विद्युत नेटवर्क में ओवरवॉल्टेज

ओवरवॉल्टेज एक वोल्टेज है जो विद्युत नेटवर्क के तत्वों के इन्सुलेशन पर उच्चतम ऑपरेटिंग वोल्टेज (यूनोम) के आयाम से अधिक है। आवेदन के स्थान के आधार पर, चरण, अंतर-चरण, आंतरिक वाइंडिंग और अंतर-संपर्क ओवरवॉल्टेज प्रतिष्ठित हैं। उत्तरार्द्ध तब होता है जब स्विचिंग डिवाइस (स्विच, डिस्कनेक्टर्स) के समान चरणों के खुले संपर्कों के बीच वोल्टेज लगाया जाता है।

निम्नलिखित ओवरवॉल्टेज विशेषताओं को प्रतिष्ठित किया गया है:

• अधिकतम मान Umax या बहुलता K = Umax / Unom;

• जोखिम की अवधि;

• घुमावदार आकार;

• नेटवर्क तत्वों की गुंजाइश चौड़ाई।

ये विशेषताएँ सांख्यिकीय फैलाव के अधीन हैं क्योंकि ये कई कारकों पर निर्भर करती हैं।

वृद्धि संरक्षण उपायों की व्यवहार्यता और इन्सुलेशन की पसंद का अध्ययन करते समय, डाउनटाइम और पावर सिस्टम उपकरणों की आपातकालीन मरम्मत के साथ-साथ उपकरण विफलता के कारण क्षति (गणितीय अपेक्षा और विचलन) की सांख्यिकीय विशेषताओं को ध्यान में रखना आवश्यक है। , उत्पाद की अस्वीकृति और बिजली उपभोक्ताओं के बीच तकनीकी प्रक्रिया में व्यवधान।

हाई-वोल्टेज नेटवर्क में मुख्य प्रकार के ओवरवॉल्टेज को चित्र 1 में दिखाया गया है।

चावल। 1. हाई-वोल्टेज नेटवर्क में मुख्य प्रकार के ओवरवॉल्टेज

विद्युत सर्किट के तत्वों में संग्रहीत या जनरेटर द्वारा आपूर्ति की गई विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा में उतार-चढ़ाव के कारण आंतरिक ओवरवॉल्टेज। घटना की स्थितियों और इन्सुलेशन, स्थिर, अर्ध-स्थिर और स्विचिंग ओवरवॉल्टेज के संपर्क की संभावित अवधि के आधार पर प्रतिष्ठित हैं।

स्विचिंग ओवरवॉल्टेज - सर्किट या नेटवर्क मापदंडों में अचानक परिवर्तन (लाइनों, ट्रांसफार्मर, आदि की योजनाबद्ध और आपातकालीन स्विचिंग) के साथ-साथ पृथ्वी के दोषों और चरणों के परिणामस्वरूप होता है। जब विद्युत नेटवर्क के तत्व (लाइन कंडक्टर या ट्रांसफार्मर और रिएक्टरों की वाइंडिंग) को चालू या बंद किया जाता है (ऊर्जा के संचरण में रुकावट), दोलन संबंधी संक्रमण होते हैं, जिससे महत्वपूर्ण ओवरवॉल्टेज हो सकते हैं। जब कोरोना होता है, तो इन ओवरवॉल्टेज की पहली चोटियों पर नुकसान का प्रभाव पड़ता है।

विद्युत परिपथों की कैपेसिटिव धाराओं का रुकावट सर्किट ब्रेकर में बार-बार उत्पन्न होने और बार-बार क्षणिक और ओवरवॉल्टेज और ट्रांसफॉर्मर की निष्क्रिय गति पर छोटे आगमनात्मक धाराओं के ट्रिपिंग के साथ हो सकता है - सर्किट ब्रेकर और ऊर्जा के दोलनशील संक्रमण में चाप के मजबूर रुकावट अपनी समानांतर शक्तियों के विद्युत क्षेत्र ऊर्जा में चुंबकीय ट्रांसफार्मर क्षेत्र की। पृथ्वी दोष के साथ एक पृथक तटस्थ के साथ एक नेटवर्क में कई आर्क स्ट्राइक और संबंधित आर्क सर्जेस की घटना भी देखी जाती है।

