इलेक्ट्रिकल नेटवर्क्समध्ये ओव्हरव्होल्टेज

ओव्हरव्होल्टेज हे एक व्होल्टेज आहे जे इलेक्ट्रिकल नेटवर्कच्या घटकांच्या इन्सुलेशनवर सर्वोच्च ऑपरेटिंग व्होल्टेज (युनोम) च्या मोठेपणापेक्षा जास्त आहे. अर्जाच्या जागेवर अवलंबून, फेज, इंटर-फेज, अंतर्गत विंडिंग आणि इंटर-संपर्क ओव्हरव्होल्टेज वेगळे केले जातात. नंतरचे घडते जेव्हा स्विचिंग डिव्हाइसेस (स्विच, डिस्कनेक्टर) च्या समान टप्प्यांच्या खुल्या संपर्कांमध्ये व्होल्टेज लागू केले जाते.

खालील ओव्हरव्होल्टेज वैशिष्ट्ये ओळखली जातात:

• कमाल मूल्य Umax किंवा multiplicity K = Umax / Unom;

• एक्सपोजर कालावधी;

• वक्र आकार;

• नेटवर्क घटकांची व्याप्ती रुंदी.

ही वैशिष्ट्ये सांख्यिकीय प्रसाराच्या अधीन आहेत कारण ती अनेक घटकांवर अवलंबून असतात.

लाट संरक्षण उपायांची व्यवहार्यता आणि इन्सुलेशनच्या निवडीचा अभ्यास करताना, पॉवर सिस्टम उपकरणांच्या डाउनटाइम आणि आपत्कालीन दुरुस्तीमुळे तसेच उपकरणांच्या बिघाडामुळे झालेल्या नुकसानाची सांख्यिकीय वैशिष्ट्ये (गणितीय अपेक्षा आणि विचलन) विचारात घेणे आवश्यक आहे. , उत्पादन नाकारणे आणि वीज ग्राहकांमधील तांत्रिक प्रक्रियेत व्यत्यय.

उच्च-व्होल्टेज नेटवर्कमधील ओव्हरव्होल्टेजचे मुख्य प्रकार आकृती 1 मध्ये दर्शविले आहेत.

तांदूळ. 1. हाय-व्होल्टेज नेटवर्क्समधील ओव्हरव्होल्टेजचे मुख्य प्रकार

इलेक्ट्रिकल सर्किटच्या घटकांमध्ये साठवलेल्या किंवा जनरेटरद्वारे पुरवलेल्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक उर्जेतील चढउतारांमुळे अंतर्गत ओव्हरव्होल्टेज. घटनेच्या परिस्थितीनुसार आणि इन्सुलेशनच्या संभाव्य कालावधीनुसार, स्थिर, अर्ध-स्थिर आणि स्विचिंग ओव्हरव्होल्टेज वेगळे केले जातात.

स्विचिंग ओव्हरव्होल्टेज - सर्किट किंवा नेटवर्क पॅरामीटर्समध्ये अचानक बदल (लाइन, ट्रान्सफॉर्मर इ. नियोजित आणि आपत्कालीन स्विचिंग), तसेच पृथ्वीवरील दोषांमुळे आणि टप्प्यांदरम्यान घडतात. जेव्हा इलेक्ट्रिकल नेटवर्कचे घटक (लाइन कंडक्टर किंवा ट्रान्सफॉर्मर्स आणि अणुभट्ट्यांचे विंडिंग) चालू किंवा बंद केले जातात (ऊर्जेच्या प्रसारणात व्यत्यय), दोलन ट्रान्झिएंट्स उद्भवतात, ज्यामुळे लक्षणीय ओव्हरव्होल्टेज होऊ शकतात. जेव्हा कोरोना होतो, तेव्हा या ओव्हरव्होल्टेजच्या पहिल्या शिखरांवर नुकसानीचा प्रभाव कमी होतो.

इलेक्ट्रिकल सर्किट्सच्या कॅपेसिटिव्ह करंट्सच्या व्यत्ययासह सर्किट ब्रेकरमध्ये वारंवार आर्किंग आणि वारंवार ट्रान्झिएंट्स आणि ओव्हरव्होल्टेज आणि ट्रान्सफॉर्मरच्या निष्क्रिय गतीने लहान प्रेरक प्रवाह ट्रिप करणे - सर्किट ब्रेकरमधील कमानाचा सक्तीचा व्यत्यय आणि ऊर्जेचे दोलन संक्रमण. चुंबकीय ट्रान्सफॉर्मर फील्ड त्याच्या समांतर शक्तींच्या विद्युत क्षेत्र उर्जेमध्ये. arcing पृथ्वी दोष सह वेगळ्या तटस्थ असलेल्या नेटवर्कमध्ये एकापेक्षा जास्त चाप स्ट्राइक आणि संबंधित आर्क सर्जची घटना देखील पाहिली जाते.

