Какво е координация на изолацията

Определение: Координация изолацията се отнася до процеса на определяне нивата на изолацията на компонентите на електроенергийната система. По същество това е установяване на изоляционната устойчивост на оборудването. Вътрешната и външната изолация на електрическото оборудване е изложена както на постоянно нормално напрежение, така и на временни аномални напрежения.

Изоляцията на оборудването е проектирана да издържа най-високото системно честотно напрежение, случайни временни честотни наднапрежения и случайни удари от мълния. Електроенергийното оборудване има зададено ниво на изолация, което може да бъде проверено чрез различни видове тестове. Изискванията за изолация се определят, като се вземат предвид следните фактори:

Най-високо системно честотно напрежение

Алтернативните електроенергийни мрежи разполагат с различни номинални честотни напрежения, като 400В, 3.3КВ, 6.6кВ и т.н. Когато системата е леко заредена, честотното напрежение на приемача на линията се увеличава. Електроенергийното оборудване е проектирано и тествано да издържа най-високото системно честотно напрежение (440В, 3.6КВ, 7.2КВ и т.н.) без да се появи вътрешен или външен изолационен пробив.

Временни честотни наднапрежения

Временните наднапрежения в электроенергийната система могат да бъдат причинени от отхвърляне на натоварване, дефекти, резонанс и т.н. Тези наднапрежения обикновено имат честота около 50 Хц, с относително по-ниски върхове, по-бавна скорост на нарастване и по-дълга продължителност (от секунди до дори минути). Защитата срещу временни честотни наднапрежения се осигурява чрез релé с обратна определена минимална времева характеристика (IDMT).

Релéто IDMT е свързано с вторичната обмотка на потенциалния трансформатор на шината и контакторите. Релéто и контакторите реагират в милисекунди, защитавайки системата от временни наднапрежения.

Преходни наднапрежения

Преходните наднапрежения в электроенергийната система могат да бъдат индуцирани от явления като мълнии, комутации, повторни пробиви и преносими вълни. Тези наднапрежения в системата се характеризират с високи върхови стойности, бърза скорост на нарастване и продължителност от няколко десетки до стотици микросекунди, затова се наричат преходни.

Такива наднапрежения могат да причинят пробиви на напрежението и изблескувания в остри ъгли, между фази и земята, или в най-слабите точки на системата. Те могат също да доведат до пробив на газова, течна или твърда изолация, както и до отказ на трансформатори и въртящи се електрически машини.

Чрез правилна координация на изолацията и използване на ограничители на наднапрежението, процентът на откази, причинени от мълнии и комутации, е значително намален. В различни части на електроенергийната мрежа са инсталирани различни защитни устройства. Тези устройства са проектирани да перехващат удари от мълнии и да намалят пиковата скорост на нарастване на наднапреженията, достигащи до оборудването, като по този начин го защитават от потенциални повреди.

Ниво на устойчивост на оборудването

Основното ниво на изолация (BIL) е референтно ниво, представено от върха на импулса на стандартна вълна, която не надвишава 1.2/50 μс. Апаратите и оборудването трябва да издържат тестови вълни с амплитуди, по-големи от BIL.

Координацията на изолацията включва избор на подходяща изолация за оборудването в зависимост от предназначението му. Това се прави, за да се минимизират нежеланите събития в системата, причинени от напрежения (причинени от системни наднапрежения). Пробив на изолацията се отнася до връзката между пробив на изолацията на различни компоненти на електроенергийната система и изолацията на защитните устройства, използвани за защита на това оборудване срещу наднапрежения.

За безопасна работа на оборудването, неговата изолационна устойчивост трябва да е равна или по-висока от основното стандартно ниво на изолация. Защитното оборудване за подстанции трябва да бъде избрано, за да предостави ефективна изолационна защита, съответстваща на тези нива, докато е възможно най-икономично.