अर्ध-स्थिर ओवरवॉल्टेज की घटना का मुख्य कारण कैपेसिटिव प्रभाव है, उदाहरण के लिए, जनरेटर द्वारा खिलाई गई सिंगल-एंडेड ट्रांसमिशन लाइन द्वारा।

असममित लाइन मोड, उदाहरण के लिए, जब एक चरण को जमीन पर छोटा किया जाता है, एक तार टूट जाता है, सर्किट ब्रेकर के एक या दो चरण मौलिक आवृत्ति वोल्टेज को और बढ़ा सकते हैं या कुछ उच्च हार्मोनिक्स पर ओवरवॉल्टेज का कारण बन सकते हैं - आवृत्ति के गुणक EMF का … जनरेटर।

गैर-रैखिक विशेषताओं वाले सिस्टम का कोई भी तत्व, उदाहरण के लिए एक संतृप्त चुंबकीय कोर वाला ट्रांसफॉर्मर, उच्च या निम्न हार्मोनिक्स और संबंधित फेरेसोनेंट ओवरवॉल्टेज का स्रोत भी हो सकता है। यदि यांत्रिक ऊर्जा का कोई स्रोत है जो विद्युत सर्किट की प्राकृतिक आवृत्ति के साथ समय-समय पर सर्किट पैरामीटर (जनरेटर अधिष्ठापन) को बदलता है, तो पैरामीट्रिक अनुनाद हो सकता है।

कुछ मामलों में, कई कम्यूटेशन या अन्य प्रतिकूल कारकों को लगाए जाने पर बढ़ी हुई बहुलता के साथ होने वाली आंतरिक ओवरवॉल्टेज की संभावना को भी ध्यान में रखना आवश्यक है।

330-750 केवी नेटवर्क में स्विचिंग ओवरवॉल्टेज को सीमित करने के लिए, जहां इन्सुलेशन की लागत विशेष रूप से महत्वपूर्ण, शक्तिशाली हो जाती है वाल्व प्रतिबंधक या रिएक्टर। निम्न वोल्टेज वर्गों वाले नेटवर्क में, आंतरिक ओवरवॉल्टेज को सीमित करने के लिए अरेस्टर का उपयोग नहीं किया जाता है, और लाइटनिंग अरेस्टर की विशेषताओं को चुना जाता है ताकि वे आंतरिक ओवरवॉल्टेज के तहत ट्रिप न करें।

लाइटनिंग सर्ज बाहरी उछाल को संदर्भित करता है और बाहरी ईएमएफ के संपर्क में आने पर होता है। बिजली का सबसे बड़ा उछाल तब होता है जब लाइन और सबस्टेशन पर सीधी बिजली गिरती है। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन के कारण, पास में बिजली गिरने से एक प्रेरित उछाल पैदा होता है, जिसके परिणामस्वरूप आमतौर पर इन्सुलेशन वोल्टेज में और वृद्धि होती है। एक सबस्टेशन या इलेक्ट्रिकल मशीन तक पहुँचना, हार के बिंदु से फैलना विद्युतचुम्बकीय तरंगें, उनके इन्सुलेशन पर खतरनाक ओवरवॉल्टेज पैदा कर सकता है।

नेटवर्क के विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, इसके प्रभावी और किफायती बिजली संरक्षण को लागू करना आवश्यक है। 110 केवी से ऊपर ओवरहेड लाइनों के कंडक्टरों के ऊपर एक उच्च ऊर्ध्वाधर बिजली की छड़ और बिजली संरक्षण केबलों की मदद से सीधे बिजली के हमलों से सुरक्षा की जाती है।

