سیستم هماهنگی عایق کاری در سیستم برق
هماهنگی عایق در سیستم قدرت برای تنظیم سطوح عایق الکتریکی مولفه‌های مختلف در سیستم قدرت الکتریکی شامل شبکه انتقال، به گونه‌ای معرفی شده است که در صورت رخ دادن خرابی عایق، خرابی به مکانی محدود شود که در آنجا خسارت کمترین باشد، تعمیر و جایگزینی آسان‌تر باشد و اختلال کمتری به تامین برق وارد شود.
وقتی هرگونه ولتاژ بیش از حد در سیستم قدرت الکتریکی ظاهر می‌شود، ممکن است احتمال خرابی سیستم عایق‌بندی آن وجود داشته باشد. احتمال خرابی عایق در ضعیف‌ترین نقطه عایق نزدیک‌ترین به منبع ولتاژ بیش از حد بالاتر است. در سیستم قدرت و شبکه‌های انتقال، به تمام تجهیزات و مولفه‌ها عایق‌بندی ارائه می‌شود.
عایق‌ها در برخی نقاط به سادگی قابل تعویض و تعمیر هستند در مقایسه با نقاط دیگر. عایق‌بندی در برخی نقاط به آسانی قابل تعویض و تعمیر نیست و تعویض و تعمیر آن ممکن است بسیار گران‌قیمت باشد و نیاز به قطع طولانی برق داشته باشد. علاوه بر این، خرابی عایق در این نقاط ممکن است بخش بزرگ‌تری از شبکه الکتریکی را از خدمت خارج کند. بنابراین، مطلوب است که در شرایط خرابی عایق، فقط عایق‌های قابل تعویض و تعمیر آسان خراب شوند. هدف کلی هماهنگی عایق کاهش هزینه و اختلال ناشی از خرابی عایق به سطح اقتصادی و عملیاتی قابل قبول است. در روش هماهنگی عایق، عایق‌بندی بخش‌های مختلف سیستم باید به گونه‌ای مرتب شود که اگر پرتاب شدن روی عایق رخ دهد، باید در نقاط مورد نظر رخ دهد.
برای درک صحیح هماهنگی عایق ابتدا باید بعضی اصطلاحات پایه سیستم قدرت الکتریکی را درک کنیم. بیایید درباره آن صحبت کنیم.
ولتاژ اسمی سیستم
ولتاژ اسمی سیستم ولتاژ فاز به فاز سیستم است که برای آن سیستم طراحی شده است. مانند سیستم‌های 11 کیلوولت، 33 کیلوولت، 132 کیلوولت، 220 کیلوولت، 400 کیلوولت.
ولتاژ حداکثر سیستم
ولتاژ حداکثر سیستم بیشترین ولتاژ مجاز فرکانس توان که ممکن است برای مدت طولانی در حالت بدون بار یا با بار کم رخ دهد. این ولتاژ نیز به صورت فاز به فاز اندازه‌گیری می‌شود.
فهرست مختلف ولتاژ اسمی سیستم و ولتاژ حداکثر متناظر آن‌ها به عنوان مرجع زیر آورده شده است،
ولتاژ اسمی سیستم (کیلوولت) |
11 |
33 |
66 |
132 |
220 |
400 |
ولتاژ حداکثر سیستم (کیلوولت) |
12 |
36 |
72.5 |
145 |
245 |
420 |
توجه – از جدول فوق مشاهده می‌شود که عموماً ولتاژ حداکثر سیستم 110٪ ولتاژ اسمی متناظر آن تا سطح ولتاژ 220 کیلوولت است، و برای 400 کیلوولت و بالاتر 105٪ است.
ضریب زمین‌بندی
این نسبت ولتاژ ریشه دوم فاز به زمین فرکانس توان در یک فاز سالم در حین وقوع خطای زمین‌بندی به ولتاژ ریشه دوم فاز به فاز فرکانس توان که در محل انتخاب شده بدون خطای زمین‌بندی به دست می‌آید است.
