- Čo je to prepätie v sieti a aké je jeho nebezpečenstvo?
- Variácie a klasifikácia sieťových prepätí
- Hlavné dôvody
- Prepäťová ochrana
Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Prepätie elektrickej siete predstavuje vážnu hrozbu pre akékoľvek elektrické zariadenia, vrátane domácich spotrebičov. Problém je v tom, že vzhľadom na charakter tohto efektu nie je možné úplne odstrániť jeho prejavy. V tomto ohľade bolo vyvinutých niekoľko riešení na ochranu elektrických zariadení, aby sa minimalizovali negatívne účinky zvýšenia napätia. Podrobné informácie o tejto téme sú uvedené nižšie.
Čo je to prepätie v sieti a aké je jeho nebezpečenstvo?
Tento pojem sa vzťahuje na zvýšenie napätia v elektrických sieťach alebo elektrických vedeniach nad rámec stanovenej normy. Je obmedzená na 5, 0% a 10, 0% (prípustná a maximálna prípustná odchýlka). V GOST 13109 91, ktorý opisuje pravidlá, ktoré musia byť v súlade s kvalitou elektriny, je uvedená podrobnejšia definícia tohto efektu. Normatívny dokument uvádza opis dvoch variantov prejavu vysokého napätia :
- Pulzné prepätie. Vykazuje sa ako prudký nárast amplitúdy napätia, po ktorom sa pozoruje pokles na počiatočnú úroveň alebo blízko k nej (pozri A na obr. 1). Trvanie impulzu kratšie ako 10, 0 milisekúnd.
- Vplyv dočasného prepätia. V tomto prípade je pozorovaný nominálny prebytok väčší ako 10, 0% dlhší ako 10, 0 ms (pozri B na Obrázku 1).
Prepätia sú nebezpečné v tom, že môžu nielen vypnúť sieťové zariadenia, ale aj zničiť izoláciu elektrických zariadení. V druhom prípade sa vytvára hrozba pre ľudský život a zvyšuje sa riziko núdzového stavu. Poškodenie elektrickej izolácie často spôsobuje požiar.
V tomto ohľade by sa mala voľba izolácie riadiť príslušnými pravidlami, podrobné informácie o nich nájdete na našich webových stránkach.
Variácie a klasifikácia sieťových prepätí
V závislosti od faktorov, ktoré spôsobili zvýšenie úrovne napätia, sa odchýlky zvyčajne delia na nasledujúce typy prepätí:
- Vonkajšie prepätia, to znamená v dôsledku vplyvu tretej strany na sieť. Ako také môžu existovať prírodné a človekom vytvorené faktory. Ako príklad prirodzeného nárazu je možné uviesť atmosférický jav, ako napríklad blesky alebo magnetické búrky. Príkladom technogénneho faktora je skrat s električkovým alebo trolejbusovým kontaktným sieťovým vodičom alebo iným zdrojom prúdu tretej strany.
- Prepätie spôsobené vnútornými procesmi v energetickom systéme. Patria k nim nehody, spínanie, náhle uvoľnenie bremena atď.
Zvážte oddelene rôzne typy vonkajšieho a vnútorného prepätia, začnime s prvým.
búrlivý
Tento typ prepätia spôsobuje bleskové výboje, ktoré spadli na elektrické vedenia. Výsledkom je prudký nárast v trati, zatiaľ čo norma môže byť prekročená rádovo alebo viac. Trvanie búrky sa zriedka blíži 10, 0 ms. Napriek tak krátkej dobe je veľkosť elektrického výboja taká vysoká, že elektrické zariadenie pripojené k sieti zlyhá bez ohľadu na úroveň izolácie.
K tomuto typu patria aj indukované prepätia, ktoré vznikajú v prípade, keď bleskové výboje dopadajú na zem v blízkosti elektrických vedení. To spôsobuje prudký nárast intenzity elektromagnetických polí a v dôsledku toho tvorbu impulzných prúdov.
technogenní
Vo väčšine prípadov je tento faktor spojený so skratmi medzi zdrojom elektrickej energie tretej strany a nadzemným vedením. Typickým príkladom takejto nehody je prerušenie trolejového vedenia mestskej elektrickej dopravy a jej následný vstup do vedenia vysokého napätia, ktoré napája obytné domy alebo iné objekty. Výsledkom bude porucha elektrického zariadenia pripojeného k sieti, kde došlo k nehode.
Existujú aj ďalšie faktory, ako napríklad EMR spôsobené jadrovým výbuchom.
Teraz sa obraciame na stručný opis interných druhov prepätia.
spínacie
Tento pojem sa vzťahuje na prechodné stavy spôsobené prudkými zmenami prevádzkových režimov energetického systému. Takýto efekt môže spúšťať spínacie zariadenia, zvýšenie indukčných záťaží atď. Hlavné dôvody sa budú posudzovať oddelene.
