Што е изолација во соработка во електроприведен систем

Што е изолација во системот за енергија?

Дефиниција на изолација

Изолацијата е стратегиска аранжман на електричната изолација за минимизирање на повредите во системот и осигурување на лесна поправка во случај на нефункционирање.

Системски напони

Разбирањето на номиналните и максималните системски напони е од важност за дизајнирање на изолацијата на системот за енергија за справување со различни оперативни услови.

Номинален системски напон

Номиналниот системски напон е фазно-фазен напон на системот за кој системот обично е дизајниран. Такви се системите со 11 КВ, 33 КВ, 132 КВ, 220 КВ, 400 КВ.

Максимален системски напон

Максималниот системски напон е максималниот дозволен напон на моќноста кој може да се појави можеби за долг период време при празна или малата оптеречена состојба на системот за енергија. Исто така, тие се мери на фазно-фазен начин.

Листа на различни номинални системски напони и нивните одговарачки максимални системски напони е дадена подолу за референца,

NB – Од горната табела се забележува дека општо максималниот системски напон е 110 % од соодветниот номинален системски напон до напонска ниво на 220 КВ, а за 400 КВ и повисоко тоа е 105 %.

Фактор на земјан пристап

Овој е количникот на највисоката ефективна вредност (rms) на фазно-земјен напон на моќноста на здрава фаза во време на дефект на земја според ефективната вредност (rms) на фазно-фазен напон на моќноста кој би се добил на избраната локација без дефект.

Овој количник карактеризира, во општи термини, условите за земјан пристап на систем како што се гледа од избраната локација на дефект.

Ефективно земјан систем

Системот се нарекува ефективно земјан ако факторот на земјан пристап не надминува 80 %, а не-ефективно земјан ако го надминува.

Факторот на земјан пристап е 100 % за изолиран систем со нейтрал, додека тоа е 57.7 % (1/√3 = 0.577) за систем со тврдо земјан пристап.

Ниво на изолација

Секој електричен апарат треба да ја преодолее различните аномалии на преходните прекомерни напони во различни моменти во текот на неговиот целосен временски период на служба. Апаратот може да мора да издразне импулси од светкавици, импулси од преклопување и/или кратки продолжителни прекомерни напони на моќноста. Во зависност од максималното ниво на импулсните напони и кратките продолжителни прекомерни напони на моќноста што еден компонент на системот за енергија може да издразни, се одредува нивото на изолација на системот за висок напон.

При одредувањето на нивото на изолација на системот со напон помал од 300 КВ, се разгледуваат импулсните напони од светкавици и кратките продолжителни прекомерни напони на моќноста. За опрема со напон од 300 КВ или повисок, се разгледуваат импулсните напони од преклопување и кратките продолжителни прекомерни напони на моќноста.

Импулсни напони од светкавици

Прекинутостите во системот поради природни светкавици можат да се претстават со три различни основни форми на талас. Ако импулсниот напон од светкавица патува некоја растојание по линијата за пренос пред да стигне до изолатор, формата на таласот се приближува до цел талас, и овој талас се нарекува 1.2/50 талас. Ако во време на патување, таласот на прекин од светкавица причини скок преку изолатор, формата на таласот станува исечен талас. Ако светкавицата директно удари изолаторот, тогаш импулсниот напон од светкавица може да се зголеми стрмно додека не биде облекнат со скок, што причинува брз, многу стрмен пад на напонот. Овие три таласи се многу различни по продолжителност и форми.

Импулсни напони од преклопување

Во време на операции со преклопување, може да се појави униполарен напон во системот. Формата на таласот може да биде периодично демпирани или осцилирачки. Формата на таласот на импулсни напони од преклопување има стрмен фронт и долга демпирана осцилирачки опашка.

Кратки продолжителни прекомерни напони на моќноста

Кратки продолжителни прекомерни напони на моќноста е претписаната ефективна вредност (rms) на синусоидни напони на моќноста што електричната опрема треба да издразни за специфичен период на време, обично 60 секунди.

Защитни уреди

Уредите за заштита од прекомерни напони како што се заштитници од претрес или заштитници од светкавици се дизајнирани да издразнеат одредено ниво на преходни прекомерни напони, следе тоа уредите испразнуваат енергијата на претресот на земјата и затоа одржуваат нивото на преходните прекомерни напони до одредено ниво. Се следи, преходните прекомерни напони не можат да го надминат тоа ниво. Нивото на заштита на уредите за заштита од прекомерни напони е највисоката врвна вредност на напонот која не треба да се надмине на терминалите на уредите за заштита од прекомерни напони кога се применуваат импулсни напони од преклопување и светкавици.

Користење на жица за заштита или земјанска жица

Прекинутостите од светкавици во надворешни линии за пренос можат да произлезат од директни удари од светкавици. Инсталирање на жица за заштита или земјанска жица над најгорниот проводник на соодветна висина може да ги заштити овие линии. Ако оваа жица за заштита е правилно поврзана со кула за пренос и кулата е добро земјана, може да се спречат директни удари од светкавици на било кој проводник во заштитниот агол на земјанска жица. Жиците за заштита исто така заштитуваат електрични подстанции и нивната опрема од светкавици.

Традиционален метод на координација на изолација

Како што е објаснето, компонентите во електричниот систем за енергија можат да испишуваат различни нива на стрес од преходни напони, вклучувајќи ги импулсните напони од преклопување и светкавици. Користењето на защитни уреди како што се заштитници од светкавици може да ограничи максималната амплитуда на овие преходни прекомерни напони. Поддржувајќи го нивото на изолација над нивото на заштита на защитните уреди, се минимизира веројатноста за распад на изолацијата. Ова гарантира дека било кој преходен прекомерен напон што стигне до изолацијата е во рамките на сигурните граници зададени од нивото на заштита.

Обично, импулсното ниво на изолација се установува на 15 до 25 % над нивото на заштита на защитните уреди.

Статистички методи на координација на изолација

При повисоки напони за пренос, должината на низи на изолатори и клиренсот во воздухот не се зголемуваат линеарно со напонот, туку приближно до V1.6. Бројот на потребни диск-изолатори во низа на подвесување за различни прекомерни напони е прикажан подолу. Забележуваме дека зголемувањето на бројот на диск-изолатори е само слабо за системот со 220 КВ, со зголемување на факторот на прекомерен напон од 2 до 3.5, но дека има брзо зголемување во системот со 750 КВ. Така, додека можеби е економски извршлив да се заштитат линиите со помал напон до фактор на прекомерен напон од 3.5 (рецимо), определено не е економски извршливо да има фактор на прекомерен напон повеќе од околу 2 до 2.5 на линиите со повисок напон. Во системите со повисок напон, доминантни се прекомерните напони од преклопување. Меѓутоа, овие можат да се контролираат со правилно дизајнирање на уредите за преклопување.

Економска ефикасност

Координацијата на изолација мора да балансира техничките барања со економската извршливост, особено на повисоки напони.