این نسبت به طور کلی، شرایط زمین‌بندی سیستم را از دیدگاه محل انتخاب شده خطای زمین‌بندی مشخص می‌کند.
سیستم مؤثر زمین‌بندی شده
یک سیستم مؤثر زمین‌بندی شده است اگر ضریب زمین‌بندی از 80٪ فراتر نرود و غیرمؤثر زمین‌بندی شده اگر فراتر رود.
ضریب زمین‌بندی برای یک سیستم با نیمه‌بندی جدا 100٪ است، در حالی که برای یک سیستم با زمین‌بندی محکم 57.7٪ (1/√3 = 0.577) است.
سطح عایق
هر تجهیز الکتریکی باید در طول دوره خدماتی خود با شرایط مختلف ولتاژ بیش از حد موقت مواجه شود. تجهیز ممکن است باید تنش‌های ولتاژ ضربه‌ای برق، ولتاژ ضربه‌ای تغییر وضعیت و/یا ولتاژ بیش از حد موقت فرکانس توان کوتاه مدت را تحمل کند. بر اساس سطح بیشینه ولتاژ ضربه‌ای و ولتاژ بیش از حد موقت فرکانس توان کوتاه مدت که یک مولفه سیستم قدرت می‌تواند تحمل کند، سطح عایق سیستم قدرت با ولتاژ بالا تعیین می‌شود.
در زمان تعیین سطح عایق سیستم با ولتاژ کمتر از 300 کیلوولت، ولتاژ تحمل ضربه‌ای برق و ولتاژ تحمل فرکانس توان کوتاه مدت در نظر گرفته می‌شود. برای تجهیزات با ولتاژ 300 کیلوولت یا بیشتر، ولتاژ تحمل ضربه‌ای تغییر وضعیت و ولتاژ تحمل فرکانس توان کوتاه مدت در نظر گرفته می‌شود.
ولتاژ ضربه‌ای برق
اختلالات سیستم ناشی از برق طبیعی می‌تواند با سه نوع موج پایه مختلف نمایش داده شود. اگر یک ولتاژ ضربه‌ای برق برخی فاصله را در طول خط انتقال قبل از رسیدن به یک عایق طی کند، شکل موج به شکل موج کامل نزدیک می‌شود و این موج به عنوان موج 1.2/50 شناخته می‌شود. اگر در طی حرکت، موج اختلال برق باعث پرتاب شدن عبوری از عایق شود، شکل موج به شکل موج قطع شده تبدیل می‌شود. اگر یک ضربه برق مستقیماً به عایق برخورد کند، ولتاژ ضربه‌ای برق ممکن است تا زمانی که توسط پرتاب شدن عبوری تسکین یابد، به شدت افزایش یابد و منجر به سقوط ناگهانی و بسیار تند ولتاژ شود. این سه موج در مدت و شکل بسیار متفاوت هستند.
ضربه تغییر وضعیت
در زمان عملیات تغییر وضعیت ممکن است ولتاژ یک‌قطبی در سیستم ظاهر شود. شکل موج که ممکن است به صورت متناوب میرا یا نوسانی باشد. ضربه تغییر وضعیت شکل موج با جبهه تیز و دم نوسانی طولانی میرا است.
ولتاژ تحمل فرکانس توان کوتاه مدت
ولتاژ تحمل فرکانس توان کوتاه مدت مقدار ریشه دوم ولتاژ سینوسی فرکانس توان است که تجهیزات الکتریکی باید آن را برای مدت زمان مشخصی معمولاً 60 ثانیه تحمل کنند.
ولتاژ سطح محافظت دستگاه محافظ
دستگاه‌های محافظ مثل توقف‌کننده‌های برق یا توقف‌کننده‌های برق طراحی شده‌اند تا سطح معینی ا
