Protecció contra sobretensions
Sempre hi ha una possibilitat que un sistema elèctric de potència patisqui sobretensions anormals. Aquestes sobretensions anormals poden ser causades per diverses raons, com l'interrupció súbita d'una càrrega pesant, impulsos de llamp, impulsos de commutació, etc. Aquests estressos de sobretensió poden deteriorar l'aïllament de diversos equips i aïlladors del sistema de potència. Tot i això, no tots els estressos de sobretensió són prou forts per deteriorar l'aïllament del sistema, però encara cal evitar-los per assegurar el funcionament suau del sistema elèctric de potència.
Tots aquests tipus de sobretensions anormals destructives i no destructives es suprimeixen del sistema mitjançant protecció contra sobretensions.
Sobretensió
Els estressos de sobretensió aplicats al sistema de potència són generalment transitoris. La tensió transitòria o sobretensió es defineix com un augment súbit de la tensió a un pícnic elevat en molt curta durada.
Les sobretensions són transitories, és a dir, existeixen durant molt curts períodes. La causa principal d'aquestes sobretensions en el sistema de potència són els impulsos de llamp i els impulsos de commutació del sistema. Però les sobretensions en el sistema de potència també poden ser causades per faltes d'aïllament, arcing a terra i ressonància, etc.
Les sobretensions que apareixen en el sistema de potència elèctrica degudes a sobretensions de commutació, faltes d'aïllament, arcing a terra i ressonància no són molt grans en magnitud. Aquestes sobretensions dificilment superen el doble del nivell normal de tensió. Generalment, un aïllament adequat als diferents equips del sistema de potència és suficient per prevenir qualsevol dany degut a aquestes sobretensions. Però les sobretensions que ocorren en el sistema de potència degudes a llamps són molt altes. Si no es proporciona protecció contra sobretensions al sistema de potència, hi pot haver un alt risc de dany greu. Per tant, tots els dispositius de protecció contra sobretensions utilitzats en el sistema de potència es fan servir principalment degut a les sobretensions de llamp.
Vegem les diferents causes de sobretensions una per una.
Impuls de commutació o sobretensió de commutació
Quan una línia de transmissió sense càrrega es commuta súbitament, la tensió a la línia es converteix en el doble de la tensió normal del sistema. Aquesta tensió és transitoria. Quan una línia carregada es commuta súbitament o s'interrumpeix, la tensió a través de la línia també es converteix en prou alta, principalment durant l'operació d'apertura d'un interruptor de circuit d'aire comprimit, causant sobretensió en el sistema. Durant una fallida d'aïllament, un conductor en funcionament es connecta súbitament a terra. Això també pot causar sobretensió súbita en el sistema.
Si l'ona electromotriu produïda pel generador està distorsionada, el problema de la ressonància pot ocórrer degut als harmònics del 5è o superiors. De fet, per a freqüències dels harmònics del 5è o superiors, es produeix una situació crítica en el sistema, de manera que la reactància inductiva del sistema es converteix en igual a la reactància capacitiva del sistema. Com que aquestes dues reactàncies s'anul·len, el sistema es converteix en purament resistiu. Aquest fenomen es coneix com a ressonància i, a la ressonància, la tensió del sistema pot augmentar considerablement.
Però totes aquestes causes mencionades anteriorment creen sobretensions en el sistema que no són molt altes en magnitud.
Però les sobretensions que apareixen en el sistema degudes a impulsos de llamp són molt altes en amplitud i altament destructives. L'efecte dels impulsos de llamp, per tant, ha de ser evitat per a la protecció contra sobretensions del sistema de potència.
Mètodes de protecció contra els llamps
Hi ha tres mètodes principals que generalment s'utilitzen per a la protecció contra els llamps. Són
Pantalla de terra.
Fila de terra sobre conductora.
Paralitzador de llamps o divisor de surges.
Pantalla de terra
La pantalla de terra s'utilitza generalment sobre subestacions elèctriques. En aquesta disposició, una xarxa de fil de ferro galvanitzat (GI) es monta sobre la subestació. Els fils de GI utilitzats per a la pantalla de terra estan ben aterrats a través de diferents estructures de la subestació. Aquesta xarxa de fils de GI aterrats sobre la subestació elèctrica proporciona un camí de baixa resistència a terra per als impactes de llamp.
Aquest mètode de protecció contra sobretensions és molt simple i econòmic, però el principal inconvenient és que no pot protegir el sistema de les ones de viatge que poden arribar a la subestació a través de diferents alimentadors.
Fila de terra sobre conductora
Aquest mètode de protecció contra sobretensions és similar a la pantalla de terra. La única diferència és que una pantalla de terra es col·loca sobre una subestació elèctrica, mentre que una fila de terra sobre conductora es col·loca sobre la xarxa de transmissió elèctrica. Un o dos fils de GI estratificats amb secció transversal adequada es col·loquen sobre els conductors de transmissió. Aquests fils de GI estan ben aterrats a cada torre de transmissió. Aquests fils de terra sobre conductora desvíen tots els impactes de llamp a terra en lloc de permetre que impactin directament sobre els conductors de transmissió.
Paralitzador de llamps
Els dos mètodes discutits anteriorment, és a dir, la pantalla de terra i la fila de terra sobre conductora, són molt adequats per protegir un sistema elèctric de potència contra els impactes de llamp directes, però aquests mètodes no poden proporcionar cap protecció contra les ones de viatge de alta tensió que poden propagar-se a través de la línia fins a l'equipament de la subestació.
El paralitzador de llamps és un dispositiu que proporciona un camí de baixa impedància a terra per a les ones de viatge de alta tensió.
El concepte d'un paralitzador de llamps és molt simple. Aquest dispositiu comporta com una resistència elèctrica no lineal. La resistència disminueix a mesura que augmenta la tensió i viceversa, després d'un cert nivell de tensió.
Les funcions d'un paralitzador de llamps o divisor de surges es poden enumerar a continuació.
Sota un nivell normal de tensió, aquests dispositius suporten fàcilment la tensió del sistema com a aïllants elèctrics i no proporcionen cap camí conductor per a la corrent del sistema.
En cas de sobretensió en el sistema, aquests dispositius proporcionen un camí de baixa impedància per a la càrrega excés de la sobretensió a terra.
Després de conduir la càrrega de la sobretensió a terra, la tensió torna al seu nivell normal. Llavors, el paralitzador de llamps recupera la seva propietat d'aïllament i prevé la conducció addicional de corrent a terra.
Hi ha diferents tipus de paralitzadors de llamps utilitzats en el sistema de potència, com ara el paralitzador de llamps de fusta, el paralitzador de llamps de corn, el paralitzador de llamps multiespai, el paralitzador de llamps de tipus expulsió, el paralitzador de llamps de tipus vòlvia.
A més a més, el paralitzador de llamps ZnO sense espai, actualment també s'utilitza per a la protecció contra sobretensions.
Declaració: Respecteu l'original, els bons articles meriten ser compartits, si hi ha infracció contacteu per eliminar.
