Пириева Н.М., Тагизаде Л.Н.
ОГРАНИЧИТЕЛИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ И ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ *
Аннотация:
понижающие и повышающие трансформаторы применяются в сетях высокого и низкого напряжения. Трансформаторы являются основой сетей высокого напряжения. Напряжение, получаемое от генератора, увеличивается с помощью трансформатора и передается по линиям электропередачи. Повышенное напряжение снова понижается и распределяется через трансформатор напряжения, чтобы передать его пользователю. В статье изучена и показана защита трансформаторов и объектов от перенапряжений.
Ключевые слова:
трансформатор, высокого напряжения, внутреннее перенапряжение, оборудования, молниеотводы
DOI 10.24412/2712-8849-2024-170-772-778
Известно, что трансформаторы существуют уже более 130 лет. Никаких изменений в принципе работы данного электрооборудования с момента его появления не произошло. Однако с годами, по мере развития науки и техники, производство трансформаторов и технологического оборудования стало модернизироваться. Также модернизировано оборудование, используемое при производстве трансформатора. Перенапряжение – напряжение в электрической сети по какой-либо причине превышает избыток.При перенапряжениях ухудшаются условия работы изоляции, поскольку напряжение может во много раз превышать максимальное рабочее напряжение (Uраб.mak).1) внешний (вызванный молнией),2) внутренние (коммутационные процессы в электрических сетях).Основными характеристиками экстремального напряжения являются:Максимальное значение амплитуды напряжения при предельном напряжении Uмак или предельном повышении напряжения:/Продолжительность напряжений.Форма кривой перенапряжения (апериодическая, колебательная, высокочастотная).Широкий охват элементов электрических схем.Каждая из указанных характеристик имеет стохастический характер и большую статистическую дисперсию. Они учитываются при расчетах. Грозовые перенапряжения более опасны для изоляции высоковольтных (U ? 220 кВ) устройств низкого класса. Их изоляция выдерживает любые коммутационные перенапряжения. Коммутационные перенапряжения более опасны для изоляции высококлассных установок высокого и сверхвысокого напряжения (U > 330 кВ).Ограничение перенапряжения осуществляется с помощью защитных разрядников, трубчатых разрядников, вентильных разрядников, нелинейных ограничителей перенапряжения и цепей (реакторы, конденсаторы, активные сопротивления и т.п.).Внутренние перенапряжения очень разные. Причин их возникновения множество (обрывы линии и трансформаторов, другие обрывы, обрывы фаз, короткие замыкания, замыкание и перфорация поверхности изоляторов). Внутренние перенапряжения вызываются изменением энергии, запасенной в элементах сети или поступающей в сеть от источников энергии (генераторов, изменяющих исходные параметры). Элементами электрической сети являются: источники энергии, коллекторы энергии (конденсаторы, катушки индуктивности), поглотители энергии (активные сопротивления, явление короны, проводимость изоляции).Различают три вида внутреннего перенапряжения: коммутационное, квазистационарное (решительное), стационарное. При попадании молнии в землю могут быть повреждены различные объекты, в том числе воздушные линии электропередачи, подстанции и станции. Прохождение тока молнии через объект создает волну напряжения молнии, которая может привести к разрушению изоляции электрооборудования. Стандартная волна напряжения используется при расчете электрической прочности импульса.Молниеотводы используются для защиты объектов от ударов молнии. В зависимости от объекта защиты применяют стержневые (на подстанциях) или кабельные (в линиях высокого напряжения) молниеотводы. Главным условием эффективной работы молниеотводов является их хорошее заземление.Наибольшие грозовые перенапряжения возникают при прямом попа-дании молнии в линию или подстанцию. В месте удара молнии образуются миллионы вольт кратковременного (импульсного) напряжения, превы-шающего импульсную электрическую прочность изоляции линий электропередачи и электрооборудования. Для надежной работы электрической сети должна быть организована эффективная и действенная молниезащита.Для защиты от прямого удара молнии объект должен находиться точно в пределах защитной сферы громоотвода. Зоной защиты молниеотводов является пространство вокруг молниеотвода, куда с меньшей вероятностью попадут грозовые разряды. Молниеотводы тroc в основном используются для защиты линий высокого напряжения. При этом используются не защиты зоны, а защитные углы, т. е. углы между верти-кальной линией, перпендикулярной кабелю, и линией, соединяющей провод с кабелем (рисунок 1).Молниезащита подстанций требует и других видов защиты, кроме защиты от прямого удара молнии:1) защита заземляемых конструкций подстанций от замыканий при ударе молнии, т.е. от обратного замыкания от заземляемых элементов на токоведущие части оборудования,2) защита от приходящих волн с линии. /Рисунок 1. Зона защиты молниеотвода тroc.Для выполнения первого требования сопротивление заземления подстанции должно быть низким. При напряжении выше 1000 В сопротивление заземления подстанции Rt ? 0,5 Ом. Снижение Rt является наиболее эффективным способом защиты от обратного замыкания.Для выполнения второго требования используются ограничители перенапряжения. Клапанный разрядник имеет вольтсекундную характеристику. Это позволяет оборудованию защитить участки линии от колебаний волн в широком диапазоне.ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В статье рассматриваются причины внутренней и внешней перенапряжения. Указана защита объектов, станций и подстанций, в том числе трансформаторов, от перенапряжений. Исследованы способы защиты от перенапряжений и их места расположения.
Номер журнала Вестник науки №1 (70) том 3
Ссылка для цитирования:
Пириева Н.М., Тагизаде Л.Н. ОГРАНИЧИТЕЛИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ И ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ // Вестник науки №1 (70) том 3. С. 772 - 778. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/12541 (дата обращения: 18.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2024. 16+