การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของเครื่องใช้ไฟฟ้าแบบผสม SF6 และเบรกเกอร์วงจร

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของเครื่องใช้ไฟฟ้าแบบรวม SF6 และเบรกเกอร์วงจร

การทำลายประสิทธิภาพของหม้อแปลงขณะไม่มีโหลด

คุณสมบัติการรับโหลดส่วนใหญ่ของชุดจ่ายไฟแบบวงแหวนในระบบจำหน่ายไฟฟ้าคือการแยกและต่อหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจำหน่าย โดยทั่วไปมีกำลังรับไฟฟ้า 315-1250 kVA และกระแสไฟฟ้าขณะไม่มีโหลดของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจำหน่ายอยู่ที่ประมาณ 2% ของกระแสไฟฟ้าพิกัด เมื่อตัดกระแสไฟฟ้าขณะไม่มีโหลดของหม้อแปลง หากเบรกเกอร์มีประสิทธิภาพในการดับอาร์คสูง และวิธีการดับอาร์คเป็นแบบใช้พลังงานภายนอก ปรากฏการณ์การตัดกระแสไฟฟ้าแบบบังคับก่อนถึงศูนย์จะเกิดขึ้น ส่งผลให้เกิดแรงดันเกินขณะตัดวงจร หากใช้เบรกเกอร์ เนื่องจากประสิทธิภาพในการดับอาร์ค จึงออกแบบมาเพื่อตัดกระแสลัดวงจรขนาดใหญ่ เมื่อตัดกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กของหม้อแปลงขณะไม่มีโหลด อาจเกิดการดับอาร์คแบบบังคับได้ ส่งผลให้เกิดแรงดันเกินขณะตัดวงจร ดังนั้น การใช้เบรกเกอร์ที่มีประสิทธิภาพในการดับอาร์คสูงจึงไม่เหมาะสม และสำหรับสวิตช์โหลด SF6 นั้น เนื่องจากคุณสมบัติทางไฟฟ้าของก๊าซ SF6 เมื่ออาร์คเย็นตัวลงในก๊าซ SF6 มันยังคงนำไฟฟ้าได้จนกว่าอุณหภูมิจะต่ำมาก และกระแสตัดก่อนที่กระแสจะผ่านจุดศูนย์นั้นมีขนาดเล็ก จึงช่วยหลีกเลี่ยงแรงดันเกินสูงได้ ดังนั้น ประสิทธิภาพของการใช้สวิตช์โหลด SF6 ในการตัดหม้อแปลงที่ไม่มีโหลดจึงดีกว่าเบรกเกอร์วงจร SF6 และเบรกเกอร์วงจร SF6 ก็ดีกว่าเบรกเกอร์วงจรสุญญากาศ

ปกป้องประสิทธิภาพการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจ่ายกระแส

สำหรับการป้องกันหม้อแปลงไฟฟ้าแบบกระจายกำลัง การใช้สวิตช์โหลด SF6 ร่วมกับฟิวส์นั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าเบรกเกอร์วงจร และบางครั้งเบรกเกอร์วงจรเองก็อาจไม่สามารถป้องกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ การทดสอบการลัดวงจรพิสูจน์แล้วว่า เมื่อหม้อแปลงแบบแช่น้ำมันเกิดการลัดวงจร เพื่อป้องกันไม่ให้ถังน้ำมันระเบิด ต้องตัดวงจรภายใน 20 มิลลิวินาที การจำกัดค่ากระแสลัดวงจรสามารถป้องกันหม้อแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ เวลาตัดวงจรทั้งหมดของเบรกเกอร์วงจรประกอบด้วยสามส่วน คือ เวลาการทำงานของรีเลย์ป้องกัน + เวลาการทำงานโดยธรรมชาติของเบรกเกอร์วงจร + เวลาการเกิดประกายไฟ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วต้องใช้สามรอบ (60 มิลลิวินาที) ดังนั้นจึงไม่สามารถป้องกันหม้อแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้แต่หม้อแปลงแบบแห้งก็ยังดีกว่าการใช้เบรกเกอร์วงจรเนื่องจากการทำงานของฟิวส์ในการป้องกันที่รวดเร็ว

ประสิทธิภาพการประสานงานการป้องกันรีเลย์

โดยทั่วไปแล้ว การป้องกันของเบรกเกอร์วงจรที่ต้นทางของเครือข่ายจ่ายไฟแบบวงแหวน (เบรกเกอร์วงจรจ่ายไฟ 10kV ของสถานีไฟฟ้าย่อย) จะตั้งค่าไว้ที่ 0 วินาทีสำหรับการตัดวงจรอย่างรวดเร็ว 0.5 วินาทีสำหรับกระแสเกิน และ 0.5 วินาทีสำหรับลำดับศูนย์ หากใช้เบรกเกอร์วงจรในหน่วยเมนแบบวงแหวน แม้ว่าจะตั้งค่าไว้ที่ 0.5 วินาที ก็ยากที่จะรับประกันได้ว่าเบรกเกอร์วงจรต้นทางจะไม่ทำงานก่อน เนื่องจากเวลาการทำงานโดยธรรมชาติของเบรกเกอร์วงจรนั้นกระจายตัว ฟิวส์จำกัดกระแสจะไม่ได้รับผลกระทบจากแรงดันตกที่เกิดจากไฟฟ้าลัดวงจร และสามารถขจัดความผิดพลาดได้ในเวลาอันสั้นมากโดยไม่ทำให้เกิดการตัดวงจรแบบกระโดดข้าม