Што се најчестите типови и карактеристики на прекумурево во распределбата мрежа

Распределбените мрежи, карактеризирани со широко распределение, голем број на опрема и ниско ниво на изолација, се лесно подложни на инциденти од претнагласеност поради прекомерна напонска вредност. Ова не само намалува стабилноста на целата распределбена система и изолативната перформанса на линиите, туку и има значителен негативен утврдување врз безбедната работа на електричната мрежа и здравото и одржливо развитие на енергетскиот сектор.

Од аспект на кружницата, освен изворот на енергија, електричниот систем може да се еквивалентно прикаже како различни комбинации од три типични компоненти: отпор (R), индуктивност (L) и капацитет (C). Од нив, индуктивноста (L) и капацитетот (C) се компоненти за складирање на енергија, кои се основни услови за формирање на прекомерна напонска вредност; отпорот (R) е компонента за потрошувачка енергија, кој обично може да го попречи развојот на прекомерна напонска вредност. Меѓутоа, во поединечни случаи, неправилно додавање на отпор исто така може да доведе до појава на прекомерна напонска вредност.

Чести типови и карактеристики на прекомерна напонска вредност во распределбените мрежи

Честите типови на прекомерна напонска вредност во распределбените мрежи вклучуваат прекомерна напонска вредност од прекидлив арски контакт, линеарна резонансна прекомерна напонска вредност и ферорезонансна прекомерна напонска вредност (вклучувајќи прекомерна напонска вредност од деактивирање на резонанса и прекомерна напонска вредност од наситување на PT).

Прекомерна напонска вредност од прекидлив арски контакт

Прекимерна напонска вредност од прекидлив арски контакт е вид прекимерна напонска вредност од сврчување. Нејзината амплитуда е поврзана со фактори како карактеристиките на електричната опрема, системската структура, оперативните параметри, начинот на работа или форма на дефект, и има очигледна случајност. Најчесто се јавува во електрични мрежи со недефинирано земјиште.

Енергијата на прекимерната напонска вредност од сврчување потекнува од самата електрична мрежа, и нејзината амплитуда е приближно пропорционална со номиналниот напон на системот. Обично се изразува како множител од максималната амплитуда на рабочиот фазен напон на системот. Кога операции или дефекти предизвикаат промени во работното состојба на електричната мрежа, магнетната енергија складирана во индуктивните компоненти ќе се конвертира во електрична енергија на капацитивните компоненти во одреден момент, што ќе доведе до осцилаторски транзиентен процес, што ќе резултира со транзиентна прекимерна напонска вредност неколку пати поголема од напонот на изворот, наречена прекимерна напонска вредност од сврчување.

Прекидливите арски контакти предизвикуваат повторувачки промени во работното состојба на електричната мрежа, што доведува до електромагнетни осцилации во индуктивните и капацитивните кружници, а потоа се случуваат транзиентни процеси во не-дефектната фаза, дефектната фаза и точката на земјиште, што резултира со прекимерна напонска вредност. Ова е прекимерна напонска вредност од прекидлив арски контакт (така наречена арска контакт прекимерна напонска вредност). Нејзината формирачки механизам е тесно поврзан со угашувањето и поновно запалувањето на арската канал: секој пат кога токот на дефектот естествено пресече нула, арскиот канал ќе има кратко време на угашување; кога вратничкиот напон на арскиот канал е поголем од неговата диелектрична вратничка вредност, арската канал ќе се поновно запали. Конкретно:

• Кога токот на дефектот е голем, арскиот канал е силно ионизиран, и арската канал гори стабилно;

• Кога токот е мал, диелектричната вредност на арскиот канал брзо се враќа, арската канал е тешко да се поновно запали, и временското угашување може да се претвори во постојано угашување;

• Кога токот е среден, се формира феномен на прекидлив арски контакт што е на и из.

Сериозната прекимерна напонска вредност од арски контакт е предизвикана од непрекинато накопување на енергија во електричната мрежа. Од аспект на ограничувањето на прекимерната напонска вредност, ако надмерниот наелектрисан заряд накопиран во електричната мрежа токму пред угашувањето на арската канал може да се исцеди преку отпорот во половина период на деловна честота следејќи угашувањето, отместувањето на напонот на земјиштето ќе биде скоро нула, и не ќе се предизвика прекимерна напонска вредност со висока амплитуда.

Линеарна резонансна прекимерна напонска вредност

Во електричната мрежа, прекимерната напонска вредност генерирана од серијско резонирање помеѓу индуктивните компоненти без железна јадра (како што се индуктивности на линиите, индуктивности на трансформаторите, итн.) или индуктивните компоненти со железна јадра чиишто карактеристики на возбудување се приближно линеарни (како што се спојници за потиснување на арски канал, итн.) и капацитивните компоненти во електричната мрежа (како што се капацитетите на линиите со земјиште, итн.) под влијание на асиметричен напон се нарекува линеарна резонансна прекимерна напонска вредност. Нейната најчеста форма е отместување на напонот на земјиштето.

