- Какво е пренапрежението в мрежата и каква е неговата опасност?
- Вариации и класификация на мрежовите свръхнапрежения
- Основни причини
- Защита от пренапрежение
Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Пренапрежението на електрическата мрежа представлява сериозна заплаха за всяко електрическо оборудване, включително домакински уреди. Проблемът е, че поради естеството на този ефект е невъзможно напълно да се елиминира неговото проявление. В тази връзка са разработени няколко решения за защита на електрическото оборудване, за да се сведат до минимум отрицателните ефекти от увеличаване на напрежението. Подробна информация по тази тема е представена по-долу.
Какво е пренапрежението в мрежата и каква е неговата опасност?
Този термин се отнася до увеличаването на напрежението в електрическите мрежи или в електропроводите, които надвишават установената норма. Тя е ограничена до 5.0% и 10.0% (съответно допустимо и максимално допустимо отклонение). В ГОСТ 13109 91, който описва правилата, които трябва да отговарят на качеството на електричеството, е дадено по-детайлно определение на този ефект. Нормативният документ дава описание на два варианта на проявление на високо напрежение :
- Импулсно пренапрежение. Тя се проявява като рязко увеличаване на амплитудата на напрежението, след което се наблюдава намаляване до първоначалното ниво или близо до него (виж А на фиг. 1). Продължителност на импулса по-малка от 10, 0 милисекунди.
- Ефектът на временното пренапрежение. В този случай, номинален излишък от повече от 10.0% се наблюдава по-дълъг от 10.0 ms (виж B на фигура 1).
Пренапреженията са опасни, тъй като не само могат да забранят мрежовите уреди, но и да унищожат изолацията на електрическото оборудване. В последния случай се създава заплаха за човешкия живот и се увеличава рискът от извънредна ситуация. Повреда на електрическата изолация често причинява пожар.
В тази връзка, изборът на изолация трябва да се ръководи от съответните правила, подробна информация за това може да се намери на страниците на нашия сайт.
Вариации и класификация на мрежовите свръхнапрежения
В зависимост от факторите, които са довели до увеличаване на нивото на напрежението, отклоненията обикновено се разделят на следните видове свръхнапрежения:
- Външни пренапрежения, т. Е. В резултат на въздействие от трета страна върху електрическата мрежа. Като такива, може да има природни и причинени от човека фактори. Като пример за естествено въздействие може да се даде атмосферно явление като светкавица или магнитни бури. Пример за техногенния фактор е късо съединение с кабел за трамвайна или тролейбусна контактна мрежа или друг източник на ток от трета страна.
- Пренапрежение, причинено от вътрешни процеси в електроенергийната система. Те включват злополуки, смяна, внезапно претоварване и т.н.
Разгледайте отделно различните видове външни и вътрешни свръхнапрежения, да започнем с първия.
бурен
Този вид вълна причинява мълнии, които падат върху електропроводи. В резултат на това има рязък скок в линията, докато нормата може да бъде надвишена с порядък или повече. Продължителността на гръмотевичните бури рядко достига 10.0 ms. Въпреки толкова кратко време, размерът на електрическия разряд е толкова висок, че електрическото оборудване, свързано към мрежата, се проваля независимо от нивото на изолация.
Към този тип принадлежат и индуцираните пренапрежения, които възникват в случаите, когато мълниеносни изхвърляния попадат на земята близо до електропроводи. Това води до рязко увеличаване на интензивността на електромагнитните полета и, като следствие, до формиране на импулсни токове.
техногенна
В повечето случаи този фактор е свързан с къси съединения между източник на електричество от трети страни и въздушни линии. Типичен пример за такъв инцидент е прекъсването на контактния проводник на градския електротранспорт и последващото му влизане в високоволтова линия, захранваща жилищни сгради или други обекти. Резултатът ще бъде повреда на електрическото оборудване, свързано към мрежата, където се е случило произшествието.
Има и други фактори, причинени от човека, като например ЕМВ, причинени от ядрена експлозия.
Сега ще се спрем на кратко описание на вътрешните разновидности на свръхнапрежението.
превключване
Този термин се отнася до преходни процеси, причинени от резки промени в режимите на работа на енергийната система. Такъв ефект може да предизвика превключващи устройства, увеличаване на индуктивни товари и др. Основните причини ще бъдат разгледани отделно.
За този вид отклонение е характерна висока честота на импулсите на напрежението, като за амплитудата може да се измерва в киловолт. Характерът на процесите се влияе както от параметрите на електрическата мрежа, така и от скоростта на комутационното оборудване.
