Voltan lampau dalam rangkaian elektrik

Voltan lampau ialah voltan yang melebihi amplitud voltan operasi tertinggi (Unom) pada penebat elemen rangkaian elektrik. Bergantung pada tempat aplikasi, fasa, antara fasa, belitan dalaman dan voltan lampau antara kenalan dibezakan. Yang terakhir berlaku apabila voltan digunakan antara kenalan terbuka fasa peranti pensuisan yang sama (suis, pemutus).

Ciri-ciri voltan lampau berikut dibezakan:

• nilai maksimum Umax atau multiplicity K = Umax / Unom;

• tempoh pendedahan;

• bentuk melengkung;

• lebar skop elemen rangkaian.

Ciri-ciri ini tertakluk kepada penyebaran statistik kerana ia bergantung kepada banyak faktor.

Apabila mengkaji kemungkinan langkah perlindungan lonjakan dan pilihan penebat, adalah perlu untuk mengambil kira ciri statistik kerosakan (jangkaan matematik dan sisihan) akibat masa henti dan pembaikan kecemasan peralatan sistem kuasa, serta disebabkan oleh kegagalan peralatan , penolakan produk dan gangguan proses teknologi dalam kalangan pengguna elektrik.

Jenis-jenis utama lebihan voltan dalam rangkaian voltan tinggi ditunjukkan dalam Rajah 1.

nasi. 1. Jenis utama voltan lampau dalam rangkaian voltan tinggi

Voltan lampau dalaman yang disebabkan oleh turun naik tenaga elektromagnet yang disimpan dalam unsur-unsur litar elektrik atau dibekalkan kepadanya oleh penjana. Bergantung pada keadaan kejadian dan kemungkinan tempoh pendedahan kepada penebat, pegun, separa pegun dan lebihan voltan pensuisan dibezakan.

Pensuisan lebihan voltan — berlaku semasa perubahan mendadak dalam litar atau parameter rangkaian (pensuisan terancang dan kecemasan bagi talian, transformer, dll.), serta akibat kerosakan bumi dan antara fasa. Apabila elemen rangkaian elektrik (konduktor talian atau belitan transformer dan reaktor) dihidupkan atau dimatikan (gangguan penghantaran tenaga), transien berayun berlaku, yang boleh membawa kepada voltan lampau yang ketara. Apabila korona berlaku, kerugian mempunyai kesan pelembab pada puncak pertama voltan lampau ini.

Gangguan arus kapasitif litar elektrik boleh disertai dengan arka berulang dalam pemutus litar dan transien berulang dan voltan lampau dan tersandung arus aruhan kecil pada kelajuan terbiar transformer - gangguan paksa arka dalam pemutus litar dan peralihan berayun tenaga medan pengubah magnet dalam tenaga medan elektrik kuasa selarinya. Dengan kerosakan bumi arcing dalam rangkaian dengan neutral terpencil serangan arka berbilang dan kejadian lonjakan arka yang sepadan juga diperhatikan.

Sebab utama berlakunya overvoltage separa pegun adalah kesan kapasitif yang disebabkan, sebagai contoh, oleh talian penghantaran satu hujung yang disuap oleh penjana.

Mod talian tidak simetri yang berlaku, contohnya, apabila satu fasa dipintas ke tanah, putus wayar, satu atau dua fasa pemutus litar, boleh menyebabkan voltan frekuensi asas meningkat lagi atau menyebabkan voltan lampau pada beberapa harmonik yang lebih tinggi — berbilang frekuensi daripada EMF … penjana.

Mana-mana elemen sistem dengan ciri bukan linear, contohnya pengubah dengan teras magnet tepu, juga boleh menjadi sumber harmonik yang lebih tinggi atau lebih rendah dan voltan lampau feroresonan yang sepadan. Sekiranya terdapat sumber tenaga mekanikal yang secara berkala mengubah parameter litar (kearuhan penjana) dalam masa dengan frekuensi semula jadi litar elektrik, resonans parametrik boleh berlaku.

Dalam sesetengah kes, ia juga perlu mengambil kira kemungkinan lebihan voltan dalaman berlaku dengan peningkatan kepelbagaian apabila beberapa penukaran atau faktor lain yang tidak menguntungkan dikenakan.

