Wat is Isolasiekoördinasie in 'n Kragstelsel?

Wat is Isoleringkoördinering in 'n Kragstelsel?

Isoleringkoördinering Gedefinieer

Isoleringkoördinering is die strategiese rangskikking van elektriese isolasie om stelselskade te minimeer en maklike herstel in geval van mislukking te verseker.

Stelselspanning

Die begrip van nominale en maksimum stelselspanning is krities vir die ontwerp van 'n kragstelsel se isolasie om verskillende operasionele toestande te hanteer.

Nominale Stelselspanning

Nominale Stelselspanning is die fase tot fase spanning van die stelsel waarvoor die stelsel normaal gesproke ontwerp is. Soos 11 KV, 33 KV, 132 KV, 220 KV, 400 KV stelsels.

Maksimum Stelselspanning

Maksimum Stelselspanning is die maksimum toelaatbare kragfrequentie-spanning wat gedurende 'n lang tyd kan voorkom tydens 'n onbelaaide of laag belaaide toestand van die kragstelsel. Dit word ook in fase tot fase manier gemeet.

'n Lys van verskillende nominale stelselspannings en hul ooreenkomstige maksimum stelselspannings word hieronder vir verwysing gegee,

NB – Dit word uit die bostaande tabel waargeneem dat die maksimum stelselspanning in die algemeen 110 % van die ooreenkomstige nominale stelselspanning is tot 'n spanningsvlak van 220 KV, en vir 400 KV en hoër is dit 105 %.

Aarding Faktor

Dit is die verhouding van die hoogste rms fase tot aarde kragfrequentie-spanning op 'n gesonde fase tydens 'n aardfout tot die rms fase tot fase kragfrequentie-spanning wat by die gekose plek sonder die fout verkry sou word.

Hierdie verhouding karakteriseer, in algemene terme, die aardingstoestande van 'n stelsel soos sien vanaf die gekose foutplek.

Effektief Geaarde Stelsel

'n Stelsel word effektief geaarde genoem as die faktor van aarding nie 80 % oorskry nie en nie-effektief geaarde as dit wel oorskry.

Die faktor van aarding is 100 % vir 'n geïsoleerde neutrale stelsel, terwyl dit 57.7 % (1/√3 = 0.577) is vir 'n vaste geaarde stelsel.

Isolasienivo

Elke elektriese toerusting moet verskillende abnormal transiente oorspanningsituasies in verskillende tye tydens sy totale diensleeftyd ondergaan. Die toerusting mag moet blikseminpulsusse, skakelingimpulsusse en/of kortduur kragfrequentie oorspanning verdra. Afhangend van die maksimum vlak van impulsusspannings en kortduur kragfrequentie oorspannings wat een kragstelselkomponent kan verdra, word die isolasienivo van hoëspanningskragstelsels bepaal.

Tydens die bepaling van die isolasienivo van die stelsel met 'n rating van minder as 300 KV, word die blikseminpulsus verdraingspanning en kortduur kragfrequentie verdraingspanning oorweeg. Vir toerusting met 'n rating van 300 KV of meer, word skakelingimpulsus verdraingspanning en kortduur kragfrequentie verdraingspanning oorweeg.

Blikseminpulsus Spanning

Die stelselverstoringe veroorsaak deur natuurlike bliksem, kan deur drie verskillende basiese golfvorms voorgestel word. As 'n blikseminpulsus spanning 'n afstand langs die oordraaglyn reis voordat dit by 'n isolator aankom, nader die golfvorm die volgolf, en hierdie golf word as 1.2/50-golf verwys. As tydens die reis die bliksemverstooringsgolf 'n flitsoorgang oor 'n isolator veroorsaak, verander die vorm van die golf na 'n afgesnyde golf. As 'n bliksemslag direk op die isolator val, kan die blikseminpulsus spanning steil styg totdat dit deur 'n flitsoorgang verlig word, wat 'n plotselinge, baie steile instorting in spanning veroorsaak. Hierdie drie golwe is heeltemal verskillend in duur en vorm.

