Erőműrendszerben történő izolációs koordináció

Az áramellátó rendszerben a szigetelés koordinációja bevezetésének célja, hogy a különböző elemek elektromos szigetelési szintjeit a elektromos áramellátó rendszerben, beleértve a továbbító hálózatot is, oly módon rendezze, hogy ha a szigetelő eszköz meghibásodik, akkor a hiba a legkevesebb károsodást okozza a rendszerben, könnyen javítható és cserélhető, valamint minimális zavarokat okoz az áramellátásban.
Amikor bármilyen túl feszültség jelenik meg az elektromos áramellátó rendszerben, akkor a szigetelési rendszer meghibásodása lehetséges. A szigetelés meghibásodásának valószínűsége magas a leggyengébb szigetelési ponton, amely a túlfeszültség forrása közelében található. Az áramellátó rendszerben és a továbbító hálózatokban minden felszereléshez és komponenshez szigetelést biztosítanak.

A szigetelők néhány pontban könnyebben cserélhetők és javíthatók, mint mások. Néhány pontban a szigetelés nem ilyen könnyen cserélhető és javítható, a cserének és javításnak nagy költségei lehetnek, és hosszú áramtalanítást igényelhet. Továbbá a szigetelők meghibásodása ezen pontokon nagyobb részét az elektromos hálózatot kivírhatja a szolgálatból. Ezért ésszerű, hogy a szigetelők meghibásodása esetén csak a könnyen cserélhető és javítható szigetelők adják alá. Az szigetelés koordinációja alapvető célja, hogy a szigetelési hiba okozta költségeket és zavarokat gazdaságilag és üzemeltetési szempontból elfogadható szintre csökkentse. A szigetelés koordinációs módszerben a rendszer különböző részeinek szigetelése úgy kell gradálni, hogy a tükrölés, ha bekövetkezik, a tervezett pontokon történjen.
A szigetelés koordinációjának megfelelő megértéséhez először néhány alapvető terminológiát kell megértenünk az elektromos áramellátó rendszerben. Részletezzük.

Nominális rendszerfeszültség

A nominális rendszerfeszültség a rendszer fázis-fázis feszültsége, amelyre a rendszer általában tervezve van. Például 11 KV, 33 KV, 132 KV, 220 KV, 400 KV rendszerek.

Maximális rendszerfeszültség

A maximális rendszerfeszültség a legnagyobb engedélyezett hálózati frekvenciás feszültség, ami hosszabb időre jelentkezhet a rendszer terhelés nélküli vagy alacsony terhelésű állapotában. Ezt is fázis-fázis módon mérjük.
A különböző nominális rendszerfeszültségek és a hozzájuk tartozó maximális rendszerfeszültségek listája a referenciához:

NB – A táblázatból látható, hogy általában a maximális rendszerfeszültség 110%-a a nominális rendszerfeszültségnek, amíg a 220 KV-os feszültségszintig, és 400 KV-nál és felette 105%.

Földelés tényező

Ez a háromfázis-hálózatbeli feszültség és a hiba helyére nézve megfigyelt fázis-föld közötti feszültség aránya egy egészséges fázison. Ez a viszony általánosan karakterizálja a rendszer földelési feltételeit a kiválasztott hiba helyére nézve.

Hatékonyan földelt rendszer

Egy rendszert hatékonyan földeltnek nevezünk, ha a földelés tényezője nem haladja meg az 80%-ot, és nem hatékonyan földeltnek, ha igen.
A földelés tényezője 100% egy izolált neutrális rendszer esetén, míg 57.7% (1/√3 = 0.577) egy erősen földelt rendszer esetén.

Szigetelési szint

Minden elektromos felszerelésnek többféle átmeneti túlfeszültségi helyzetet kell elviselnie az egész használati idő alatt. A felszerelésnek ki kell ellenelnie a villámlás impulzusoknak, kapcsoló impulzusoknak és/vagy rövid idejű hálózati frekvenciás túlfeszültségeknek. A rendszer összetevője által kivihető legnagyobb impulzus feszültségek és rövid idejű hálózati frekvenciás túlfeszültségek alapján határozzák meg a magas feszültségű áramellátó rendszer szigetelési szintjét.
A 300 KV-nál kevesebb rendszer szigetelési szintjének meghatározásakor a villámlás impulzus ellenálló feszültségét és a rövid idejű hálózati frekvenciás ellenálló feszültséget veszik figyelembe. 300 KV-nál nagyobb vagy egyenlő felszerelések esetén a kapcsoló impulzus ellenálló feszültségét és a rövid idejű hálózati frekvenciás ellenálló feszültséget veszik figyelembe.

Villámlás impulzus feszültség

A természetes villámlás miatti rendszerzavarokat három különböző alap alakzat képviseli. Ha a villámlás impulzus feszültség egy adott távolságot tesz meg a továbbító vonalon, mielőtt eléri a szigetelőt, akkor az alakzata közelebb kerül a teljes hullámhoz, és ezt a hullámot 1.2/50 hullámnak nevezik. Ha a villámlás zavar hullám tiszta hullámra változik, mivel a szigetelőn át történik a tükrölés, akkor a hullám alakzata "kivágott" hullámnak nevezhető. Ha a villámlás közvetlenül a szigetelőre utasít, akkor a villámlás impulzus feszültség meredeken emelkedhet, amíg a tükröléssel nem enyhül, ami hirtelen, nagyon meredeken csökkenti a feszültséget. Ezek a három hullám jelentősen eltér durván és alakzatban.

Kapcsoló impulzus

A kapcsolási műveletek során unipolár feszültség jelenhet meg a rendszerben. Amelynek hullámforma periódikusan damped vagy oszcilláló lehet. A kapcsoló impulzus hullámforma meredek előtetővel és hosszú damped oszcilláló végtaggal rendelkezik.

Rövid idejű hálózati frekvenciás ellenálló feszültség

A rövid idejű hálózati frekvenciás ellenálló feszültség a szinuszos hálózati frekvenciás feszültség előírt rms értéke, amelyet az elektromos felszerelés 60 másodpercig kell kivehetni.

Védő eszköz védelmi szintű fesz