Mis on eralduskoordineerimine elektrivõrgus?

Mis on eralduse koordineerimine elektrivõrgus?

Eralduse koordineerimise määratlemine

Eralduse koordineerimine on elektrilise eralduse strateegiline paigutamine, et vähendada süsteemi kahjustusi ja tagada lihtne parandus juhul, kui esineb katkist.

Süsteemi pinged

Nominaalsete ja maksimaalsete süsteemipingete mõistmise on oluline elektrivõrgu eralduse disainimisel, et see saaks toime tulla erinevatesse töötingimustesse.

Nominaalne süsteemi pinge

Nominaalne süsteemi pinge on fasa-fasa pinge, mille jaoks süsteem on tavaliselt disainitud. Näiteks 11 kV, 33 kV, 132 kV, 220 kV, 400 kV süsteemid.

Maksimaalne süsteemi pinge

Maksimaalne süsteemi pinge on maksimaalne lubatav võimsuse sagedusega pinge, mis võib esineda pikema aja jooksul nööle või madala laadiga tingimustes. See mõõdetakse fasa-fasa viisil.

Allpool on toodud erinevate nominaalsete süsteemipingete ja nende vastavate maksimaalsete süsteemipingete loend viitetükkina,

NB – Ülaltoodud tabelist nähtub, et tavaliselt on maksimaalne süsteemi pinge 110 % vastavast nominäärsüsteemi pingingest kuni 220 kV tasemeni, ja 400 kV ja suuremates on see 105 %.

Maandamise tegur

See on suhe kõrgeima rms fasa-maa võimsuse sagedusega pingevõltsingu maavikutena toimiva fasa pingevõltsingu ja rms fasa-fasa võimsuse sagedusega pingevõltsingu vahel, mida saaks valitud asukohas ilma maavikuta.

See suhe iseloomustab üldiselt süsteemi maandamistingimusi, kuidas need näevad välja valitud maaviku asukohast.

Tõhusalt maadetud süsteem

Süsteem on tõhusalt maadetud, kui maandamiste tegur ei ületa 80 % ja mitte-tõhusalt maadetud, kui see ületab seda. Maandamiste tegur on 100 % eraldatud neutraalsüsteemis, samas kui see on 57,7 % (1/√3 = 0,577) solidaarselt maadetud süsteemis.

Eralduse taseme

Iga elektriline seade peab oma kogu kasutusaega jooksul kohanema erinevate ebakindla ajutise ülepingeolukordadega. Seadus võib peale enda kannatada salvestimpulsid, lülitiimpulsid ja/või lühiajalised võimsuse sagedusega ülepinged. Sõltuvalt maksimaalsest impulspiiride ja lühiajaliste võimsuse sagedusega ülepingedest, mida üks elektrivõrk komponent suudab kanda, määratakse kõrgete pingete elektrivõrgu eralduse tase.

Kui määratakse süsteemi eralduse taseme, mis on väiksem kui 300 kV, siis arvesse võtakse salvestimpulsiga kandevat ülepinge ja lühiajalisi võimsuse sagedusega ülepinged. Seadmetele, mis on hinnatud 300 kV või rohkem, arvesse võtakse lülitiimpulsiga kandevat ülepinge ja lühiajalisi võimsuse sagedusega ülepinged.

Salvestimpulsiline pinge

Süsteemi segadused, mis tekivad loodusliku salvesti tõttu, saavad esitada kolme erinevat põhiliiki. Kui salvestimpulsiline pinge reisib mingi matka transmiissioonijooni kaudu enne, kui see jõuab eraldajani, läheneb tema lainekuju täisleile, ja seda lainekujundit nimetatakse 1,2/50 laineks. Kui reisides salvesti segaduse lainevool tekitab eraldaja üle vaheldumise, muutub lainekuju lõigetud laineks. Kui salvesti löök tabab otse eraldaja, võib salvestimpulsiline pinge tõusta teravalt, kuni see lahendub vaheldumise kaudu, tekitades ootamatult, väga teravalt pinge languse. Need kolm lainekujundit on erinevad kestuses ja kuju poolest.

