Защита от перенапряжения
Всегда существует вероятность того, что электрическая энергетическая система может подвергнуться аномальному перенапряжению. Эти аномальные перенапряжения могут быть вызваны различными причинами, такими как внезапное отключение тяжелой нагрузки, импульсы молнии, коммутационные импульсы и т.д. Эти перенапряжения могут повредить изоляцию различных устройств и изоляторов системы. Хотя не все перенапряжения достаточно сильны, чтобы повредить изоляцию системы, их все равно следует избегать, чтобы обеспечить бесперебойную работу электрической энергетической системы.
Все эти виды разрушительных и неразрушительных аномальных перенапряжений устраняются из системы с помощью защиты от перенапряжения.
Импульс напряжения
Перенапряжения, воздействующие на энергетическую систему, обычно носят переходный характер. Переходное напряжение или импульс напряжения определяется как внезапное увеличение напряжения до высокого пика в очень короткий промежуток времени.
Импульсы напряжения носят переходный характер, то есть они существуют очень короткое время. Основные причины этих импульсов напряжения в энергетической системе — это импульсы молнии и коммутационные импульсы системы. Однако перенапряжения в энергетической системе также могут быть вызваны отказом изоляции, дуговым заземлением и резонансом и т.д.
Импульсы напряжения, возникающие в электрической энергетической системе из-за коммутационных импульсов, отказа изоляции, дугового заземления и резонанса, не очень велики по величине. Эти перенапряжения едва ли превышают двойной уровень нормального напряжения. Как правило, надлежащая изоляция различных устройств энергетической системы достаточна для предотвращения повреждений из-за этих перенапряжений. Однако перенапряжения, возникающие в энергетической системе из-за молнии, очень высоки. Если защита от перенапряжения не предоставлена энергетической системе, существует высокая вероятность серьезных повреждений. Поэтому все устройства защиты от перенапряжения, используемые в энергетической системе, главным образом предназначены для защиты от импульсов молнии.
Давайте обсудим различные причины перенапряжений по отдельности.
Коммутационный импульс или коммутационный скачок напряжения
Когда безнагрузочная линия передачи внезапно включается, напряжение на линии становится вдвое больше нормального системного напряжения. Это напряжение носит переходный характер. Когда нагруженная линия внезапно выключается или прерывается, напряжение на линии также становится достаточно высоким, особенно при обрыве тока в системе, в основном во время открытия воздушного выключателя, что вызывает перенапряжение в системе. При отказе изоляции живой проводник внезапно заземляется. Это также может вызвать внезапное перенапряжение в системе.
Если ЭДС, генерируемая генератором, искажена, может возникнуть проблема резонанса из-за пятых или более высоких гармоник. На самом деле, для частот пятых или более высоких гармоник в системе создается критическая ситуация, при которой индуктивное сопротивление системы становится равным емкостному сопротивлению системы. Поскольку эти два сопротивления компенсируют друг друга, система становится чисто резистивной. Этот феномен называется резонансом, и при резонансе напряжение системы может значительно увеличиться.
Но все вышеупомянутые причины создают перенапряжения в системе, которые не очень велики по величине.
Однако импульсы перенапряжения, возникающие в системе из-за импульсов молнии, имеют очень высокую амплитуду и являются высоко разрушительными. Влияние импульсов молнии, следовательно, должно быть предотвращено для защиты от перенапряжения энергетической системы.
Методы защиты от молнии
Основные три метода, обычно используемые для защиты от молнии, следующие:
Заземляющий экран.
Надземный заземляющий провод.
Громоотвод или делитель напряжения.
Заземляющий экран
Заземляющий экран обычно используется над электрической подстанцией. В этом устройстве сетка из оцинкованной проволоки (GI) монтируется над подстанцией. Оцинкованные проволоки, используемые для заземляющего экрана, правильно заземлены через различные структуры подстанции. Эта сеть заземленных оцинкованных проволок над электрической подстанцией, обеспечивает очень низкоомный путь к земле для ударов молнии.
Этот метод защиты от высокого напряжения очень прост и экономичен, но его основной недостаток заключается в том, что он не может защитить систему от бегущей волны, которая может достичь подстанции через различные фидеры.
Надземный заземляющий провод
Этот метод защиты от перенапряжения аналогичен заземляющему экрану. Единственное отличие заключается в том, что заземляющий экран устанавливается над электрической подстанцией, тогда как надземный заземляющий провод устанавливается над электрической транспортной сетью. Одна или две оцинкованные проволоки подходящего сечения устанавливаются над транспортными проводниками. Эти оцинкованные проволоки правильно заземлены на каждой опоре. Эти надземные заземляющие провода или заземляющие провода отводят все удары молнии к земле, вместо того, чтобы позволять им ударять прямо на транспортные проводники.
Громоотвод
Ранее обсуждавшиеся два метода, то есть заземляющий экран и надземный заземляющий провод, очень подходят для защиты электрической энергетической системы от направленных ударов молнии, но эти методы не могут обеспечить защиту от высокого напряжения, которое может распространяться по линии к оборудованию подстанции.
Громоотвод — это устройство, которое обеспечивает очень низкоомный путь к земле для высоковольтных бегущих волн.
Концепция громоотвода очень проста. Это устройство ведет себя как нелинейное электрическое сопротивление. Сопротивление уменьшается по мере увеличения напряжения и наоборот, после определенного уровня напряжения.
Функции громоотвода или делителя напряжения можно перечислить следующим образом.
При нормальном уровне напряжения эти устройства легко выдерживают системное напряжение как электрический изолятор и не предоставляют проводящего пути для системного тока.
При возникновении импульса напряжения в системе, эти устройства обеспечивают очень низкоомный путь для избыточного заряда импульса к земле.
После проведения зарядов импульса к земле, напряжение возвращается к нормальному уровню. Затем громоотвод восстанавливает свою изоляционную способность и предотвращает дальнейшее течение тока к земле.
Существуют различные типы громоотводов, используемых в энергетических системах, такие как громоотвод с штыревым зазором, громоотвод с роговым зазором, многозазорный громоотвод, громоотвод типа выброса, громоотвод клапанного типа.
Кроме того, наиболее часто используемый громоотвод для защиты от перенапряжения в настоящее время — это бесзазорный ZnO-громоотвод.
Заявление: Уважайте оригиналы, хорошие статьи стоят делиться, если есть нарушение авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.
