전기 네트워크의 과전압

과전압은 전기 네트워크 요소의 절연에서 가장 높은 작동 전압(Unom)의 진폭을 초과하는 전압입니다. 적용 장소에 따라 위상, 간상, 내부 권선 및 접점 간 과전압이 구별됩니다. 후자는 동일한 위상의 스위칭 장치(스위치, 단로기)의 열린 접점 사이에 전압이 적용될 때 발생합니다.

다음과 같은 과전압 특성이 구별됩니다.

• 최대값 Umax 또는 다중도 K = Umax / Unom;

• 노출 기간;

• 곡선 모양;

• 네트워크 요소의 범위 너비.

이러한 특성은 많은 요인에 따라 달라지기 때문에 통계적 분산의 영향을 받습니다.

서지 보호 조치의 타당성 및 절연 선택을 연구할 때 전력 시스템 장비의 다운타임 및 비상 수리로 인한 손상의 통계적 특성(수학적 기대 및 편차)과 장비 고장을 고려할 필요가 있습니다. , 제품 거부 및 전기 소비자 간의 기술 프로세스 중단.

고전압 네트워크의 주요 과전압 유형은 그림 1에 나와 있습니다.

쌀. 1. 고전압 네트워크의 주요 과전압 유형

전기 회로의 요소에 저장되거나 발전기에 의해 공급되는 전자기 에너지의 변동으로 인해 발생하는 내부 과전압. 발생 조건 및 가능한 절연 노출 기간에 따라 고정, 준 고정 및 전환 과전압이 구별됩니다.

스위칭 과전압 - 회로 또는 네트워크 매개변수(라인, 변압기 등의 계획 및 비상 스위칭)의 갑작스러운 변경 중에 발생하며 접지 오류 및 위상 간 결과가 발생합니다. 전기 네트워크의 요소(선 도체 또는 변압기 및 리액터의 권선)가 켜지거나 꺼지면(에너지 전송 중단) 진동 과도 현상이 발생하여 상당한 과전압이 발생할 수 있습니다. 코로나가 발생하면 손실은 이러한 과전압의 첫 번째 피크에 완충 효과를 줍니다.

전기 회로의 용량 성 전류 중단은 회로 차단기에서 반복되는 아크 발생과 반복되는 과도 및 과전압 및 변압기의 유휴 속도에서 작은 유도 전류의 트리핑을 동반 할 수 있습니다. 회로 차단기의 아크 강제 중단 및 에너지의 진동 전이 병렬 전력의 전기장 에너지에서 자기 변압기 필드의. 아크 접지 결함으로 고립된 중립 네트워크에서 다중 아크 스트라이크 및 해당 아크 서지의 발생도 관찰됩니다.

준정지 과전압이 발생하는 주된 이유는 예를 들어 발전기에 의해 공급되는 단일 종단 전송선에 의해 발생하는 용량성 효과입니다.

예를 들어 한 위상이 접지로 단락될 때 발생하는 비대칭 라인 모드, 회로 차단기의 한 위상 또는 두 위상의 단선으로 인해 기본 주파수 전압이 추가로 증가하거나 일부 더 높은 고조파(주파수의 배수)에서 과전압이 발생할 수 있습니다. EMF … 발전기의.

비선형 특성을 가진 시스템의 모든 요소(예: 포화 자기 코어가 있는 변압기)는 높거나 낮은 고조파 및 해당 철 공진 과전압의 원인이 될 수도 있습니다. 전기 회로의 고유 주파수에 맞춰 주기적으로 회로 매개변수(발전기 인덕턴스)를 변경하는 기계적 에너지원이 있는 경우 매개변수 공진이 발생할 수 있습니다.

경우에 따라 여러 정류 또는 기타 불리한 요인이 부과될 때 다중성이 증가함에 따라 내부 과전압이 발생할 가능성도 고려해야 합니다.