अर्ध-स्थिर ओव्हरव्होल्टेजच्या घटनेचे मुख्य कारण म्हणजे कॅपेसिटिव्ह प्रभाव, उदाहरणार्थ, जनरेटरद्वारे पुरवलेल्या सिंगल-एंडेड ट्रान्समिशन लाइनमुळे.

असममित रेषा मोड उद्भवतात, उदाहरणार्थ, जेव्हा एक फेज जमिनीवर लहान केला जातो, तेव्हा वायर तुटणे, सर्किट ब्रेकरचे एक किंवा दोन टप्पे, मूलभूत वारंवारता व्होल्टेज आणखी वाढू शकतात किंवा काही उच्च हार्मोनिक्सवर ओव्हरव्होल्टेज होऊ शकतात - वारंवारतेच्या एकाधिक EMF … जनरेटर.

नॉन-रेखीय वैशिष्ट्यांसह प्रणालीचा कोणताही घटक, उदाहरणार्थ संतृप्त चुंबकीय कोर असलेले ट्रान्सफॉर्मर, उच्च किंवा निम्न हार्मोनिक्स आणि संबंधित फेरेसोनंट ओव्हरव्होल्टेजचा स्त्रोत देखील असू शकतो. जर यांत्रिक उर्जेचा स्त्रोत असेल जो विद्युत सर्किटच्या नैसर्गिक वारंवारतेसह सर्किट पॅरामीटर (जनरेटर इंडक्टन्स) मध्ये वेळोवेळी बदलत असेल तर पॅरामेट्रिक रेझोनान्स होऊ शकतो.

काही प्रकरणांमध्ये, जेव्हा अनेक कम्युटेशन किंवा इतर प्रतिकूल घटक लादले जातात तेव्हा वाढीव गुणाकारासह अंतर्गत ओव्हरव्होल्टेज होण्याची शक्यता लक्षात घेणे देखील आवश्यक आहे.

330-750 केव्ही नेटवर्कमध्ये स्विचिंग ओव्हरव्होल्टेज मर्यादित करण्यासाठी, जेथे इन्सुलेशनची किंमत विशेषतः महत्त्वपूर्ण, शक्तिशाली असल्याचे दिसून येते. वाल्व प्रतिबंधक किंवा अणुभट्ट्या. लोअर व्होल्टेज वर्ग असलेल्या नेटवर्कमध्ये, अंतर्गत ओव्हरव्होल्टेज मर्यादित करण्यासाठी अरेस्टर्सचा वापर केला जात नाही आणि लाइटनिंग अरेस्टर्सची वैशिष्ट्ये निवडली जातात जेणेकरून ते अंतर्गत ओव्हरव्होल्टेजच्या खाली जाऊ नयेत.

लाइटनिंग सर्ज बाह्य लाटांचा संदर्भ घेतात आणि जेव्हा बाह्य emfs च्या संपर्कात येतात तेव्हा उद्भवतात. जेव्हा लाईन आणि सबस्टेशनवर थेट विजेचा कडकडाट होतो तेव्हा सर्वात मोठी विजांची लाट होते. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनमुळे, जवळच्या विजेच्या झटक्यामुळे प्रेरित लाट निर्माण होते, ज्यामुळे सामान्यतः इन्सुलेशन व्होल्टेजमध्ये आणखी वाढ होते. पराभवाच्या बिंदूपासून पसरत, सबस्टेशन किंवा इलेक्ट्रिकल मशीनपर्यंत पोहोचणे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा, त्यांच्या इन्सुलेशनवर धोकादायक ओव्हरव्होल्टेज होऊ शकतात.

नेटवर्कचे विश्वसनीय ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी, त्याचे प्रभावी आणि किफायतशीर विजेचे संरक्षण लागू करणे आवश्यक आहे. 110 kV वरील ओव्हरहेड लाईन्सच्या कंडक्टरच्या वर असलेल्या उंच उभ्या लाइटनिंग रॉड आणि लाइटनिंग प्रोटेक्शन केबल्सच्या मदतीने थेट विजेच्या झटक्यांपासून संरक्षण केले जाते.

