes clave de CVT, como condensadores de acoplamiento y ferroresonancia-circuitos de supresión, se relacionan con el rendimiento transitorio CVT.

.¿Cómo afectan los transitorios CVT y otros parámetros del sistema al rendimiento de la distancia retransmisión?

La segunda sección del documento analiza CVT y modelos de retransmisión. Usamos estos modelos para estudiar el rendimiento de los relés de distancia durante transitorios CVT, bajo diferentes SIR (Relación de impedancia del sistema), y para un variedad de condiciones de carga CVT.

¿Cuáles son las posibles soluciones al problema de sobrealcance del elemento de distancia?

La última sección compara diferentes técnicas para resolver el exceso de elementos de distancia problema debido a transitorios CVT y propone un nuevo método.

COMPONENTES DEL TRANSFORMADOR DE VOZ TÁCTIL CAPACITIVO

Una CVT (Figura I) consiste en lo siguientes componentes:

• Acoplamiento de condensadores (C1) y C2)

• Compensando el reactor (L)

• Reducir la transformación

• Circuito de supresión ferroresonancia

Cuando está equipado con un transportador de comunicación, el CVT tiene una bobina de drenaje adicional, bobina de choque, y conmutador de operador que no se muestran en la Figura I.

Los condensadores de acoplamiento de la CVT funcionan como un divisor de voltaje para bajar la tensión de línea a un voltaje de nivel intermedio, típicamente de 5 a 15 kV. El reactor de compensación cancela la acoplamiento de la reactancia del condensador a la frecuencia del sistema. Esta cancelación de reactancia evita cualquier desplazamiento de fase entre los voltajes primario y secundario a la frecuencia del sistema.  El transformador reduce aún más la tensión de nivel intermedio a la tensión de retransmisión nominal, típicamente [pic 1] voltios.

El reactor de compensación y el transformador reductor tienen núcleos de hierro. Además de presentar las pérdidas de cobre y núcleo, el reactor compensador y el transformador reductor también producen ferro resonancia debido a la no linealidad de los núcleos de hierro. Los fabricantes de CVT reconocen esto fenómeno de ferroresonancia e incluye un circuito de supresión de ferroresonancia. Este circuito es normalmente utilizado en el secundario del transformador reductor. Si bien este circuito es obligatorio para evitar sobretensiones peligrosas y destructivas causadas por la ferroresonancia, puede agravar la CVT transitorio. Si este circuito de supresión agrava o no el transitorio CVT depende del diseño de circuito de supresión. Discutimos los circuitos de supresión más adelante en el documento.

[pic 2]

Cuando una falla reduce repentinamente el voltaje de la línea, la salida secundaria CVT no representar instantáneamente el voltaje primario. Esto es porque los elementos de almacenamiento de energía, tales como condensadores de acoplamiento y el reactor de compensación, no pueden cambiar instantáneamente su carga o flujo Estos elementos de almacenamiento de energía causan la CVT transitoria.

Los transitorios CVT difieren según la iniciación de punto a punto de falla (POW). El CVT los transitorios de fallas que ocurren en picos de voltaje y ceros de voltaje son bastante distintivos y diferente. La Figura 2 y la Figura 3 muestran dos transitorios de CVT para el cruce de cero y el pico de falla de POW iniciaciones. A modo de comparación, la salida de voltaje CVT ideal (voltaje de relación) se muestra en cada figura. La figura 2 muestra un transitorio de CVT con un fallo que se produce en un voltaje cero. Además, observe que  La salida CVT no sigue la salida ideal hasta 1.75 ciclos después del inicio de la falla.

La figura 3 muestra la respuesta CVT a la misma falla que ocurre en un pico de voltaje. Nuevamente, la CVT la salida no sigue la salida ideal. El transitorio CVT para este caso dura aproximadamente 1,25 ciclos.

La respuesta transitoria CVT a una falla que ocurre en puntos que no sean un pico de voltaje o voltaje cero toma una forma de onda entre las que se muestran en la Figura 2 y la Figura 3.

Cada componente CVT contribuye a la respuesta transitoria CVT. Por ejemplo, la proporción de vueltas del transformador reductor determina qué tan bien una CVT aísla su carga de la capacidad de división tors(picos) C1 y C2 ° Cuanto mayor es la relación del transformador, menor es el efecto que la carga de CVT tiene sobre estos condensadores. La diferente carga en los condensadores de acoplamiento CVT debido a diferentes transformadores las relaciones cambian la forma y la duración de los transitorios CVT.

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