Що таке координація ізоляції

Визначення: Координація ізоляції — це процес визначення рівнів ізоляції компонентів електроенергетичної системи. В суті, це стосується встановлення міцності ізоляції обладнання. Внутрішня та зовнішня ізоляція електричного обладнання піддається як постійному нормальному напругу, так і тимчасовим аномальним напругам.

Ізоляція обладнання спроектована для витримування найвищої промислової частоти системної напруги, рідковживаних тимчасових перехідних напруг промислової частоти та рідковживаних грозових випадків. Обладнанню електроенергетичної системи призначається номінальний рівень ізоляції, а його робота може бути перевірена за допомогою різних видів тестів. Вимоги до ізоляції визначаються з урахуванням наступних факторів:

Найвища Промислова Частота Системної Напруги

AC-мережі мають різні номінальні рівні промислової частоти напруги, такі як 400В, 3.3 кВ, 6.6 кВ тощо. Коли система є слабко завантаженою, промислова частота напруги на приймальному кінці лінії збільшується. Обладнання електроенергетичної системи проектується та тестується для витримування найвищої промислової частоти системної напруги (440В, 3.6 кВ, 7.2 кВ тощо) без внутрішнього або зовнішнього пробою ізоляції.

Тимчасові Перехідні Напруги Промислової Частоти

Тимчасові перехідні напруги в електроенергетичній системі можуть бути викликані відкиданням навантаження, аваріями, резонансом тощо. Ці перехідні напруги, як правило, мають частоту близьку до 50 Гц, з відносно нижчими піками, повільним темпом зростання та довгим тривалістю (від кількох секунд до навіть хвилин). Захист від тимчасових перехідних напруг промислової частоти забезпечується за допомогою реле з оберненим визначеним мінімальним часом (IDMT).

Реле IDMT під'єднується до вторинної сторони потенціального трансформатора шини та вимикачів. Реле та вимикач реагують за мілісекунди, забезпечуючи захист системи від тимчасових перехідних напруг.

Перехідні Напругові Суці

Перехідні напругові суці в електроенергетичній системі можуть бути викликані явищами, такими як грози, комутація, повторні замикання та хвильові процеси. Ці суці в електроенергетичній системі характеризуються високими піками, швидким темпом зростання та тривалістю, яка складає десятки до сотень мікросекунд, тому вони називаються переходними.

Ці суці можуть викликати пробої напруги та світання на гострих кутах, між фазами та землею, або в найслабших точках системи. Вони також можуть призвести до розрушення газової, рідкої або твердої ізоляції, а також до виходу з ладу трансформаторів та обертальних електричних машин.

Благодія правильній координації ізоляції та використанню загасників перехідних напруг, частота виходу з ладу через грози та комутацію значно знизилася. На мережі електроенергетичної системи встановлюються різні захисні пристрої. Ці пристрої спроектовані для перехоплення ударів грози та зменшення пікового темпу зростання суців, які досягають обладнання, таким чином захищаючи його від можливих пошкоджень.

Рівні Витримуваності Обладнання

Основний рівень ізоляції (BIL) — це референтний рівень, представлений імпульсною вершиною напруги стандартної хвилі, яка не перевищує 1.2/50 мкс. Апарати та обладнання повинні витримувати тестові хвилі з амплітудою, більшою за BIL.

Координація ізоляції включає вибір відповідної ізоляції для обладнання з урахуванням його призначення. Це робиться для мінімізації небажаних подій в системі, що виникають через напруженні (спричинені перехідними напругами системи). Пробій ізоляції стосується зв'язку між пробоєм ізоляції різних компонентів електроенергетичної системи та ізоляцією захисних пристроїв, використовуваних для захисту цього обладнання від перехідних напруг.

Для безпечного функціонування обладнання, його міцність ізоляції повинна дорівнювати або перевищувати основний стандартний рівень ізоляції. Захисне обладнання для станційних підстанцій повинно бути вибрано так, щоб забезпечити ефективний захист ізоляції, відповідний цим рівням, бути якомога економічним.