Pārspriegums elektrotīklos

Pārspriegums ir spriegums, kas pārsniedz augstākā darba sprieguma (Unom) amplitūdu uz elektrotīkla elementu izolācijas. Atkarībā no pielietošanas vietas izšķir fāzi, starpfāzu, iekšējos tinumus un starpkontaktu pārspriegumu. Pēdējie rodas, ja spriegums tiek pielikts starp komutācijas ierīču (slēdžu, atvienotāju) vienādu fāžu atvērtiem kontaktiem.

Izšķir šādus pārsprieguma raksturlielumus:

• maksimālā vērtība Umax vai daudzkārtība K = Umax / Unom;

• iedarbības ilgums;

• izliekta forma;

• tīkla elementu darbības jomas platums.

Šie raksturlielumi ir pakļauti statistiskai izkliedei, jo tie ir atkarīgi no daudziem faktoriem.

Pētot pārsprieguma aizsardzības pasākumu iespējamību un izolācijas izvēli, ir jāņem vērā bojājumu statistiskie raksturlielumi (matemātiskā prognoze un novirze) dīkstāves un energosistēmas iekārtu avārijas remontdarbu, kā arī iekārtu atteices dēļ. , preces noraidīšana un tehnoloģiskā procesa traucējumi elektroenerģijas patērētāju vidū.

Galvenie pārsprieguma veidi augstsprieguma tīklos ir parādīti 1. attēlā.

Rīsi. 1. Galvenie pārsprieguma veidi augstsprieguma tīklos

Iekšējais pārspriegums, ko izraisa elektromagnētiskās enerģijas svārstības, kas uzkrātas elektriskās ķēdes elementos vai piegādātas tai no ģeneratoriem. Atkarībā no rašanās apstākļiem un iespējamā izolācijas iedarbības ilguma izšķir stacionāros, kvazistacionāros un komutācijas pārspriegumus.

Pārslēgšanās pārspriegumi — rodas pēkšņu ķēdes vai tīkla parametru izmaiņu laikā (plānveida un avārijas līniju, transformatoru u.c. pārslēgšana), kā arī zemējuma bojājumu rezultātā un starp fāzēm. Ieslēdzot vai izslēdzot elektrotīkla elementus (līnijas vadus vai transformatoru un reaktoru tinumus) (pārtraucot enerģijas pārvadi), rodas svārstības pārejas, kas var radīt ievērojamus pārspriegumus. Kad notiek korona, zaudējumiem ir slāpējoša ietekme uz šo pārspriegumu pirmajiem maksimumiem.

Elektrisko ķēžu kapacitatīvo strāvu pārtraukšanu var pavadīt atkārtota loka rašanās ķēdes pārtraucējā un atkārtoti pārejas un pārspriegumi un mazu induktīvo strāvu atslēgšanās pie transformatoru tukšgaitas ātruma - piespiedu loka pārtraukums ķēdes pārtraucējā un enerģijas svārstību pāreja. magnētiskā transformatora lauka tā paralēlo spēku elektriskā lauka enerģijā. Ar lokveida zemējuma defektiem tīklā ar izolētu neitrālu tiek novēroti arī vairāki loka sitieni un atbilstošu loka pārsprieguma rašanās.

Galvenais kvazistacionāro pārspriegumu rašanās iemesls ir kapacitatīvā ietekme, ko izraisa, piemēram, viengala elektropārvades līnija, ko baro ģeneratori.

Asimetriski līnijas režīmi, kas rodas, piemēram, kad viena fāze ir īssavienota ar zemi, stieples pārrāvums, viena vai divas ķēdes pārtraucēja fāzes, var izraisīt pamatfrekvences sprieguma tālāku palielināšanos vai izraisīt pārspriegumu pie dažām augstākām harmonikām — frekvences daudzkārtējām. no EMF … ģeneratora.

Jebkurš sistēmas elements ar nelineāriem raksturlielumiem, piemēram, transformators ar piesātinātu magnētisko serdi, var būt arī augstāku vai zemāku harmoniku un atbilstošu ferorezonantu pārspriegumu avots. Ja ir mehāniskās enerģijas avots, kas periodiski maina ķēdes parametru (ģeneratora induktivitāti) laikā ar elektriskās ķēdes dabisko frekvenci, var rasties parametriskā rezonanse.

Dažos gadījumos ir jāņem vērā arī iespēja, ka iekšējie pārspriegumi var rasties ar palielinātu daudzveidību, ja tiek uzspiesti vairāki komutācijas vai citi nelabvēlīgi faktori.

