Overvoltage sa mga de-koryenteng network

Ang overvoltage ay isang boltahe na lumampas sa amplitude ng pinakamataas na operating boltahe (Unom) sa pagkakabukod ng mga elemento ng elektrikal na network. Depende sa lugar ng aplikasyon, ang phase, inter-phase, panloob na windings at inter-contact overvoltage ay nakikilala. Ang huli ay nangyayari kapag ang boltahe ay inilapat sa pagitan ng mga bukas na contact ng parehong mga phase ng switching device (switch, disconnectors).

Ang mga sumusunod na katangian ng overvoltage ay nakikilala:

• maximum na halaga Umax o multiplicity K = Umax / Unom;

• tagal ng pagkakalantad;

• hubog na hugis;

• ang lapad ng saklaw ng mga elemento ng network.

Ang mga katangiang ito ay napapailalim sa istatistikal na pagpapakalat dahil umaasa sila sa maraming salik.

Kapag pinag-aaralan ang pagiging posible ng mga hakbang sa proteksyon ng surge at ang pagpili ng pagkakabukod, kinakailangang isaalang-alang ang mga istatistikal na katangian ng pinsala (pang-matematika na pag-asa at paglihis) dahil sa downtime at emergency na pag-aayos ng mga kagamitan sa power system, pati na rin dahil sa pagkabigo ng kagamitan. , pagtanggi sa produkto at pagkagambala sa teknolohikal na proseso sa mga mamimili ng kuryente.

Ang mga pangunahing uri ng overvoltage sa mga network na may mataas na boltahe ay ipinapakita sa Figure 1.

kanin. 1. Ang mga pangunahing uri ng overvoltage sa mga network na may mataas na boltahe

Panloob na overvoltage na sanhi ng mga pagbabago sa electromagnetic energy na nakaimbak sa mga elemento ng electrical circuit o ibinibigay dito ng mga generator. Depende sa mga kondisyon ng paglitaw at ang posibleng tagal ng pagkakalantad sa pagkakabukod, ang mga nakatigil, quasi-stationary at switching overvoltages ay nakikilala.

Paglipat ng mga overvoltage — nagaganap sa mga biglaang pagbabago sa mga parameter ng circuit o network (nakaplano at emergency na paglipat ng mga linya, mga transformer, atbp.), pati na rin bilang resulta ng mga pagkakamali sa lupa at sa pagitan ng mga phase. Kapag ang mga elemento ng electrical network (line conductors o windings ng mga transformer at reactors) ay nakabukas o naka-off (interruption of the transmission of energy), nagaganap ang mga oscillatory transient, na maaaring humantong sa mga makabuluhang overvoltage. Kapag naganap ang corona, ang mga pagkalugi ay may epekto sa mga unang taluktok ng mga overvoltage na ito.

Ang pagkagambala ng mga capacitive current ng mga de-koryenteng circuit ay maaaring sinamahan ng paulit-ulit na arcing sa circuit breaker at paulit-ulit na transients at overvoltages at tripping ng maliliit na inductive currents sa idle speed ng mga transformer - sapilitang pagkagambala ng arc sa circuit breaker at oscillatory transition ng enerhiya ng magnetic transpormer field sa electric field na enerhiya ng mga parallel na kapangyarihan nito. Sa arcing earth faults sa isang network na may nakahiwalay na neutral maramihang arc strike at ang paglitaw ng kaukulang arc surge ay sinusunod din.

Ang pangunahing dahilan para sa paglitaw ng quasi-stationary overvoltages ay ang capacitive effect na dulot, halimbawa, ng isang solong-ended transmission line na pinapakain ng mga generator.

Ang mga asymmetric line mode na nagaganap, halimbawa, kapag ang isang phase ay na-short sa lupa, ang wire break, isa o dalawang phase ng circuit breaker, ay maaaring maging sanhi ng pangunahing frequency boltahe na tumaas pa o magdulot ng mga overvoltage sa ilang mas mataas na harmonics — maramihang ng frequency ng EMF … generator.

Anumang elemento ng system na may mga di-linear na katangian, halimbawa isang transpormer na may saturated magnetic core, ay maaari ding pagmulan ng mas mataas o mas mababang harmonics at kaukulang ferroresonant overvoltages. Kung mayroong isang mapagkukunan ng mekanikal na enerhiya na pana-panahong nagbabago sa parameter ng circuit (generator inductance) sa oras na may natural na dalas ng electrical circuit, maaaring mangyari ang parametric resonance.

Sa ilang mga kaso, kinakailangan ding isaalang-alang ang posibilidad ng mga panloob na overvoltage na nagaganap na may tumaas na multiplicity kapag ang ilang mga commutations o iba pang hindi kanais-nais na mga kadahilanan ay ipinataw.

Upang limitahan ang paglipat ng mga overvoltage sa mga network na 330-750 kV, kung saan ang halaga ng pagkakabukod ay lumalabas na partikular na makabuluhan, malakas. mga restrictor ng balbula o mga reaktor. Sa mga network na may mas mababang mga klase ng boltahe, ang mga arrester ay hindi ginagamit upang limitahan ang mga panloob na overvoltage, at ang mga katangian ng mga lightning arrester ay pinili upang hindi sila mahulog sa ilalim ng mga panloob na overvoltage.

