Unsa ang mga Karanihang Uri ug Katangian sa Overvoltage sa Distribution Network

Ang mga network sa distribusyon, na gihulagway pinaagi sa ilang malayog nga pagdistribusyon, daghang equipment, ug lawas nga insulasyon, mao ang mahimong magresulta sa mga insidente sa insulasyon gikan sa overvoltage. Kini wala lamang molambo sa estabilidad sa tanang sistema sa distribusyon ug ang kapanguhaan sa insulasyon sa mga linya apan usab naghatag og dako nga negatibong epekto sa safe operation sa grid sa kuryente ug sa maayo ug sustainable nga pagpuyo sa industriya sa kuryente.

Gikan sa perspektibo sa circuit, labi na ang power source, ang power system mahimo mogrepresentar pinaagi sa iba't ibang kombinasyon sa tulo ka tipikal nga komponente: resistance (R), inductance (L), ug capacitance (C). Sa dihang sila, ang inductance (L) ug capacitance (C) mao ang mga komponente sa storage sa energy, nga mao ang basic nga kondisyon sa pagbuo sa overvoltage; ang resistance (R) mao ang komponente sa pagkonsumo sa energy, nga kasagaran makapadala sa paglambo sa overvoltage. Apan, sa pipila ka mga kaso, ang dili angay nga pagdagdag sa resistance mahimo usab mobuo og overvoltage.

Common Types and Characteristics of Overvoltage in Distribution Networks

Ang mga karaniwang tipo sa overvoltage sa mga network sa distribusyon naglakip sa intermittent arc grounding overvoltage, linear resonance overvoltage, ug ferroresonance overvoltage (kasama ang disconnection resonance overvoltage ug PT saturation overvoltage).

Intermittent Arc Grounding Overvoltage

Ang intermittent arc grounding overvoltage mao ang usa ka tipo sa switching overvoltage. Ang kadak-an nian gikinahanglan sa mga factor sama sa katangian sa electrical equipment, struktura sa sistema, operating parameters, operasyon o form sa suliran, ug adunay obvious nga randomness. Kini labi na common sa mga neutral point non-effectively grounded power grids.

Ang energy sa switching overvoltage gikan sa power system mismo, ug ang kadak-an nian mas o menos proportional sa rated voltage sa sistema. Kasagaran gitumong pinaagi sa multiple sa maximum operating phase voltage amplitude sa sistema. Kon ang mga operasyon o suliran mohatag og mga pagbag-o sa working state sa power grid, ang magnetic field energy nga anaa sa mga inductive components mogtransformar ngadto sa electric field energy sa mga capacitive components sa usa ka moment, resultando sa usa ka oscillating transient process, bisan pa mobuo og transient overvoltage daghan ka beses mas taas sa supply voltage, nga gitawag og switching overvoltage.

Ang mga intermittent arcs mohatag og repeated changes sa working status sa power grid, nag-lead sa electromagnetic oscillations sa inductance ug capacitance circuits, ug makaresulta sa transient processes sa non-fault phase, fault phase, ug neutral point, resultando sa overvoltage. Kini ang intermittent arc grounding overvoltage (gitawag usab og arc grounding overvoltage). Ang mechanism sa pagbuo nian close related sa extinction ug reignition sa arc: every time ang grounding fault current natural crosses zero, ang grounding arc maghatag og short extinction time; kon ang recovery voltage sa arc channel mas taas kay sa iyang dielectric recovery strength, ang arc moburn again. Specifically:

• Kon ang grounding current dako, ang arc channel strongly ionized, ug ang arc burns stable;

• Kon ang current gamay, ang insulation strength sa arc channel mabag-o gyud, ang arc dili easy moburn again, ug ang temporary extinction mahimo mopuli;

• Kon ang current moderate, ang intermittent arc grounding phenomenon nga on ug off mahimo mobuo.

Ang severe arc grounding overvoltage gikan sa continuous accumulation sa energy sa power grid. Gikan sa perspective sa pag-limit sa overvoltage, kon ang excess charge nga anaa sa power grid during sa arc ignition to extinction process makaleak pinaagi sa resistance within half a power frequency cycle after the arc is extinguished, ang neutral point displacement voltage almost zero, ug high-amplitude overvoltage dili mobuo.

Linear Resonance Overvoltage

Sa power grid, ang overvoltage gikan sa series resonance sa pagitan sa mga inductive components without an iron core (sama sa line inductance, transformer leakage inductance, etc.) o inductive components with an iron core nga excitation characteristics close to linear (sama sa arc suppression coils, etc.) ug capacitive components sa power grid (sama sa line-to-ground capacitance, etc.) under the action of asymmetric voltage gitawag og linear resonance overvoltage. Ang pinaka common nga form nian mao ang displacement sa neutral point voltage.