Ierobežot pārslēgšanās pārspriegumus tīklos 330-750 kV, kur izolācijas izmaksas izrādās īpaši ievērojamas, jaudīgas vārstu ierobežotāji vai reaktoriem. Tīklos ar zemākām sprieguma klasēm novadītājus neizmanto, lai ierobežotu iekšējos pārspriegumus, un zibens novadītāju raksturlielumi tiek izvēlēti tā, lai tie neatslēgtos pie iekšējiem pārspriegumiem.

Zibens pārspriegums attiecas uz ārējiem pārspriegumiem un rodas, pakļaujot ārējiem emfs. Lielākie zibens pārspriegumi rodas, kad līnijā un apakšstacijā notiek tiešs zibens spēriens. Elektromagnētiskās indukcijas dēļ tuvumā esošais zibens spēriens rada inducētu pārspriegumu, kas parasti izraisa tālāku izolācijas sprieguma pieaugumu. Apakšstacijas vai elektriskās mašīnas sasniegšana, izplatīšanās no sakāves vietas elektromagnētiskie viļņi, var izraisīt bīstamu pārspriegumu to izolācijā.

Lai nodrošinātu drošu tīkla darbību, nepieciešams ieviest tā efektīvu un ekonomisku zibens aizsardzību. Aizsardzība pret tiešiem zibens spērieniem tiek veikta ar augstu vertikālu zibensnovedēju un zibensaizsardzības kabeļiem virs gaisvadu līniju vadītājiem virs 110 kV.

Aizsardzību pret pārspriegumiem, kas nāk no līnijas, veic apakšstaciju vārstu un cauruļu novadītāji ar uzlabotu zibensaizsardzību pieejām apakšstacijām visu sprieguma klašu līnijās.Īpaši uzticamu zibensaizsardzību nepieciešams nodrošināt rotējošām mašīnām, izmantojot īpašus novadītājus, kondensatorus, reaktorus, kabeļu ieliktņus un uzlabotu zibensaizsardzību gaisvadu līniju pieejai.

Tīkla neitrālās daļas zemējuma izmantošana ar loka slāpēšanas spoles palīdzību, automātiska līniju pārslēgšana un saīsināšana, rūpīga izolācijas, apstādņu un zemējuma novēršana ievērojami palielina līniju uzticamību.

Jāņem vērā, ka izolācijas dielektriskā izturība samazinās, palielinoties sprieguma iedarbībai. Šajā sakarā tādas pašas amplitūdas iekšējie un ārējie pārspriegumi rada atšķirīgu bīstamību izolācijai. Tādējādi izolācijas līmeni nevar raksturot ar vienu noturības sprieguma vērtību.

Nepieciešamā izolācijas līmeņa izvēle, t.i. Pārbaudes spriegumu izvēle, tā sauktā izolācijas koordinācija, nav iespējama bez rūpīgas sistēmā sastopamo pārspriegumu analīzes.

Izolācijas koordinācijas problēma ir viena no galvenajām problēmām. Šī situācija ir saistīta ar faktu, ka viena vai otra nominālā sprieguma izmantošanu galu galā nosaka attiecība starp izolācijas izmaksām un vadošo elementu izmaksām sistēmā.

Izolācijas koordinācijas problēma kā pamatuzdevums ietver — sistēmas izolācijas līmeņu iestatīšanu... Izolācijas koordinācijai jābalstās uz pielietoto pārspriegumu norādītajām amplitūdām un viļņu formām.

Šobrīd izolācijas saskaņošana sistēmā līdz 220 kV tiek veikta atmosfēras pārspriegumiem, un virs 220 kV koordinācija jāveic, ņemot vērā iekšējos pārspriegumus.

Izolācijas koordinācijas būtība atmosfēras pārspriegumā ir izolācijas impulsa raksturlielumu koordinēšana (saskaņošana) ar vārstu īpašībām, kas ir galvenā ierīce atmosfēras pārsprieguma ierobežošanai. Saskaņā ar pētījumu tiek pieņemts testa sprieguma standarta vilnis.

Koordinējot iekšējos pārspriegumus, iekšējo pārspriegumu attīstības formu daudzveidības dēļ nav iespējams koncentrēties uz vienas aizsargierīces izmantošanu. Nepieciešamais īsums jānodrošina tīkla shēmai: šunta reaktori, slēdžu izmantošana bez atkārtotas aizdedzes, īpašu dzirksteļu spraugu izmantošana.

Attiecībā uz iekšējiem pārspriegumiem izolācijas testa viļņu formu normalizēšana vēl nesen nav veikta. Jau ir uzkrāts daudz materiālu, un tuvākajā laikā, visticamāk, tiks veikta atbilstoša testa viļņu normalizēšana.