सभी वोल्टेज वर्गों की तर्ज पर सबस्टेशनों के दृष्टिकोण पर बेहतर बिजली संरक्षण के साथ सबस्टेशनों के वाल्व और पाइप अरेस्टर द्वारा लाइन से आने वाले उछाल के खिलाफ सुरक्षा की जाती है।ओवरहेड लाइन दृष्टिकोण के लिए विशेष बन्दी, कैपेसिटर, रिएक्टर, केबल आवेषण और बेहतर बिजली संरक्षण की मदद से घूर्णन मशीनों की विशेष रूप से विश्वसनीय बिजली सुरक्षा प्रदान करना आवश्यक है।

आर्क सप्रेशन कॉइल के माध्यम से नेटवर्क के न्यूट्रल हिस्से की अर्थिंग का उपयोग, स्वचालित रीक्लोजिंग और लाइनों को छोटा करना, इन्सुलेशन की सावधानीपूर्वक रोकथाम, स्टॉप और अर्थिंग से लाइनों की विश्वसनीयता बहुत बढ़ जाती है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वोल्टेज के संपर्क की बढ़ती अवधि के साथ इन्सुलेशन की ढांकता हुआ ताकत कम हो जाती है। इस संबंध में, एक ही आयाम के आंतरिक और बाहरी ओवरवॉल्टेज इन्सुलेशन के लिए एक अलग खतरा पेश करते हैं। इस प्रकार, इन्सुलेशन के स्तर को एकल झेलने वाले वोल्टेज मान द्वारा चित्रित नहीं किया जा सकता है।

इन्सुलेशन के आवश्यक स्तर का चयन, अर्थात। परीक्षण वोल्टेज का चयन, तथाकथित इन्सुलेशन समन्वय, सिस्टम में होने वाले ओवरवॉल्टेज के गहन विश्लेषण के बिना असंभव है।

इन्सुलेशन समन्वय की समस्या मुख्य समस्याओं में से एक है। यह स्थिति इस तथ्य के कारण है कि एक या दूसरे नाममात्र वोल्टेज का उपयोग अंततः इन्सुलेशन की लागत और सिस्टम में प्रवाहकीय तत्वों की लागत के बीच के अनुपात से निर्धारित होता है।

अलगाव समन्वय समस्या में एक बुनियादी कार्य के रूप में शामिल है - सिस्टम अलगाव स्तर सेट करना ... अलगाव समन्वय लागू ओवरवॉल्टेज के निर्दिष्ट आयामों और तरंगों पर आधारित होना चाहिए।

वर्तमान में, 220 केवी तक की प्रणाली में इन्सुलेशन समन्वय वायुमंडलीय ओवरवॉल्टेज के लिए किया जाता है, और 220 केवी से ऊपर समन्वय आंतरिक ओवरवॉल्टेज को ध्यान में रखते हुए किया जाना चाहिए।

वायुमंडलीय वृद्धि में इन्सुलेशन समन्वय का सार वायुमंडलीय वृद्धि को सीमित करने के लिए मुख्य उपकरण के रूप में वाल्व की विशेषताओं के साथ इन्सुलेशन की आवेग विशेषताओं का समन्वय (मिलान) है। अध्ययन के अनुसार, परीक्षण वोल्टेज की मानक तरंग को अपनाया जाता है।

आंतरिक ओवरवॉल्टेज का समन्वय करते समय, आंतरिक ओवरवॉल्टेज के विकास के रूपों की अधिक विविधता के कारण, एक सुरक्षात्मक उपकरण के उपयोग पर ध्यान केंद्रित करना असंभव है। नेटवर्क योजना द्वारा आवश्यक संक्षिप्तता प्रदान की जानी चाहिए: शंट रिएक्टर, पुन: प्रज्वलन के बिना स्विच का उपयोग, विशेष स्पार्क अंतराल का उपयोग।

आंतरिक ओवरवॉल्टेज के लिए, इन्सुलेशन परीक्षण तरंगों का सामान्यीकरण अभी हाल तक नहीं किया गया है। बहुत सारी सामग्री पहले ही जमा हो चुकी है और निकट भविष्य में परीक्षण तरंगों का एक समान सामान्यीकरण किए जाने की संभावना है।