електростатичен
Среща се в резултат на натрупването на електростатика в суха среда. Този процес води до образуването на силно електростатично поле, чието изпускане за кратко време увеличава напрежението на електрическата мрежа. Не е възможно да се предвиди проявлението на този ефект.
пулс
В допълнение към гръмотевичните разряди и процеси на превключване, напрежението на напрежението може да бъде причинено от електромагнитни смущения, както и други причини, свързани с квазистационарността.
quasistationary
Продължителността на този вид отклонение може да варира от няколко милисекунди до час или повече, това зависи от причините за свръхнапрежението. Този тип пренапрежение може да бъде: резонансен, параметричен, модален и ферорезонант. Кратко описание на тези подвидове, както и техните причини, ще бъдат дадени в следващия раздел.
Основни причини
Тъй като вече са били взети предвид външни фактори, ние незабавно ще преминем към вътрешни причини, причиняващи увеличаване на напрежението, ще започнем от ред. Фактори на превключване:
- Внезапно изключване на товара, когато защитните устройства действат, например, въздушни прекъсвачи, създават силни смущения, особено в случай на аварийно изключване на електропроводи.
- Комутационни инсталации.
- Изключване на мощни електрически машини и силови трансформатори (причинява индуктивни токове да влияят на линията).
- Пренасочване на линии.
Пример за типично отклонение на напрежението на превключване е отбелязано в синьо в графиката по-долу.
Квазистационарните отклонения могат да бъдат причинени от следните фактори:
- Режим, към който са включени:
- асиметрично късо съединение към земя в мрежа с изолиран неутрал;
- дъгова верига в линии с напрежение 6.0-35.0 kV (дъгови пренапрежения);
- ускорение на генераторната система поради внезапно претоварване;
- неправилно фазиране на трансформаторни инсталации;
- други неблагоприятни комбинации на ЕРС в електрическата мрежа.
- Резонансни пренапрежения . Те се случват в случая, когато честотите на принудителната ЕМП и отделна част от мрежата са близки до съвпадение. Ако това се случи, “капацитивният ефект” ще доведе до пренапрежение.
В случая, когато линията работи в режим на непълна фаза и към нея е свързан трансформатор, който има заземен неутрал, има голяма вероятност да се образува резонансна верига. Взаимодействието ще възникне между индуктивността на трансформаторната инсталация и междуфазовия капацитет също ще предизвика високо съотношение на пренапрежение.
- Ферорезонантно свръхнапрежение . Този тип отклонение може да се наблюдава, когато се формира резонансна осцилираща верига, която отговаря на следните условия:
- честота, близка до 50, 0 Hz;
- възникват по-ниски и по-високи хармоници;
- индуктивният компонент има наситено магнитно ядро.
В случай на непълен фазов режим на системата, ефектът от ферорезонанса е възможен в схеми, където има индуктивност, образувана от серийно свързани трансформатори.
Защита от пренапрежение
Организацията на защитата на електрическите мрежи от жилищни сгради от въздействието на външни фактори, както естествени, така и изкуствени, се възлага на фирми, които предоставят електрически услуги. Мълниезащита, както и други защитни устройства са включени в задължителното оборудване на подстанциите на всяко ниво.
Ситуацията е съвсем различна, когато частните къщи се захранват от въздушни линии. В такава ситуация е необходимо да се организира защита от големи външни токове, произтичащи от отделянето на мълнии независимо. За целта се използват специални приспособления - супресори. Схемата на тяхното свързване е представена по-долу.
Имайте предвид, че пренапреженията са създадени, за да се предпази от превключващи и гръмотевични импулси, те не са в състояние да осигурят защита срещу други отрицателни фактори, предизвикващи увеличаване на фазовото напрежение.
За да се ограничат ефектите от превключване и квазистационарни процеси, ще се изисква комплексна защита. Тя може да бъде организирана на базата на реле за напрежение и стабилизатор за цялата къща. Релето трябва да отговаря на общата мощност на товара и да бъде монтирано на входа. Обхватът на спусъка (долна и горна граница) може да се зададе самостоятелно, като се вземат предвид характеристиките на линията.
Когато входното напрежение надвиши зададения праг, релето ще работи и ще изключи захранването, след като ситуацията се нормализира, домашната мрежа ще се свърже отново.
За да елиминирате смущения и да възстановите приемливо качество на електричеството, трябва да инсталирате регулатор на напрежението за цялата къща или апартамент. При избора на устройство е необходимо да се вземе предвид максималната обща мощност на товара. Ако в къщата има уреди, за които качеството на напрежението не е критично (бойлер, електрическа пещ и т.н.), тогава те могат да бъдат свързани, заобикаляйки стабилизатора.