लाईनमधून येणार्‍या सर्जेसपासून संरक्षण सर्व व्होल्टेज वर्गांच्या ओळींवरील सबस्टेशनकडे जाण्यासाठी सुधारित लाइटनिंग संरक्षणासह सबस्टेशन्सच्या वाल्व आणि पाईप अरेस्टरद्वारे केले जाते.विशेष अरेस्टर्स, कॅपेसिटर, अणुभट्ट्या, केबल इन्सर्ट आणि ओव्हरहेड लाइन ऍप्रोचसाठी सुधारित लाइटनिंग प्रोटेक्शनच्या मदतीने रोटेटिंग मशीनचे विशेषतः विश्वसनीय लाइटनिंग संरक्षण प्रदान करणे आवश्यक आहे.

आर्क सप्रेशन कॉइलच्या सहाय्याने नेटवर्कच्या तटस्थ भागाचे अर्थिंग वापरणे, रेषा स्वयंचलितपणे पुन्हा बंद करणे आणि लहान करणे, इन्सुलेशन, स्टॉप्स आणि अर्थिंगचे काळजीपूर्वक प्रतिबंध करणे, ओळींची विश्वासार्हता मोठ्या प्रमाणात वाढवते.

हे लक्षात घेतले पाहिजे की इन्सुलेशनची डायलेक्ट्रिक ताकद व्होल्टेजच्या प्रदर्शनाच्या वाढत्या कालावधीसह कमी होते. या संदर्भात, समान मोठेपणाचे अंतर्गत आणि बाह्य ओव्हरव्होल्टेज इन्सुलेशनसाठी भिन्न धोका दर्शवतात. अशाप्रकारे, इन्सुलेशनची पातळी एकाच व्होल्टेज मूल्याद्वारे दर्शविली जाऊ शकत नाही.

इन्सुलेशनच्या आवश्यक पातळीची निवड, म्हणजे. चाचणी व्होल्टेजची निवड, तथाकथित इन्सुलेशन समन्वय, सिस्टममध्ये होणाऱ्या ओव्हरव्होल्टेजच्या सखोल विश्लेषणाशिवाय अशक्य आहे.

इन्सुलेशन समन्वयाची समस्या ही मुख्य समस्यांपैकी एक आहे. ही परिस्थिती या वस्तुस्थितीमुळे आहे की एक किंवा दुसर्या नाममात्र व्होल्टेजचा वापर शेवटी इन्सुलेशनची किंमत आणि सिस्टममधील प्रवाहकीय घटकांची किंमत यांच्यातील गुणोत्तराद्वारे निर्धारित केला जातो.

आयसोलेशन कोऑर्डिनेशन समस्येमध्ये मूलभूत कार्य समाविष्ट आहे — सिस्टम अलगाव पातळी सेट करणे... अलगाव समन्वय लागू केलेल्या ओव्हरव्होल्टेजच्या निर्दिष्ट आयाम आणि तरंगरूपांवर आधारित असणे आवश्यक आहे.

सध्या, वातावरणातील ओव्हरव्होल्टेजसाठी 220 kV पर्यंतच्या प्रणालीमध्ये इन्सुलेशन समन्वयन केले जाते आणि 220 kV वरील समन्वय अंतर्गत ओव्हरव्होल्टेज लक्षात घेऊन करणे आवश्यक आहे.

वायुमंडलीय सर्जेसमध्ये इन्सुलेशन समन्वयाचे सार म्हणजे वाल्व्हच्या वैशिष्ट्यांसह इन्सुलेशनच्या आवेग वैशिष्ट्यांचे समन्वय (जुळणे) हे वातावरणातील सर्जेस मर्यादित करण्याचे मुख्य साधन आहे. अभ्यासानुसार, चाचणी व्होल्टेजची मानक लहर स्वीकारली जाते.

अंतर्गत ओव्हरव्होल्टेजचे समन्वय साधताना, अंतर्गत ओव्हरव्होल्टेजच्या विकासाच्या विविध प्रकारांमुळे, एकाच संरक्षणात्मक उपकरणाच्या वापरावर लक्ष केंद्रित करणे अशक्य आहे. नेटवर्क योजनेद्वारे आवश्यक संक्षिप्तता प्रदान करणे आवश्यक आहे: शंट अणुभट्ट्या, री-इग्निशनशिवाय स्विचचा वापर, विशेष स्पार्क गॅपचा वापर.

अंतर्गत ओव्हरव्होल्टेजसाठी, इन्सुलेशन चाचणी वेव्हफॉर्म्सचे सामान्यीकरण अद्याप अलीकडे पर्यंत केले गेले नाही. बरीच सामग्री आधीच जमा झाली आहे आणि नजीकच्या भविष्यात चाचणी लहरींचे संबंधित सामान्यीकरण केले जाण्याची शक्यता आहे.