Flokkun, vélbúnaður og samanburðargreining á yfirspennum raforkukerfis

📋Efnisyfirlit

Ytri ofspenna:-eldingar af völdum bylgja

Innri yfirspenna: Kerfis-myndaðir skammvinnir

• Tímabundin yfirspenna
• Skipta yfirspennu
• Ómun yfirspenna

Samanburðartafla

Ytri ofspenna:-eldingar af völdum bylgja

 

Einnig þekktur semofspenna andrúmsloftsins, þessar eru upprunnar frá eldingum og eru flokkaðar í þrjár undirgerðir:

• 1.1 Beint eldingu

Þegar elding slær beint niður í loftlínuleiðara eða óvarinn búnað getur yfirspennan sem af því hlýst náðmilljónir voltaá míkrósekúndum. Þessi mikla streita getur valdið:

Blossi milli fasa eða til jarðar

Varanleg einangrunarskemmdir

Bráðnun leiðara eða eyðilegging búnaðar

• 1.2 Bakslag (skyndisóknir)

Þegar elding slær í sendingarturn eða jarðtengingu eykst möguleiki turnsins hratt. Ef jarðtengingarviðnám er of hátt getur hugsanleg hækkun farið yfir einangrunarstig oglosun aftur til spennuleiðara- sem veldur næstum jafn alvarlegum áhrifum og beint verkfall.

• 1.3 Ofspenna af völdum eldinga

Jafnvel án beins höggs getur elding í grenndinni valdið tímabundinni spennu á raf- og samskiptalínum í gegnumrafsegulsviðstenging. Þessar bylgjur eru minni að stærð en mun tíðari og geta samt skemmt viðkvæm rafeindastýrikerfi.

 

⚡Yfirspennueinkenni eldingar:

Eiginleiki	Gildi
Lengd	Tugir míkrósekúndna (hvatabylgjuform)
Amplitude	Up to >1 milljón volt
Tíðni	Fer eftir staðbundinni eldingarvirkni (keraunic level)
Áhrifasvið	Mikilvægast fyrir kerfi Minna en eða jafnt og 220 kV

🛡️ Algengar verndarráðstafanir:

Yfirborðshlífðarvírar (jarðvírar)

Lág-viðnám jarðtengingarkerfi

Bylgjurvið línuinnganga og tækjaútstöðvar

Hlífðar snúrur fyrir mikilvæga fóðrari

Innri yfirspenna: Kerfis-myndaðir skammvinnir

 

Ólíkt eldingum,innri yfirspennustafa af breytingum á eigin rekstrarástandi raforkukerfisins - eins og skiptaaðgerðir, bilanir eða ómunaðstæður.

• 2.1 Tímabundin yfirspenna (afl-tíðni yfirspenna)

Þetta eru viðvarandi hækkun á afl-tíðnispennu sem varir fránokkrar lotur upp í nokkrar sekúndur. Þeir koma venjulega fram á meðan:

Ferranti áhrif- Á löngum, létthlaðnum flutningslínum veldur dreifð rafrýmd línunnar að móttöku-endaspennan hækkar umfram sendandi-endaspennu. Þetta á sérstaklega við um langa kapalstrauma í dreifikerfi þéttbýlis.

Einfasa-til-jarðbilunar- Í kerfum sem ekki eru jarðtengd eða með resonant-jörð getur spennan á heilbrigðum fasum hækkað í √3 sinnum (≈1,73×) venjulegri fasaspennu við jarðtruflun.

Hleðsluhöfnun- Þegar stórt álag er skyndilega aftengt geta sjálfvirkir spennujafnarar rafala farið yfir áður en þeir verða stöðugir, sem veldur stuttri spennuhækkun.

Einkennandi:Miðlungs margfeldi yfirspennu (venjulega<1.5× rated) but long duration - which can cause thermal stress on equipment.

• 2.2 Skipta yfirspennu

Þetta eru hröð-hröðnandi skammvinn yfirspenna sem koma af staðaflrofar eða rofaaðgerðir. Algengar aðstæður eru:

Orkun óhlaðna-lína- Þegar rofi er lokað til að virkja langa flutningslínu eða kapal.

Endurloka starfsemi- Sjálfvirk lokun eftir tímabundna bilun.

Af-afvirkjun spennubreyta eða kjarnaofna- Að trufla litla inductive strauma.

Boga-yfirspenna jarðtengingar- Stöðugar ljósbogavillur í ójarðbundnum kerfum (algengar í 6kV–35kV dreifikerfi).

Einkennandi:Tilviljunarkennd tilvik, rotnun innan millisekúndna, en getur náð2,5–3,5× málspennavið -verstu aðstæður.

• 2.3 Ómun yfirspennur

Ómun yfirspennur eiga sér stað þegarinductive og rafrýmd viðbrögðí neti verða jafnvægi við eða nálægt afltíðni (eða harmónískri tíðni). Þau eru sérstaklega hættuleg vegna þess að þau geta haldið uppi háspennu í langan tíma.

Undirgerð	Vélbúnaður	Algengar staðsetningar
Línuleg ómun	Stöðugar L og C breytur	Langir kaplar, þéttabakkar
Ferroresonance	Mettanlegir járn-kjarna inductors (td spennir)	Ójarðaðir spennir hlutlausir, VT hringrásir
Parametric resonance	Tíma-breytileg færibreytur	Snúningsvélar, sérdrif

⚠️ Af hverju ferroresonance verðskuldar sérstaka athygli:

Í meðal-dreifikerfum getur járnreimleiki átt sér stað þegar spennir er virkjaður í gegnum kapal með háa rýmd, eða þegar einfasa rofi skilur eftir spenni tengdan í gegnum aðeins einn eða tvo fasa. Niðurstaðan getur orðið:

Viðvarandi yfirspenna allt að 3× einkunn

Mikill heyranlegur hávaði og titringur

Hitaskemmdir á spennikjarna og vafningum

Verndaraðferðir innihalda:hlutlausir jarðtengingarviðnám, dempunarrásir og stýrð rofatæki.

Samanburðartafla

 

Tegund yfirspennu	Aðal orsök	Dæmigert tímalengd	Amplitude Range	Ríkjandi áhætta fyrir
⚡ Elding	Bein/framkölluð verkföll	Míkrósekúndur (hvöt)	Up to >1 MV	Minna en eða jafnt og 220 kV kerfi
⏳ Tímabundið	Jarðbilun, álagshöfnun, Ferranti áhrif	Hringur í sekúndur	1,1–1,5× einkunn	Langir snúrur, EHV línur
🔘 Skiptir	Brotaaðgerðir, lokun aftur	Millisúndur	2,5–3,5× einkunn	Stærra en eða jafnt og 300 kV kerfi (en einnig MV net)
🌀 Ómur	LC ómun (línuleg/ferro/parametrisk)	Viðvarandi (stöðugt-ástand)	Allt að 3× einkunn	Ójarðbundin MV kerfi, spennir hlutlausir