Điện áp tăng đột biến là gì?

Điện áp tăng đột biến là gì?

Định nghĩa

Điện áp tăng đột biến được định nghĩa là sự tăng đột ngột và quá mức của điện áp có thể gây hư hại cho thiết bị điện trong hệ thống. Quá điện áp trên đường dây điện xảy ra do sự tăng điện áp giữa các pha hoặc giữa một pha và đất. Điện áp tăng đột biến chủ yếu được phân loại thành hai loại chính: nội bộ và ngoại vi.

Các loại Điện áp tăng đột biến

Quá điện áp tại trạm điện có thể được kích hoạt bởi các nhiễu loạn nội bộ hoặc hiện tượng khí quyển. Dựa trên nguồn gốc của các quá điện áp, điện áp tăng đột biến được phân loại thành hai danh mục chính:

• Quá điện áp Nội bộ

• Quá điện áp Ngoại vi

Quá điện áp Nội bộ

Khi điện áp trong hệ thống điện tăng vượt quá giá trị định mức tự nhiên, nó được gọi là quá điện áp nội bộ. Quá điện áp nội bộ có thể là tạm thời, động hoặc tĩnh. Nếu sóng quá điện áp là tạm thời, tần số của nó không liên quan đến tần số hệ thống bình thường và thường chỉ tồn tại trong vài chu kỳ.

Quá điện áp tạm thời có thể được tạo ra bởi việc vận hành cầu dao trong quá trình chuyển mạch tải cảm hoặc tải dung. Chúng cũng có thể được tạo ra khi ngắt dòng điện rất nhỏ hoặc khi một pha của hệ thống có trung tính cách điện bị nối đất đột ngột.

Quá điện áp động xảy ra ở tần số hệ thống bình thường và chỉ kéo dài vài giây. Chúng có thể được tạo ra khi máy phát điện bị ngắt kết nối hoặc khi một phần lớn tải bị cắt đột ngột.

Quá điện áp tĩnh xảy ra ở tần số hệ thống và có thể kéo dài trong thời gian dài, đôi khi lên đến một giờ. Các quá điện áp này được tạo ra khi một lỗi đất trên một đường dây kéo dài trong thời gian dài. Chúng cũng có thể được gây ra khi trung tính được nối đất thông qua cuộn dập hồ quang, dẫn đến quá điện áp trên các pha khỏe mạnh.

Các quá điện áp nội bộ có thể vượt quá ba đến năm lần điện áp đỉnh pha - trung tính bình thường của hệ thống. Tuy nhiên, đối với thiết bị có cách điện phù hợp, chúng tương đối ít gây hại hơn.

Quá điện áp nội bộ chủ yếu do các yếu tố sau gây ra:

• Hoạt động Chuyển mạch trên Đường dây Không tải: Trong quá trình chuyển mạch, khi một đường dây được kết nối với nguồn điện, các sóng truyền được khởi tạo. Những sóng này nhanh chóng sạc đường dây. Tại thời điểm ngắt kết nối, điện áp của các sóng này có thể đạt ngay lập tức một mức độ không vượt quá hai lần điện áp cung cấp.

• Mở Đột ngột Đường dây Có tải: Khi tải trên một đường dây bị loại bỏ đột ngột, một điện áp tạm thời có giá trị e = iz0 được tạo ra. Ở đây, i đại diện cho giá trị tức thời của dòng điện tại thời điểm mở đường dây, và (z0) là trở kháng tự nhiên hoặc trở kháng xung của đường dây. Điện áp tạm thời trên đường dây độc lập với điện áp đường dây. Do đó, hệ thống truyền tải điện áp thấp cũng có khả năng gặp phải quá điện áp cùng mức độ như hệ thống điện áp cao.

• Hư hỏng Cách điện: Sự cố cách điện giữa đường dây và đất là hiện tượng phổ biến. Khi cách điện bị hỏng, điện thế tại điểm lỗi đột ngột giảm từ giá trị tối đa xuống zero. Điều này dẫn đến sự tạo ra một sóng điện áp âm có mặt trước rất dốc, dưới dạng xung, lan truyền theo cả hai hướng.

Quá điện áp Ngoại vi

Quá điện áp do phóng điện khí quyển, chẳng hạn như phóng điện tĩnh hoặc sét đánh, được gọi là quá điện áp ngoại vi. Quá điện áp ngoại vi có thể gây áp lực đáng kể lên cách điện của thiết bị điện. Mức độ của các điện áp này thay đổi tùy thuộc vào bản chất của sự kiện sét đánh.

Mức độ của sét phụ thuộc vào cách mà đường dây điện bị đánh trực tiếp. Điều này có thể là trực tiếp bởi dòng phóng điện chính, trực tiếp bởi nhánh hoặc streamer, hoặc do cảm ứng từ tia chớp đi qua gần nhưng không chạm vào đường dây.

Các lắp đặt trong trạm điện có thể được phân loại chủ yếu thành hai loại. Một loại là lộ thiên về điện, nghĩa là thiết bị được trực tiếp chịu tác động của quá điện áp từ nguồn khí quyển. Loại còn lại là không lộ thiên về điện và do đó không bị ảnh hưởng bởi loại quá điện áp này.