Skakeling Impuls

Tydens skakeloperasies kan 'n unipolaire spanning in die stelsel voorkom. Die golfvorm daarvan kan periodiek gedemp of osilleer. Skakelingimpulsus golfvorm het 'n steile front en 'n lang gedempte osillerende staart.

Kortduur Kragfrequentie Verdraingspanning

Kortduur kragfrequentie verdraingspanning is die voorgeskryfde rms waarde van sinusoidale kragfrequentie spanning wat die elektriese toerusting vir 'n spesifieke tydperk, normaalweg 60 sekondes, moet verdra.

Beskermtoerusting

Overspanningsbeskermtoerusting soos stormarresters of bliksemarresters is ontwerp om 'n sekere vlak van transiente oorspanning te verdra, waarna die toerusting die stootenergie na die grond lei en dus die vlak van transiente oorspanning tot 'n spesifieke vlak handhaaf. Dus kan die transiente oorspanning nie daardie vlak oorskry nie. Die beskermvlak van oorspanningsbeskermtoerusting is die hoogste piekspanningswaarde wat by die terminale van die oorspanningsbeskermtoerusting nie oorskry moet word nie wanneer skakeling- en blikseminpulsusse toegepas word.

Gebruik van Schilddraad of Aarddraad

Bliksemsurges in oordraaglyne kan veroorsaak word deur direkte bliksemslae. Die installasie van 'n schilddraad of aarddraad bo die topgelei aan 'n geskikte hoogte kan hierdie lyne beskerm. As hierdie schilddraad behoorlik aan die oordraagtoring en die toring goed geaard is, kan dit direkte bliksemslae op enige geleiers binne die beskermhoek van die aarddraad voorkom. Schilddrade beskerm ook elektriese substasies en hul toerusting teen bliksem.

Konvensionele Metode van Isoleringkoördinering

Soos bespreek, komponente in 'n elektriese kragstelsel verskillende vlakke van transiente spanningstress tegemoet, insluitend skakeling- en blikseminpulsusse. Deur beskermtoerusting soos bliksemarresters te gebruik, kan die maksimum amplitude van hierdie transiente oorspannings beperk word. Deur die isolasieniveaus bo die beskermvlak van die beskermtoerusting te handhaaf, word die waarskynlikheid van isolasiebreuk geminimaliseer. Dit verseker dat enige transiente oorspanning wat die isolasie bereik, binne die veiligheidslimiete gestel deur die beskermvlak is.

In die algemeen word die impuls-isolasienivo op 15 tot 25 % bo die beskermvlakspanning van beskermtoerusting ingestel.

Statistiese Metodes van Isoleringkoördinering

By hoër oordraagspannings neem die lengte van die isolatorstrings en die klaring in lug nie lineêr met spannings toe nie, maar ongeveer V1.6. Die vereiste aantal isolatorplaatjies in 'n suspensiestring vir verskillende oorspannings word hieronder gewys. Dit word waargeneem dat die toename in die aantal plaatjies slegs lig is vir 'n 220 KV-stelsel, met 'n toename in die oorspanningsfaktor van 2 tot 3.5, maar dat daar 'n vinnige toename is in die 750 kV-stelsel. Dus, terwyl dit ekonomies moontlik kan wees om die lager spanningslyne tot 'n oorspanningsfaktor van 3.5 (byvoorbeeld) te beskerm, is dit definitief nie ekonomies moontlik om 'n oorspanningsfaktor van meer as ongeveer 2 tot 2.5 op die hoër spanningslyne te hê nie. In die hoër spanningsstelsels is dit die skakelingsoorspannings wat prominent is. Hierdie kan egter deur die regte ontwerp van skakeltoerusting beheer word.

Ekonomiese Effektiwiteit

Isoleringkoördinering moet tegniese vereistes met ekonomiese haalbaarheid in balans bring, veral by hoër spanningsvlakke.