Hvad er de almindelige typer og karakteristika af overspændinger i fordelingsnetværk

Fordelingsnet, der kendetegnes ved sin bredde, stort antal enheder og lav isoleringsniveau, er særdeles udsat for isoleringsulykker forårsaget af overspænding. Dette reducerer ikke blot stabilitет性错误，我将重新翻译并确保完全符合要求：

Fordelingsnet, der kendetegnes ved sin brede spredning, stort antal enheder og lav isoleringsniveau, er særdeles udsat for isoleringsulykker forårsaget af overspænding. Dette reducerer ikke blot stabiliteten i det hele fordelingsnetværk og linjers isoleringsydelser, men har også en betydelig negativ indvirkning på sikker drift af strømnettet og sund og bæredygtig udvikling af energisektoren.

Fra et kredsløbsperspektiv kan strømsystemet, bortset fra strømforsyningen, blive repræsenteret ved forskellige kombinationer af tre typiske komponenter: modstand (R), induktance (L) og kapacitance (C). Af disse er induktance (L) og kapacitance (C) energilagringskomponenter, som er de grundlæggende betingelser for dannelse af overspændinger; modstand (R) er en energiforbrugskomponent, som generelt kan hæmme udviklingen af overspændinger. Imidlertid kan i nogle tilfælde ukorrekt tilføjelse af modstand også føre til opståen af overspændinger.

Almindelige Typer og Karakteristika af Overspændinger i Fordelingsnet

De almindelige typer af overspændinger i fordelingsnet omfatter intermittente buelandingsoverspændinger, lineære resonansoverspændinger og ferromagnetiske resonansoverspændinger (herunder afbrydelsesresonansoverspændinger og PT-sætningsoverspændinger).

Intermittente Buelandingsoverspændinger

Intermittente buelandingsoverspændinger er en type skiftoverspænding. Dens størrelse er relateret til faktorer som egenskaberne af elektriske enheder, systemstruktur, driftsparametre, operation eller fejlformer, og har en åbenlyst tilfældighed. Den er mest almindelig i neutrale punkt ikke-effektivt jordede strømnet.

Energi til skiftoverspændinger kommer fra strømsystemet selv, og dens størrelse er omtrent proportional med systemets nominale spænding. Den udtrykkes normalt ved gange maksimal driftsfase-spændingens amplitud i systemet. Når operationer eller fejl forårsager ændringer i strømnetværkets driftsstatus, vil den magnetiske feltenergi, der er lagret i induktive komponenter, blive konverteret til det elektriske feltenergi i kapacitive komponenter på et bestemt tidspunkt, hvilket resulterer i en oscillerende overgangsproces, der frembringer en kortvarig overspænding flere gange højere end strømforsyningens spænding, kendt som skiftoverspænding.

Intermittente bueforbindelser forårsager gentagne ændringer i strømnetværkets driftsstatus, hvilket fører til elektromagnetiske oscillationer i induktive og kapacitive kredsløb, og derefter forekommer overgangsprocesser i den ikke-fejlfulde fase, fejlfulde fase og neutrale punkt, hvilket resulterer i overspændinger. Dette er intermittente buelandingsoverspændinger (også kendt som buelandingsoverspændinger). Dens dannelsesmekanisme er tæt forbundet med udslukning og genopfyrelse af bueforbindelsen: hver gang jordningsfejlstrømmen naturligt krydser nul, vil jordningsbuen have en kort udslukningstid; når gendannelsesspændingen i buekanalen er større end dens dielektriske gendannelsesstyrke, vil bueforbindelsen genopfylde. Specifikt:

• Når jordningsstrømmen er stor, er buekanalen stærkt ioniseret, og bueforbindelsen brænder stabil;

• Når strømmen er lille, genopfylder buekanalens isoleringsstyrke hurtigt, bueforbindelsen er svær at genopfylde, og den midlertidige udslukning kan blive permanent udslukning;

• Når strømmen er moderat, dannes en intermittente buelandingssituation, der slår til og fra.

Alvorlige buelandingsoverspændinger forårsages af den kontinuerlige akkumulation af energi i strømnetværket. Fra et perspektiv om begrænsning af overspændinger, hvis den overskydende ladning, der akkumuleres i strømnetværket under bueforbindelsens tænding til udslukning, kan ledes via modstanden inden for halv en netfrekvenscyklus efter bueforbindelsens udslukning, vil den neutrale punktsfordringsspænding være næsten nul, og højamplitude overspændinger vil ikke forårsages.

Lineære Resonansoverspændinger

I strømnetværket kaldes overspændinger, der dannes ved serie-resonans mellem induktive komponenter uden jernkern (som ledningsinduktans, transformatorlekkageinduktans osv.) eller induktive komponenter med jernkern, hvis ansporegensegenskaber er tæt på lineære (som buelandsvækkerkredsløb osv.) og kapacitive komponenter i strømnetværket (som ledning til jordkapacitans osv.) under virkningen af asymmetrisk spænding, for lineære resonansoverspændinger. Dens mest almindelige form er fordrykningen af den neutrale punktspænding.