Ang mga pag-alon ng kidlat ay tumutukoy sa mga panlabas na pag-alon at nangyayari kapag nalantad sa mga panlabas na emf. Ang pinakamalaking pag-alon ng kidlat ay nangyayari kapag may direktang pagtama ng kidlat sa linya at substation. Dahil sa electromagnetic induction, ang isang kalapit na strike ng kidlat ay lumilikha ng sapilitan na paggulong, na kadalasang nagreresulta sa karagdagang pagtaas sa insulation voltage. Pag-abot sa isang substation o de-koryenteng makina, kumakalat mula sa punto ng pagkatalo mga electromagnetic wave, ay maaaring magdulot ng mga mapanganib na overvoltage sa kanilang pagkakabukod.

Upang matiyak ang maaasahang operasyon ng network, kinakailangan na ipatupad ang epektibo at matipid na proteksyon sa kidlat. Ang proteksyon laban sa direktang pagtama ng kidlat ay isinasagawa sa tulong ng isang mataas na patayong pamalo ng kidlat at mga kable ng proteksyon ng kidlat sa itaas ng mga konduktor ng mga overhead na linya sa itaas ng 110 kV.

Ang proteksyon laban sa mga surge na nagmumula sa linya ay isinasagawa ng mga valve at pipe arrester ng mga substation na may pinahusay na proteksyon sa kidlat sa mga paglapit sa mga substation sa mga linya ng lahat ng klase ng boltahe.Ito ay kinakailangan upang magbigay ng partikular na maaasahang proteksyon ng kidlat ng mga umiikot na makina sa tulong ng mga espesyal na arresters, capacitor, reactors, cable insert at pinahusay na proteksyon ng kidlat para sa overhead line approach.

Ang paggamit ng earthing ng neutral na bahagi ng network sa pamamagitan ng isang arc suppression coil, awtomatikong reclosing at pagpapaikli ng mga linya, maingat na pag-iwas sa pagkakabukod, paghinto at earthing ay lubos na nagpapataas ng pagiging maaasahan ng mga linya.

Dapat tandaan na ang dielectric na lakas ng pagkakabukod ay bumababa sa pagtaas ng tagal ng pagkakalantad sa boltahe. Kaugnay nito, ang panloob at panlabas na mga overvoltage ng parehong amplitude ay nagpapakita ng ibang panganib sa pagkakabukod. Kaya, ang antas ng pagkakabukod ay hindi maaaring mailalarawan sa pamamagitan ng isang solong makatiis na halaga ng boltahe.

Pagpili ng kinakailangang antas ng pagkakabukod, i.e. ang pagpili ng mga boltahe ng pagsubok, ang tinatawag na koordinasyon ng pagkakabukod, ay imposible nang walang masusing pagsusuri ng mga overvoltage na nagaganap sa system.

Ang problema ng koordinasyon ng pagkakabukod ay isa sa mga pangunahing problema. Ang sitwasyong ito ay dahil sa ang katunayan na ang paggamit ng isa o isa pang nominal na boltahe ay sa huli ay tinutukoy ng ratio sa pagitan ng halaga ng pagkakabukod at ang halaga ng mga conductive na elemento sa system.

Kasama sa problema sa koordinasyon ng paghihiwalay bilang pangunahing gawain — pagtatakda ng mga antas ng paghihiwalay ng system... Ang koordinasyon ng paghihiwalay ay dapat na nakabatay sa mga tinukoy na amplitude at waveform ng mga inilapat na overvoltage.

Sa kasalukuyan, ang koordinasyon ng pagkakabukod sa system hanggang sa 220 kV ay ginagawa para sa mga overvoltage ng atmospera, at higit sa 220 kV na koordinasyon ay dapat gawin na isinasaalang-alang ang mga panloob na overvoltage.

Ang kakanyahan ng koordinasyon ng pagkakabukod sa mga surges sa atmospera ay ang koordinasyon (pagtutugma) ng mga katangian ng salpok ng pagkakabukod na may mga katangian ng mga balbula, bilang pangunahing aparato para sa paglilimita ng mga surges sa atmospera. Ayon sa pag-aaral, ang karaniwang alon ng boltahe ng pagsubok ay pinagtibay.

Kapag nag-coordinate ng mga panloob na overvoltage, dahil sa mas malawak na iba't ibang mga anyo ng pag-unlad ng mga panloob na overvoltage, imposibleng tumuon sa paggamit ng isang solong proteksiyon na aparato. Ang kinakailangang kaiklian ay dapat ibigay ng scheme ng network: mga shunt reactor, paggamit ng mga switch nang walang muling pag-aapoy, paggamit ng mga espesyal na spark gaps.

Para sa mga panloob na overvoltage, ang normalisasyon ng mga insulation test waveform ay hindi pa naisasagawa hanggang kamakailan. Maraming materyal na ang naipon at ang kaukulang normalisasyon ng mga pagsubok na alon ay malamang na isasagawa sa malapit na hinaharap.