Pre tento typ odchýlky je charakteristická vysoká frekvencia napäťových impulzov, ako pre amplitúdu, môže byť meraná v kilovoltoch. Povaha procesov je ovplyvnená tak parametrami elektrickej siete, ako aj rýchlosťou spínacieho zariadenia.
elektrostatický
Vyskytuje sa v dôsledku akumulácie elektrostatiky v suchom prostredí. Tento proces vedie k vytvoreniu silného elektrostatického poľa, ktorého vybíjanie krátko zvyšuje napätie elektrickej siete. Nie je možné predvídať prejavy tohto efektu.
pulz
Okrem bleskových výbojov a spínacích procesov môžu byť napäťové rázy spôsobené aj elektromagnetickým rušením, ako aj inými príčinami súvisiacimi s kvázistacionármi.
kvazistacionární
Trvanie tohto typu odchýlky sa môže meniť od niekoľkých milisekúnd do hodiny alebo viac, závisí od príčin prepätia. Tento typ prepätia môže byť: rezonančný, parametrický, modálny a ferorezonant. Stručný opis týchto poddruhov, ako aj ich príčiny, budú uvedené v nasledujúcej časti.
Hlavné dôvody
Vzhľadom k tomu, že vonkajšie faktory už boli zvážené, okamžite sa presunieme k vnútorným príčinám, ktoré spôsobia zvýšenie napätia, začneme v poriadku. Prepínacie faktory:
- Náhle odpojenie záťaže, keď pôsobia ochranné zariadenia, napríklad ističe vzduchu, spôsobujú silné rušenie, najmä v prípade núdzového odpojenia elektrických vedení.
- Inštalácia spínacích kondenzátorov.
- Vypnutie výkonných elektrických strojov a výkonových transformátorov (spôsobí ovplyvnenie indukčných prúdov).
- Prepínanie vedení.
Príklad typickej odchýlky spínacieho napätia je v nižšie uvedenom grafe označený modrou farbou.
Kvazistacionárne odchýlky môžu byť spôsobené nasledujúcimi faktormi:
- Režim zahŕňajú:
- asymetrický skrat na zem v sieti s izolovanou neutrálnou;
- oblúkový obvod v vedeniach s napätím 6, 0-35, 0 kV (prepätie elektrickým oblúkom);
- zrýchlenie generátora v dôsledku náhleho odpojenia záťaže;
- nesprávne fázovanie transformátorových inštalácií;
- iné nepriaznivé kombinácie emf v sieti.
- Rezonančné prepätia . Vyskytujú sa v prípade, keď sú frekvencie núteného EMF a samostatná časť siete blízko náhody. Ak sa tak stane, „kapacitný efekt“ bude viesť k prepätiu.
V prípade, že linka pracuje v neúplnom fázovom režime a je k nej pripojený transformátor, ktorý má uzemnený nulový vodič, je vysoká pravdepodobnosť, že sa vytvorí rezonančný obvod. Interakcia nastane medzi indukciou inštalácie transformátora a medzifázovou kapacitou tiež spôsobí vysoký pomer prepätia.
- Prepätie ferorezonantu . Tento typ odchýlky možno pozorovať, keď sa vytvorí rezonančný oscilačný obvod, ktorý spĺňa nasledujúce podmienky:
- frekvencia blízka 50, 0 Hz;
- vyskytujú sa nižšie a vyššie harmonické;
- indukčná zložka má nasýtené magnetické jadro.
V prípade neúplného fázového režimu systému je účinok ferorezonancie možný v obvodoch, kde je indukčnosť tvorená sériovo zapojenými transformátormi.
Prepäťová ochrana
Organizácia poskytujúca služby v oblasti elektroenergetiky zabezpečuje organizáciu ochrany elektrických sietí bytových domov pred účinkami vonkajších faktorov, prirodzených aj človekom spôsobených. Ochrana pred bleskom, ako aj iné ochranné zariadenia sú súčasťou povinného vybavenia rozvodní akejkoľvek úrovne.
Situácia je úplne iná, keď sú súkromné domy napájané nadzemným vedením. V takejto situácii je nevyhnutné organizovať ochranu pred veľkými vonkajšími prúdmi vznikajúcimi pri výbojoch blesku nezávisle. Na tento účel sa používajú špeciálne zariadenia - odrušovače. Schéma ich pripojenia je uvedené nižšie.
Všimnite si, že zvodiče prepätia boli vytvorené na ochranu proti spínacím a búrkovým impulzom, nie sú schopné poskytnúť ochranu proti iným negatívnym faktorom spôsobujúcim zvýšenie fázového napätia.
Na obmedzenie účinkov spínacích a kvázi-stacionárnych procesov bude potrebná komplexná ochrana. Môže byť organizovaná na základe napäťového relé a stabilizátora pre celý dom. Relé musí zodpovedať celkovému zaťaženiu a musí byť inštalované na vstupe. Rozsah spúšte (dolná a horná hranica) môže byť nastavený nezávisle, s prihliadnutím na vlastnosti linky.
Keď vstupné napätie prekročí nastavenú prahovú hodnotu, relé bude pracovať a vypne napájanie potom, čo sa situácia normalizuje, domáca sieť sa znovu pripojí.
Aby ste eliminovali rušenie a obnovili prijateľnú kvalitu elektriny, mali by ste nainštalovať regulátor napätia pre celý dom alebo byt. Pri výbere zariadenia je potrebné zohľadniť maximálny celkový výkon. Ak má dom spotrebiče, pre ktoré nie je kvalita napätia kritická (kotol, elektrická pec, atď.), Potom môžu byť pripojené obtokom stabilizátora.