Ifølge DL/T620-1997 "Overspændingsbeskyttelse og isoleringskoordinering af vekselstrøm-elektriske enheder" industristandard, i buelandsvækkerkreds jordet system, under normale driftsforhold, bør den langevarige spændingsfordrykning af den neutrale punkt ikke overstige 15% af systemets nominale fasespænding.

Ferromagnetiske Resonansoverspændinger

I strømnetværkets oscillationskredsløb kaldes den vedvarende højamplitude overspænding, der opbygges af jernkerninduktansens mætning, for ferromagnetisk resonansoverspænding. Der findes to typiske ferromagnetiske resonansoverspændinger i fordelingsnet under 35kV, nemlig overspændinger forårsaget af afbrydelsesresonans og overspændinger forårsaget af PT-mætning, samlet kendt som ikke-lineære resonansoverspændinger. De har helt forskellige karakteristika og egenskaber sammenlignet med lineære resonansoverspændinger og intermittente buelandingsoverspændinger. Under forskellige parameterkombinationer kan grundfrekvens, brøkdel frekvens og høje frekvens resonansoverspændinger opstå.

• Afbrydelsesresonansoverspænding: Når systemet er i ikke-full-fase drift pga. trådbrydning, ikke-full-fase handling af kredsløbsbrydere, alvorlig asynkron drift, forsmitning af én eller to faser af højspændingsforsmittere osv., er den ferromagnetiske resonansoverspænding, der dannes, en afbrydelsesresonansoverspænding. Når en afbrydelse forekommer, leverer den tre-fase symmetriske potentiale normalt strøm til tre-fase asymmetriske belastninger, og kredsløbet er komplekst og indeholder ikke-lineære komponenter. Derfor er det nødvendigt at bruge Thévenins sætning og symmetriske komponentmetode til at konvertere tre-fase kredsløbet til en enkeltfase ekvivalent kredsløb, sortere det til den enkleste LC-seriekredsløb, og derefter analysere resonansbetingelser og udføre beregning og analyse. Der findes tre former for én-fase trådbrydning fejl: afbrydelse uden jordning, afbrydelse med strømforsyningsside jordning, og afbrydelse med belastningsside jordning.

• PT-mætningsoverspænding: I neutrale punkt ikke-effektivt jordede systemer installeres Y0-forbundne elektromagnetiske spændingstransformatorer (PT) normalt på busserne i kraftværker og transformerstationer for at overvåge isoleringsforhold. Under normal drift er den elektromagnetiske spændingstransformatorers ansporempedans meget høj, så netværkets jordempedans er kapacitiv, og de tre faser er i princippet balancerede. Dog efter nogle skiftoperationer eller forsvinden af jordningsfejl, vil det danne et specielt tre-fase eller enkeltfase resonanskredsløb med trådkapacitans eller anden udstyrsmæssig sprængkapacitans, og kan opbygge ferromagnetiske resonansoverspændinger af forskellige harmonier, kendt som PT-mætningsoverspændinger. Heraf er brøkdel frekvens resonansoverspændinger de mest skadelige. Det vil forårsage en betydelig stigning i ansporestrømmen i lang tid, forsmitte transformatorernes forsmittere, og endda forårsage, at transformatorerne overopheder, slipper olie, eller endda eksploderer. Desuden har spændingstransformatorernes mætningsoverspændinger tydelige nul-sekvens karakteristika.

Lynoverspændinger

Lynudladning er i virkeligheden en ikke-sparkudladningsfænomen i en ekstremt ulige elektrisk felt med en ultra-lang luftgap. Dens grundlæggende proces inkluderer leaderudladning, hovedudladning, og efterglød. Hver lynstrøm dannet af negativ polaritet lyn har en unipolar pulsform. De primære parametre, der beskriver pulsformen, er topværdi, bølgefronttid, og halvtopværditid.

Lynoverspændinger er inddelt i direkte lynoverspændinger og inducerede lynoverspændinger. Heraf inkluderer inducerede lynoverspændinger statisk induction (hovedsageligt) og elektromagnetisk induction komponenter, med følgende karakteristika:

• Polariteten er modsat til skyens polaritet, dvs. modsat til lynstrømmens polaritet;

• Den optræder i tre faser samtidigt med i princippet lige værdier, og der vil ikke være fase til fase potentiaforskelle og fase til fase flashover;

• Hvis amplituden er stor, kan det forårsage jordflashover;

• Bølgeformen er fladere og længere end direkte lynoverspændingers bølgeform;

• Hvis der er en jordet lynbeskyttelsesledning over tråden, vil den inducerede overspænding på tråden blive reduceret på grund af den elektromagnetiske skjulte effekt. Jo mindre afstanden mellem linjerne, jo større er koblingskoefficienten, og jo lavere er den inducerede overspænding på tråden.

Generelt er der ikke opført lynbeskyttelsesledninger langs hele linjen for fordelingsnet under 35kV, og kun 1-2km lynbeskyttelsesledninger er sat ved ind- og udgangen af transformerstationer som indkomstlinjesektionsbeskyttelse.