Usimamizi wa Ukimya katika Mipango ya Umeme

Insulation Coordination katika Mfumo wa Umeme ilikuwa imewakilishwa ili kurekebisha viwango vya insulation ya tovuti mbalimbali katika mfumo wa umeme ambao unajumuisha mtandao wa kutumia umeme, kwa njia ambayo ikifanikiwa kufeli insulator, inaweza kuonekana mahali ambapo italeta hasara chache sana, rahisi kusafiri na kurudia, na hata kutoeleweka kwa utaratibu wa kutumia umeme.
Ni wakati wowote unaofanikiwa voltage zaidi kuonekana katika mfumo wa umeme, basi kunaweza kuwa na fursa ya kufeli system ya insulation yake. Uwezo wa kufeli insulation, ni juu katika eneo la insulation linalo bora chache karibu na chanzo cha voltage zaidi. Katika mfumo wa umeme na mitandao ya kutumia umeme, insulation imepelekea vyombo vyote na tovuti.

Insulators katika baadhi ya maeneo yanaweza kubadilishwa na kurudia rahisi kuliko maeneo mengine. Insulation katika baadhi ya maeneo hayawezi kubadilishwa na kurudia rahisi, na ukihatarishi na kurudia inaweza kuwa gharama sana na inahitaji muda mrefu wa kutofautiana. Zaidi na kufeli insulator katika maeneo haya inaweza kutoeleweka sehemu kubwa ya mtandao wa umeme kukosa huduma. Hivyo basi, ni muhimu kwamba katika hali ya kufeli insulator, tu insulator yenye upatikanaji rahisi na kurudianaji rahisi ifeli. Matumizi yote ya insulation coordination ni kupunguza kwa kiwango kinachokubaliwa kwa kiwango cha kiuchumi na kiwango cha kiuchumi cha gharama na kutoeleweka kufeli insulation. Katika njia ya insulation coordination, insulation ya sehemu mbalimbali za system lazima iwe imepelekwa kwa njia ambayo flash over ikiwa itafeli itakuwa mahali linavyotarajiwa.
Kwa ufafanulio mzuri wa insulation coordination tunapaswa kuelewa kwanza, maneno muhimu ya asili ya mfumo wa umeme. Hebu tujadili.

Nominal System Voltage

Nominal System Voltage ni voltage phase kwa phase ya system ambayo system imeundwa kwa ajili yake. Kama vile 11 KV, 33 KV, 132 KV, 220 KV, 400 KV systems.

Maximum System Voltage

Maximum System Voltage ni maximum allowable power frequency voltage ambayo inaweza kutokea inaweza kuwa kwa muda mrefu wakati wa load chache au low load condition ya mfumo wa umeme. Inametathmini kwa njia ya phase kwa phase.
Orodha ya tofauti nominal system voltage na zao corresponding maximum system voltage imechambuliwa chini kwa reference,

NB – Tumeona kutoka kwenye meza ya juu kwamba maximum system voltage ni mara 110 % ya nominal system voltage yake ya kushiriki hadi kiwango cha 220 KV, na kwa 400 KV na zaidi ni 105 %.

Factor of Earthing

Hii ni uwiano wa highest rms phase kwa earth power frequency voltage kwenye sound phase wakati wa an earth fault kwa rms phase kwa phase power frequency voltage ambayo ingeweza kupata kwenye selected location bila fault.
Uwiano huu unawakilisha, kwa umma, earthing conditions za system kama inavyoweza kuziona kutoka kwenye selected fault location.

Effectively Earthed System

System inasema kuwa effectively earthed ikiwa factor of earthing haijiita zaidi ya 80 % na non-effectively earthed ikiwa haijia.
Factor of earthing ni 100 % kwa isolated neutral system, na 57.7 % (1/√3 = 0.577) kwa solidly earthed system.

Insulation Level

Vyombo vyote vya umeme vinapaswa kugeuka kwa tofauti abnormal transient over voltage situation kwa tofauti wakati katika total service life period yake. Vyombo vyoweza kuhifadhi lightning impulses, switching impulses na /au short duration power frequency over voltages. Kulingana na kiwango cha juu cha impulse voltages na short duration power frequency over voltages ambayo component moja ya power system inaweza kuhifadhi, insulation level ya high voltage power system inatumika.
Katika wakati wa kutathmini insulation level ya system rated chini ya 300 KV, lightning impulse withstand voltage na short duration power frequency withstand voltage zinapokatafsiriwa. Kwa vyombo rated zaidi au sawa 300 KV, switching impulse withstand voltage na short duration power frequency withstand voltage zinapokatafsiriwa.

Lightning Impulse Voltage

Matukio ya system yanayotokea kwa sababu ya natural lightning, yanaweza kupakazwa kwa vitu vingine vya basic wave shapes. Ikiwa lightning impulse voltage inaenda umbali fulani kwenye mtandao wa kutumia umeme kabla ya kufika kwenye insulator, shape yake inapopendelea full wave, na wave hii inatafsiriwa kama 1.2/50 wave. Ikiwa wakati wa kusafiri, wave ya lightning disturbance inapatikana flash over kwenye insulator, shape ya wave inabadilika chopped wave. Ikiwa lightning stroke hutegemea kwenye insulator, basi lightning impulse voltage inaweza kujitolea steep hadi ipate kulewa na flash over, kusababisha sudden, very steep collapse in voltage. Waves hizo tatu ni tofauti sana kwa muda na shapes.

Switching Impulse

Katika wakati wa switching operation kunaweza kuonekana uni-polar voltage kwenye system. Wave form yake inaweza kuwa periodically damped au oscillating one. Switching impulse wave form ina front steep na long damped oscillating tale.

Short Duration Power Frequency Withstand Voltage

Short duration power frequency withstand voltage ni prescribed rms value ya sinusoidal power frequency voltage ambayo vyombo vya umeme yanapaswa kuhifadhi kwa muda wa wakati wa kutosha mara 60 sekunde.

Protection Level Voltage of Protective Device

Over voltage protective device like surge arrestors au lightning arrestors zimeundwa kuhifadhi kiwango kingine cha transient over voltage zaidi ya ambacho devices zinapunguza energy ya surge kwenye ground na kwa hiyo kumaintain kiwango cha transient over voltage hadi kiwango kingine. Hivyo transient over voltage haiposti kuwa zaidi ya kiwango hilo. Kiwango cha protection cha over voltage protective device ni highest peak voltage value ambayo haipaswi kuzuia kwenye terminals ya over voltage protective device wakati switching impulses na lightening impulses zinafanyika.

Sasa hebu tujadili methods za insulation coordination moja kwa moja-

Kutumia Shield Wire au Earth Wire

Lightning surge kwenye over head transmission line inaweza kutokea kwa sababu ya direct hits of lightning strokes. Inaweza kuhifadhiwa kwa kutumia shield wire au earth wire kwenye kiwango cha juu kutoka kwenye top con