Lülitiimpuls

Lülitioperatsiooni käigus võib süsteemis ilmneda ünpolaarne pinge. Selle lainekuju võib olla perioodiliselt damped või oskilleeriv. Lülitiimpulsil on terav eesliige ja pikk damped oskilleeriv taan.

Lühiajaline võimsuse sagedusega kandev pinge

Lühiajaline võimsuse sagedusega kandev pinge on määratud sinusoidne võimsuse sagedusega pinge, mida elektriline seade peaks kandma kindla perioodi jooksul tavaliselt 60 sekundit.

Kaitseseadmed

Ülepinge kaitseseadmed, nagu hüppetekitsed või salvestitekitsed, on disainitud, et kanda teatavat taset ajutise ülepingedest, millest saab neid vedada surges energia maapinna, nii et ajutise ülepinge tase ei saaks ületada teatavat piiri. Seega ei saa ajutine ülepinge ületada seda tasemepiiri. Ülepinge kaitseseadme kaitsetase on kõrgeim tipppinge, mida ei tohi ületada ülepinge kaitseseadme terminaalidel, kui rakendatakse lülitiimpulse ja salvestiimpulse.

Kaitsekabeli või maakabeli kasutamine

Ülejäänud transmiissioonijoonte salvestiimpulsid võivad tingida otseste salvesti lööke. Kui installitakse kaitsekabel või maakabel ülemise joonejoone kohal sobivas kõrguses, saab need jooned kaitsta. Kui see kaitsekabel on õigesti ühendatud transmiissioonitorniga ja torm on hästi maadetud, saab see takistada otseste salvesti lööke igal joonel, mis on maakabeli kaitse nurgas. Kaitsekabeled kaitstavad ka elektrijaama ja nende seadmete salvesti eest.

Traditsiooniline meetod eralduse koordineerimiseks

Nagu mainitud, võivad elektrivõrgu komponendid kogeda erineva taseme ajutisi pingeseireid, sealhulgas lüliti- ja salvestiimpulse. Kaitseseadmete, nagu salvestitekitsede, kasutamine võib piirata nende ajutiste ülepingedega seotud maksimaalset amplituudi. Eralduse taseme säilitamisel kaitseseadmete kaitsetasemel kõrgemal vähendatakse eralduse katkemise tõenäosust. See tagab, et kõik ajutised ülepinged, mis jõuavad eralduseni, on kaitse tasemega määratud turvalistes piirides.

Tavaliselt on impulsieralduse tase seatud 15–25 % kõrgemaks kui kaitseseadmete kaitsetase.

Statistilised meetodid eralduse koordineerimiseks

Kõrgemates transmiissioonipingetes ei kasva eraldajaringe pikkus ja õhu vahetusega lineaarselt, vaid umbes V1,6. Erinevate ülepingedega suspensooringe jaoks vajalike eraldajakingide arv on allpool näidatud. Selgub, et 220 kV süsteemil on eraldajakingide arvu kasv ainult väike, kui ülepinge tegur kasvab 2-st 3,5-ni, kuid 750 kV süsteemil on kiire kasv. Seega, kui võib olla majanduslikult soodsaim kaitsta madalamate pingejoonte ülepinged kuni 3,5 teguri, siis ei ole kindlasti majanduslikult soodsaim kaitsta kõrgemate pingejoonte ülepinged üle 2–2,5 teguri. Kõrgemates pingejoontes on domineerivad lülitiülepinged. Siiski võivad need kontrollida lülitiarenduste õiglasel disainiga.

Majanduslik tõhusus

Eralduse koordineerimine peab tasakaalustama tehnilisi nõudeid majandusliku soodsaolu, eriti kõrgemates pingejoontes.