Sumala sa DL/T620-1997 "Overvoltage Protection and Insulation Coordination of AC Electrical Devices" industry standard, sa arc suppression coil grounded system, sa normal operating conditions, ang long-term voltage displacement sa neutral point dili dapat mas taas sa 15% sa nominal phase voltage sa sistema.

Ferroresonance Overvoltage

Sa oscillation circuit sa power system, ang persistent high-amplitude overvoltage excited sa saturation sa iron core inductance gitawag og ferroresonance overvoltage. Adunay duha ka typical ferroresonance overvoltage sa distribution networks below 35kV, mao ang overvoltage caused by disconnection resonance ug overvoltage caused by PT saturation, collectively referred to as nonlinear resonance overvoltage. Kini adunay totally different characteristics ug properties sa linear resonance overvoltage ug intermittent arc grounding overvoltage. Sa different parameter combinations, fundamental frequency, fractional frequency, ug high-frequency resonance overvoltage mahimo mobuo.

• Disconnection Resonance Overvoltage: Kon ang sistema sa non-full-phase operation tungod sa wire breakage, non-full-phase action sa circuit breakers, severe asynchronous operation, fusing sa one or two phases sa high-voltage fuses, etc., ang ferroresonance overvoltage generated mao ang disconnection resonance overvoltage. Kon ang disconnection mobuo, ang three-phase symmetric potential usually supplies power sa three-phase asymmetric loads, ug ang circuit complex ug adunay nonlinear components. Dili bayad nga imong gamiton ang Thevenin's theorem ug symmetric component method aron mobago ang three-phase circuit ngadto sa single-phase equivalent circuit, sort it into the simplest LC series circuit, ug then analyze the resonance conditions ug perform calculation and analysis. Adunay tulo ka form sa one-phase wire disconnection faults: disconnection without grounding, disconnection with power side grounding, ug disconnection with load side grounding.

• PT Saturation Overvoltage: Sa neutral point non-effectively grounded system, Y0-connected electromagnetic voltage transformers (PT) kasagaran gi-install sa buses sa power plants ug substations aron mapantayan ang insulation conditions. Sa normal operation, ang excitation impedance sa electromagnetic voltage transformer dako kaayo, samtang ang ground impedance sa network capacitive, ug ang tulo ka phase basically balanced. Apan, human sa pipila ka switching operations o disappearance sa ground faults, mahimo mobuo ang special three-phase or single-phase resonance circuit sa wire capacitance o stray capacitance sa uban pang equipment, ug can excite ferroresonance overvoltages sa various harmonics, nga gitawag og PT saturation overvoltage. Sa dihang sila, ang fractional frequency resonance overvoltage ang labi na harmful. Kini makapadako sa excitation current sa matag-usa, burn sa fuse sa transformer, ug even cause sa transformer sa overheat seriously, emit oil, o even explode. Bisan pa, ang saturation overvoltage sa voltage transformer adunay obvious nga zero-sequence characteristics.

Lightning Overvoltage

Ang lightning discharge mao ang essentially usa ka non-spark discharge phenomenon sa extremely uneven electric field sa ultra-long air gap. Ang basic process nian naglakip sa leader discharge, main discharge, ug afterglow discharge. Ang bawg lightning current gikan sa negative polarity lightning adunay unipolar pulse waveform. Ang main parameters describing the pulse waveform mao ang peak value, wave front time, ug half-peak time.

Ang lightning overvoltage divided into direct lightning overvoltage ug induced lightning overvoltage. Sa dihang sila, ang induced lightning overvoltage includes electrostatic induction (mainly) ug electromagnetic induction components, adunay sumala nga characteristics:

• Ang polarity opposite sa thundercloud, i.e., opposite sa polarity sa lightning current;

• Adunay sa tulo ka phase sa same time sa basically equal values, ug wala'y phase-to-phase potential difference ug phase-to-phase flashover;

• Kon ang amplitude dako, mahimo mobuo ang ground flashover;

• Ang waveform flatter ug longer kay sa direct lightning overvoltage;

• Kon adunay grounded lightning protection line sa itaas sa wire, ang induced overvoltage sa wire mahimo mobaba tungod sa electromagnetic shielding effect. Ang closer ang distance sa lines, ang mas dako ang coupling coefficient, ug ang mas basa ang induced overvoltage sa wire.

Kasagaran, wala gibutang lightning protection lines sa entire line para sa distribution networks sa 35kV ug below, ug only 1-2km lightning protection lines giset-up sa entrance ug exit sa substations isip incoming line section protection.