Какви са общите типове и характеристики на пренапрежението в разпределителната мрежа

Разпределителните мрежи, характеризирани с широка разпространеност, голям брой装置似乎未能完全按照指示进行翻译。让我根据要求，以保加利亚语准确翻译提供的内容，同时严格保持原文的HTML标签和格式不变。

Разпределителните мрежи, характеризирани със своята широка разпространеност, голям брой устройства и ниско изолационно ниво, са склонни към аварии на изолацията, причинени от прекомерно напрежение. Това не само намалява стабилността на цялата разпределителна система и изолационните характеристики на линиите, но има и значително неблагоприятно въздействие върху безопасната експлоатация на електроенергийната мрежа и здравословния и устойчив развит на електроенергийната индустрия.

От гледна точка на електрическата верига, освен източника на ток, електроенергийната система може да бъде представена еквивалентно чрез различни комбинации от три типични компонента: съпротивление (R), индуктивност (L) и капацитет (C). От тях, индуктивността (L) и капацитетът (C) са елементи за съхраняване на енергия, които са основни условия за възникването на прекомерно напрежение; съпротивлението (R) е елемент, който изразходва енергия, и обикновено може да потисне развитие на прекомерно напрежение. Въпреки това, в отделни случаи, неправилно добавяне на съпротивление може също да доведе до появата на прекомерно напрежение.

Често срещани видове и характеристики на прекомерното напрежение в разпределителните мрежи

Често срещаните видове прекомерно напрежение в разпределителните мрежи включват преразменно дъгово заземяване, резонансно прекомерно напрежение и ферорезонансно прекомерно напрежение (включително прекъсване на резонанса и насыщаване на PT).

Преразменно дъгово заземяване

Преразменното дъгово заземяване е един вид преключващо прекомерно напрежение. Неговата амплитуда е свързана с фактори като характеристиките на електрическите устройства, структурата на системата, оперативните параметри, операции или форми на дефект, и има явна случайност. То е най-често срещано в електроенергийни мрежи, където нейтралната точка не е ефективно заземена.

Енергията на преключващото прекомерно напрежение идва от самата електроенергийна система, и неговата амплитуда е приблизително пропорционална на номиналното напрежение на системата. Обикновено то се изразява чрез кратно на максималната амплитуда на фазното напрежение при работа на системата. Когато операции или дефекти причинят промени в работното състояние на електроенергийната мрежа, магнитната енергия, съхранена в индуктивните елементи, ще се преобразува в електрическа енергия на капацитивните елементи в определен момент, водейки до колебащ процес, който поражда преходно прекомерно напрежение, няколко пъти по-високо от напрежението на източника, наречено преключващо прекомерно напрежение.

Преразменните дъги причиняват повторящи се промени в работното състояние на електроенергийната мрежа, водейки до електромагнитни колебания в индуктивните и капацитивните вериги, и след това преходни процеси се появяват в ненадлежещата фаза, дефектната фаза и нейтралната точка, причинявайки прекомерно напрежение. Това е преразменно дъгово заземяване (или известно още като дъгово заземяване). Неговата формираща механика е тясно свързана с изчезването и възстановяването на дъгата: всеки път, когато токът на дефекта естествено пресича нулата, дъгата ще има кратко време на изчезване; когато възстановяването на напрежението в канала на дъгата е по-голямо от неговата диелектрична възстановителна способност, дъгата ще възгори отново. По-конкретно:

• Когато токът на заземяване е голям, каналът на дъгата е силно йонизиран, и дъгата гори стабилно;

• Когато токът е малък, диелектричната способност на канала на дъгата се възстановява бързо, дъгата е трудно възгоряваща, и временното изчезване може да се превърне в постоянно изчезване;

• Когато токът е среден, се формира преразменно дъгово заземяване, което е включено и изключено.

Сериозното дъгово заземяване е причинено от непрекъснатото натрупване на енергия в електроенергийната мрежа. От гледна точка на ограничаването на прекомерното напрежение, ако излишната заряд, натрупана в електроенергийната мрежа по време на процеса на възгаряне и изчезване на дъгата, може да протече през съпротивление в рамките на половин периода на променливото напрежение след изчезването на дъгата, напрежението на нейтралната точка ще бъде почти нула, и не ще се причини прекомерно напрежение с висока амплитуда.

Линейно резонансно прекомерно напрежение

В електроенергийната мрежа, прекомерното напрежение, генерирано от сериен резонанс между индуктивни елементи без желязна ядро (като линейна индуктивност, трансформаторна утечка индуктивност, и т.н.) или индуктивни елементи с желязна ядро, чиито екситационни характеристики са близки до линейни (като аркуси за подаване, и т.н.) и капацитивни елементи в електроенергийната мрежа (като линейна емпирична емкост, и т.н.) под влияние на асиметрично напрежение, се нарича линейно резонансно прекомерно напрежение. Най-общата му форма е преместването на напрежението на нейтралната точка.

