هماهنگی عایق در سیستم برق

فیلد: مقدماتی برق

China

چه چیزی است هماهنگی عایق در سیستم برق

هماهنگی عایق در سیستم برق برای تنظیم سطوح عایق الکتریکی اجزای مختلف در سیستم تولید برق شامل شبکه انتقال، به گونه‌ای معرفی شده که در صورت وقوع خرابی عایق، آن خرابی به جایی محدود شود که در آنجا کمترین خسارت به سیستم رخ دهد، به راحتی قابل تعمیر و تعویض باشد و کمترین اختلال را در تامین برق ایجاد کند.
وقتی هر نوع ولتاژ بیش از حد در سیستم تولید برق ظاهر می‌شود، احتمال خرابی سیستم عایق آن بالاست. احتمال خرابی عایق در نزدیک‌ترین نقطه ضعیف به منبع ولتاژ بیش از حد بالاتر است. در سیستم تولید برق و شبکه‌های انتقال، عایق به تمام تجهیزات و اجزا فراهم شده است.

عایقات در برخی نقاط به راحتی قابل تعویض و تعمیر هستند در مقایسه با دیگر نقاط. عایق در برخی نقاط به راحتی قابل تعویض و تعمیر نیست و تعویض و تعمیر آن ممکن است بسیار گران‌قیمت باشد و نیاز به قطع بلندمدت برق داشته باشد. علاوه بر این، خرابی عایق در این نقاط ممکن است بخش بزرگ‌تری از شبکه الکتریکی را از خدمت برمی‌دارد. بنابراین، مطلوب است که در موقع خرابی عایق، فقط عایقات قابل تعویض و تعمیر به راحتی 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، عایق بخش‌های مختلف سیستم باید به گونه‌ای طبقه‌بندی شود که اگر اشعه‌بری رخ دهد، در نقاط مورد نظر اتفاق بیفتد.
برای درک صحیح هماهنگی عایق، ابتدا باید بعضی اصطلاحات پایه سیستم تولید برق را درک کنیم. بیایید در مورد آن بحث کنیم.

ولتاژ اسمی سیستم

ولتاژ اسمی سیستم ولتاژ فاز به فاز سیستم برای که سیستم به طور معمول طراحی شده است. مانند سیستم‌های 11 کیلوولت، 33 کیلوولت، 132 کیلوولت، 220 کیلوولت، 400 کیلوولت.

ولتاژ حداکثر سیستم

ولتاژ حداکثر سیستم ولتاژ توان فرکانس قابل قبول حداکثر است که ممکن است برای مدت طولانی در حالت بدون بار یا با بار کم رخ دهد. این نیز به صورت فاز به فاز اندازه‌گیری می‌شود.
فهرست مختلف ولتاژ اسمی سیستم و متناظر آن ولتاژ حداکثر سیستم برای مرجع در زیر آورده شده است،

ولتاژ اسمی سیستم در کیلوولت	11	33	66	132	220	400
ولتاژ حداکثر سیستم در کیلوولت	12	36	72.5	145	245	420

توجه – از جدول بالا مشاهده می‌شود که معمولاً 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 توان فرکانس فاز به زمین بالاترین RMS در فاز سالم در حین خطای زمینی به ولتاژ توان فرکانس فاز به فاز RMS است که در محل انتخابی بدون خطا به دست می‌آید.
این نسبت به طور کلی وضعیت زمین‌بندی سیستم را از دیدگاه محل انتخابی خطا مشخص می‌کند.

سیستم مؤثر زمین‌بندی شده

یک سیستم مؤثر زمین‌بندی شده است اگر ضریب زمین‌بندی از 80٪ تجاوز نکند و غیر مؤثر اگر تجاوز کند.
ضریب زمین‌بندی برای سیستم با نیمه‌ایزوله 100٪ است، در حالی که برای سیستم زمین‌بندی محکم 57.7٪ (1/√3 = 0.577) است.

سطح عایق

هر تجهیز الکتریکی باید در دوران خدمات خود با وضعیت‌های موقت ولتاژ بیش از حد مختلف مواجه شود. تجهیز ممکن است باید به ولتاژ ضربه‌های رعدوبرق، ولتاژ ضربه‌های تغییر وضعیت و/یا ولتاژ بیش از حد توان فرکانس کوتاه مدت مقاومت کند. سطح عایق سیستم برق با ولتاژ بالا با توجه به سطح حداکثر ولتاژ ضربه‌ای و ولتاژ بیش از حد توان فرکانس کوتاه مدت که یک مولفه سیستم برق می‌تواند تحمل کند، تعیین می‌شود.
در زمان تعیین سطح عایق سیستم با ولتاژ کمتر از 300 کیلوولت، ولتاژ تحمل ضربه رعدوبرق و ولتاژ تحمل توان فرکانس کوتاه مدت در نظر گرفته می‌شود. برای تجهیزات با ولتاژ 300 کیلوولت و بالاتر، ولتاژ تحمل ضربه تغییر وضعیت و ولتاژ تحمل توان فرکانس کوتاه مدت در نظر گرفته می‌شود.

ولتاژ ضربه رعدوبرق

اختلالات سیستم ناشی از رعدوبرق طبیعی می‌تواند با سه موج اساسی مختلف نشان داده شود. اگر یک ولتاژ ضربه رعدوبرق برخی فاصله در طول خط انتقال قبل از رسیدن به عایق مسافرت کند، شکل موج به موج کامل نزدیک می‌شود و این موج به عنوان موج 1.2/50 شناخته می‌شود. اگر در طول مسافت، موج اختلال رعدوبرق باعث اشعه‌بری در عایق شود، شکل موج به موج قطع شده تبدیل می‌شود. اگر یک ضربه رعدوبرق مستقیماً به عایق برخورد کند، ولتاژ ضربه رعدوبرق ممکن است تا زمانی که با اشعه‌بری تسکین یابد، شیب دار شود، باعث افت ناگهانی و بسیار شیب‌دار ولتاژ می‌شود. 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. شکل موج ضربه تغییر وضعیت دارای شیب تند و دم نوسانی میرا طولانی است.