절연 비용이 특히 중요하고 강력한 것으로 밝혀진 330-750kV 네트워크에서 스위칭 과전압을 제한하려면 밸브 제한 장치 또는 원자로. 전압 등급이 낮은 네트워크에서는 피뢰기가 내부 과전압을 제한하는 데 사용되지 않으며 피뢰기의 특성은 내부 과전압에서 작동하지 않도록 선택됩니다.

낙뢰 서지는 외부 서지를 말하며 외부 기전력에 노출될 때 발생합니다. 가장 큰 낙뢰 서지는 라인과 변전소에 직접적인 낙뢰가 발생할 때 발생합니다. 전자기 유도로 인해 근처에서 낙뢰가 발생하면 유도 서지가 발생하여 일반적으로 절연 전압이 추가로 증가합니다. 변전소 또는 전기 기계에 도달하여 패배 지점에서 확산 전자파, 절연체에 위험한 과전압이 발생할 수 있습니다.

네트워크의 안정적인 작동을 보장하려면 효과적이고 경제적인 낙뢰 보호를 구현해야 합니다. 직접적인 낙뢰에 대한 보호는 110kV 이상의 가공선 도체 위의 높은 수직 피뢰침 및 낙뢰 보호 케이블을 사용하여 수행됩니다.

라인에서 오는 서지에 대한 보호는 모든 전압 등급의 라인에 있는 변전소에 접근할 때 낙뢰 보호 기능이 개선된 변전소의 밸브 및 파이프 어레스터에 의해 수행됩니다.특수 피뢰기, 커패시터, 리액터, 케이블 인서트 및 가공선 접근을 위한 개선된 낙뢰 보호를 통해 회전 기계의 특히 안정적인 낙뢰 보호를 제공해야 합니다.

아크 억제 코일, 라인의 자동 재폐로 및 단축, 조심스러운 절연 방지, 정지 및 접지를 통한 네트워크의 중립 부분 접지 사용은 라인의 신뢰성을 크게 높입니다.

전압에 대한 노출 시간이 증가함에 따라 절연체의 절연 내력이 감소한다는 점에 유의해야 합니다. 이와 관련하여 동일한 진폭의 내부 및 외부 과전압은 절연에 다른 위험을 나타냅니다. 따라서 절연 수준은 단일 내전압 값으로 특성화할 수 없습니다.

필요한 절연 수준 선택, 즉 시스템에서 발생하는 과전압에 대한 철저한 분석 없이는 소위 절연 조정이라고 하는 테스트 전압 선택이 불가능합니다.

절연 조정 문제는 주요 문제 중 하나입니다. 이 상황은 하나 또는 다른 공칭 전압의 사용이 궁극적으로 절연 비용과 시스템의 전도성 요소 비용 간의 비율에 의해 결정된다는 사실 때문입니다.

격리 조정 문제는 기본 작업으로 시스템 격리 수준 설정을 포함합니다. 격리 조정은 적용된 과전압의 지정된 진폭 및 파형을 기반으로 해야 합니다.

현재 계통에서는 대기 과전압에 대해 220kV까지 절연 협조를 하고 있으며, 220kV 이상에서는 내부 과전압을 고려하여 협조해야 한다.

대기 서지에서 절연 조정의 본질은 대기 서지를 제한하기 위한 주요 장치로서 밸브의 특성과 절연체의 임펄스 특성의 조정(일치)입니다. 연구에 따르면 테스트 전압의 표준파가 채택됩니다.

내부 과전압을 조정할 때 내부 과전압의 발생 형태가 더 다양하기 때문에 단일 보호 장치의 사용에 집중하는 것은 불가능합니다. 션트 리액터, 재점화 없는 스위치 사용, 특수 스파크 갭 사용과 같은 네트워크 체계에서 필요한 간결성을 제공해야 합니다.

내부 과전압의 경우 최근까지 절연 테스트 파형의 정규화가 아직 수행되지 않았습니다. 많은 자료가 이미 축적되었으며 가까운 장래에 테스트 파동의 해당 정규화가 수행될 가능성이 높습니다.