Според индустриалния стандарт DL/T620-1997 "Защита от прекомерно напрежение и координация на изолацията на устройствата за алтернативен ток", в системата, заземена чрез аркус за подаване, при нормални условия на работа, дългосрочното преместване на напрежението на нейтралната точка не трябва да надвишава 15% от номиналното фазно напрежение на системата.

Ферорезонансно прекомерно напрежение

В колебателната верига на електроенергийната система, постоянното прекомерно напрежение с висока амплитуда, възбудено от насыщаването на индуктивността с желязна ядро, се нарича ферорезонансно прекомерно напрежение. Има два типични вида ферорезонансни прекомерни напрежения в разпределителните мрежи под 35кВ, а именно прекомерно напрежение, причинено от прекъсване на резонанса, и прекомерно напрежение, причинено от насыщаването на PT, които общо се наричат нелинейни резонансни прекомерни напрежения. Те имат напълно различни характеристики и свойства от линейното резонансно прекомерно напрежение и преразменното дъгово заземяване. При различни комбинации от параметри, могат да се появят резонансни прекомерни напрежения с основна честота, частична честота и висока честота.

• Прекъснато резонансно прекомерно напрежение: Когато системата е в недостатъчно фазно състояние поради прекъсване на проводниците, недостатъчно фазно действие на прекъсвителите, сериозно асинхронно действие, разтопяване на високонапрегнати предпазни предохранители, и т.н., ферорезонансното прекомерно напрежение, генерирано, е прекъснато резонансно прекомерно напрежение. Когато се случи прекъсване, трите фазни симетрични потенциала обикновено доставят мощност на трифазни асиметрични потребители, и веригата е сложна и съдържа нелинейни елементи. Следователно, е необходимо да се използват теоремата на Thevenin и метода на симетрични компоненти, за да се преобразува тритефазната верига в еднофазна еквивалентна верига, да се класифицира в най-простата LC сериен верига, и след това да се анализират условията за резонанс и да се извърши изчисление и анализ. Има три вида дефекта на прекъсване на една фаза: прекъсване без заземяване, прекъсване с заземяване от страната на мощността, и прекъсване с заземяване от страната на потребителите.

• Прекомерно напрежение, причинено от насыщаването на PT: В системата, където нейтралната точка не е ефективно заземена, обикновено се инсталират Y0-свързани електромагнитни волтметри (PT) на шините на електроцентрали и подстанции, за да се мониторират изолационните условия. По време на нормална работа, екситационното съпротивление на електромагнитния волтметр е много високо, така че заземяващото съпротивление на мрежата е капацитивно, и трите фази са основно балансирани. Но след някои преключвания или изчезване на дефектите на заземяване, се формира специална тритефазна или еднофазна резонансна верига с проводниковата емкост или паразитната емкост на други устройства, и може да се възбуди ферорезонансно прекомерно напрежение с различни хармоники, което се нарича прекомерно напрежение, причинено от насыщаването на PT. Сред тях, частичната честота резонансна прекомерно напрежение е най-вредна. Тя ще причини значително увеличаване на екситационния ток за дълго време, изгаряне на предохранителя на трансформатора, дори и сериозно затопляне, изпускане на масло, или дори експлозия. Освен това, прекомерното напрежение, причинено от насыщаването на волтметъра, има явни нулеви последователности.

Мълниево прекомерно напрежение

Мълниевото разрядване е съществено неискрово разрядване в крайно неравномерно електрическо поле с ултра-дълга въздушна преграда. Неговият основен процес включва лидерско разрядване, основно разрядване и след-разрядване. Всяка мълниева тока, образувана от отрицателно полярна мълния, има униполярен импулсивен формат. Основните параметри, описващи импулсивния формат, са пики, фронтово време и полу-пики време.

Мълниевото прекомерно напрежение се дели на директно мълниево прекомерно напрежение и индуцирано мълниево прекомерно напрежение. Сред тях, индуцираното мълниево прекомерно напрежение включва електростатична индукция (основно) и електромагнитна индукционна компонента, със следните характеристики:

• Полярността е противоположна на тази на грозновидната облачна маса, т.е. противоположна на полярността на мълниевия ток;

• Тя се появява едновременно в трите фази с приблизително равни стойности, и няма фазно-фазно потенциално разлика и фазно-фазно пробиване;

• Ако амплитудата е голяма, тя може да причини пробиване до земята;

• Формата на вълната е по-плоска и по-дълга от тази на директното мълниево прекомерно напрежение;

• Ако има заземена мълниева защитна линия над проводника, индуцираното прекомерно напрежение в проводника ще бъде намалено поради електромагнитния екраниращ ефект. Колкото по-близо са линиите, толкова по-голям е коефициентът на съпазване, и по-ниско е индуцираното прекомерно напрежение в проводника.

Обикновено, мълниеви защитни линии не се изграждат по цялата линия за разпределителни мрежи под 35кВ, и само 1-2км мълниеви защитни линии се поставят на входа и изхода на подстанциите като секция за входяща линия.