Untuk mengehadkan pensuisan lebihan voltan dalam rangkaian 330-750 kV, di mana kos penebat ternyata sangat ketara, berkuasa penyekat injap atau reaktor. Dalam rangkaian dengan kelas voltan rendah, penangkap tidak digunakan untuk mengehadkan lebihan voltan dalaman, dan ciri-ciri penangkap kilat dipilih supaya ia tidak tersandung di bawah voltan lampau dalaman.

Lonjakan kilat merujuk kepada lonjakan luar dan berlaku apabila terdedah kepada emf luar. Lonjakan kilat terbesar berlaku apabila sambaran petir terus berlaku pada talian dan pencawang. Disebabkan oleh aruhan elektromagnet, sambaran petir berdekatan menghasilkan lonjakan teraruh, yang biasanya mengakibatkan peningkatan lagi dalam voltan penebat. Mencapai pencawang atau mesin elektrik, merebak dari titik kekalahan gelombang elektromagnet, boleh menyebabkan lebihan voltan berbahaya pada penebatnya.

Untuk memastikan operasi rangkaian yang boleh dipercayai, adalah perlu untuk melaksanakan perlindungan kilat yang berkesan dan menjimatkan. Perlindungan terhadap serangan kilat langsung dilakukan dengan bantuan joran kilat menegak tinggi dan kabel perlindungan kilat di atas konduktor talian atas 110 kV.

Perlindungan terhadap lonjakan yang datang dari talian dijalankan oleh injap dan penangkap paip pencawang dengan perlindungan kilat yang lebih baik pada pendekatan ke pencawang pada talian semua kelas voltan.Ia adalah perlu untuk menyediakan perlindungan kilat yang boleh dipercayai terutamanya bagi mesin berputar dengan bantuan penangkap khas, kapasitor, reaktor, sisipan kabel dan perlindungan kilat yang lebih baik untuk pendekatan talian atas.

Penggunaan pembumian bahagian neutral rangkaian melalui gegelung penindasan arka, penutupan semula automatik dan pemendekan talian, pencegahan penebat yang teliti, hentian dan pembumian sangat meningkatkan kebolehpercayaan talian.

Perlu diingatkan bahawa kekuatan dielektrik penebat berkurangan dengan peningkatan tempoh pendedahan kepada voltan. Dalam hal ini, voltan lampau dalaman dan luaran dengan amplitud yang sama memberikan bahaya yang berbeza kepada penebat. Oleh itu, tahap penebat tidak boleh dicirikan oleh nilai voltan tahan tunggal.

Pemilihan tahap penebat yang diperlukan, i.e. pemilihan voltan ujian, yang dipanggil penyelarasan penebat, adalah mustahil tanpa analisis menyeluruh terhadap voltan lampau yang berlaku dalam sistem.

Masalah penyelarasan penebat adalah salah satu masalah utama. Keadaan ini disebabkan oleh fakta bahawa penggunaan satu atau satu lagi voltan nominal akhirnya ditentukan oleh nisbah antara kos penebat dan kos elemen konduktif dalam sistem.

Masalah penyelarasan pengasingan termasuk sebagai tugas asas — menetapkan tahap pengasingan sistem... Penyelarasan pengasingan mesti berdasarkan amplitud dan bentuk gelombang yang ditentukan bagi voltan lampau yang digunakan.

Pada masa ini, penyelarasan penebat dalam sistem sehingga 220 kV dilakukan untuk overvoltage atmosfera, dan koordinasi melebihi 220 kV mesti dilakukan dengan mengambil kira overvoltages dalaman.

Intipati penyelarasan penebat dalam lonjakan atmosfera adalah penyelarasan (padanan) ciri-ciri impuls penebat dengan ciri-ciri injap, sebagai peranti utama untuk mengehadkan lonjakan atmosfera. Menurut kajian itu, gelombang standard voltan ujian diterima pakai.

Apabila menyelaraskan lebihan voltan dalaman, disebabkan oleh pelbagai bentuk pembangunan lebihan voltan dalaman, adalah mustahil untuk memberi tumpuan kepada penggunaan peranti pelindung tunggal. Keringkasan yang diperlukan mesti disediakan oleh skema rangkaian: reaktor shunt, penggunaan suis tanpa penyalaan semula, penggunaan celah percikan khas.

Untuk voltan lampau dalaman, normalisasi bentuk gelombang ujian penebat masih belum dijalankan sehingga baru-baru ini. Banyak bahan telah terkumpul dan normalisasi gelombang ujian yang sepadan mungkin akan dijalankan dalam masa terdekat.