Според индустријалниот стандард DL/T620-1997 „Защита од прекимерна напонска вредност и координација на изолација на алтернативни електрични уреди“, во системот со земјиште спојено со спојник за потиснување на арски канал, под нормални работни услови, долготрајното отместување на напонот на земјиштето не би требало да надмине 15% од номиналниот фазен напон на системот.

Ферорезонансна прекимерна напонска вредност

Во осцилаторската кружница на електричната мрежа, постоянствувачката прекимерна напонска вредност со висока амплитуда возбудена од наситувањето на железна јадра на индуктивноста се нарекува ферорезонансна прекимерна напонска вредност. Има два типични вида на ферорезонансна прекимерна напонска вредност во распределбените мрежи под 35кВ, тоа е прекимерна напонска вредност предизвикана од деактивирање на резонанса и прекимерна напонска вредност предизвикана од наситување на PT, заедно наречени нелинеарна резонансна прекимерна напонска вредност. Таа има потполно различни карактеристики и својства од линеарната резонансна прекимерна напонска вредност и прекимерната напонска вредност од прекидлив арски контакт. Под различни комбинации на параметри, може да се јават фундаментални, дробни и високочестотни резонансни прекимерни напонски вредности.

• Прекимерна напонска вредност од деактивирање на резонанса: Кога системот е во нето полна фазна работа поради прекид на жице, нето полна фазна акција на прекинувачите, сериозна несинхронизирана работа, превртување на една или две фази на високонапонски предохранители, итн., ферорезонансната прекимерна напонска вредност генерирана е прекимерна напонска вредност од деактивирање на резонанса. Кога се случи прекид, обично трите фазни симетрични потенцијали доставуваат енергија на три фазни асиметрични оптерења, и кружницата е комплексна и содржи нелинеарни компоненти. Затоа е потребно да се користат Теониновата теорема и методот на симетрични компоненти за да се претвори трифазната кружница во еднофазна еквивалентна кружница, да се сортира во наједноставна LC серијска кружница, и потоа да се анализираат условите за резонанса и да се направат пресметки и анализа. Постојат три форми на дефекти со прекид на една жица: прекид без земјиште, прекид со земјиште од страна на изворот, и прекид со земјиште од страна на оптерењето.

• Прекимерна напонска вредност од наситување на PT: Во системот со недефинирано земјиште, обично се инсталираат Y0-конективни електромагнетни напонски трансформатори (PT) на шинските системи на електростанциите и подстанциите за мониторинг на состојбата на изолација. Под нормални работни услови, возбудителниот отпор на електромагнетниот напонски трансформатор е многу висок, затоа земјиштето на мрежата е капацитивно, и три фази се основно избалансирана. Меѓутоа, после некои операции со сврчување или исчезнување на дефекти, ќе се формира специјална трифазна или еднофазна резонансна кружница со капацитетот на жиците или страниот капацитет на друга опрема, и може да се возбудат ферорезонансни прекимерни напонски вредности со различни хармоници, наречени прекимерна напонска вредност од наситување на PT. Од нив, прекимерната напонска вредност од дробни хармоници е најштетна. Тоа ќе предизвика значително зголемување на возбудителниот ток за долга време, ќе сгори предохранителите на трансформаторот, и даже може да го предизвика сериозно загревање, испуштање на масло, или дорде експлозија. Повторно, прекимерната напонска вредност од наситување на напонскиот трансформатор има очигледни нултоскопски карактеристики.

Прекимерна напонска вредност од молнии

Излителната молния е суштински феномен на неискровска дисипација во екстремно нееднакво електрично поле со ултрадолга воздухна раздалечена. Нејзиниот основен процес вклучува лидерска дисипација, главна дисипација, и последна дисипација. Секој молниен ток формиран од молнии со негативна поларност има униполярен импулсниот облик. Основните параметри кои го опишуваат импулсниот облик се врвниот вредност, временската длабочина на фронтот, и половината временска длабочина.

Прекимерната напонска вредност од молнии се дели на директна прекимерна напонска вредност од молнии и индуктивна прекимерна напонска вредност од молнии. Од нив, индуктивната прекимерна напонска вредност од молнии вклучува електростатска индукција (првенствено) и електромагнетска индукција, со следните карактеристики:

• Поларитетот е спротивен на онаа на молнијата, тоа е, спротивен на поларитетот на молниен ток;

• Се појавува во три фази истовремено со приближно еднакви вредности, и нема да има фазно-фазна потенцијална разлика и фазно-фазна искра;

• Ако амплитудата е голема, може да предизвика искра до земјиштето;

• Обликот на волната форма е плоска и подолга од оној на директната прекимерна напонска вредност од молнии;

• Ако има земјиштен проводник за заштита од молнии над жицата, индуктивната прекимерна напонска вредност на жицата ќе се намали поради електромагнетниот екрански ефект. Колку што растојанието помеѓу жиците е помало, куплингот е поголем, и индуктивната прекимерна напонска вредност на жицата е помала.

Обично, за распределбените мрежи под 35кВ, не се изградуваат целосни проводници за заштита од молнии, но само 1-2км проводници за заштита од молнии се поставуваат на входните и излезните делови на подстанциите како заштита на входните делови.