- Co je to přepětí v síti a jaké je její nebezpečí?
- Variace a klasifikace síťových přepětí
- Hlavní důvody
- Přepěťová ochrana
Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Přepětí elektrické sítě představuje vážné ohrožení všech elektrických zařízení, včetně domácích spotřebičů. Problém je v tom, že vzhledem k povaze tohoto efektu není možné zcela vyloučit jeho projev. V tomto ohledu bylo vyvinuto několik řešení pro ochranu elektrických zařízení, aby se minimalizovaly negativní účinky zvýšení napětí. Podrobné informace k tomuto tématu jsou uvedeny níže.
Co je to přepětí v síti a jaké je její nebezpečí?
Tento termín se týká zvýšení napětí v elektrických sítích nebo elektrických vedeních nad rámec stanovené normy. Je omezena na 5, 0% a 10, 0% (přípustná a maximální přípustná odchylka). V GOST 13109 91, která popisuje pravidla, která musí být v souladu s kvalitou elektřiny, je dána podrobnější definice tohoto efektu. Normativní dokument popisuje dva varianty projevu vysokého napětí :
- Pulzní přepětí. To se projevuje jako prudký nárůst amplitudy napětí, po kterém je pozorován pokles na počáteční úroveň nebo blízko ní (viz A na obr. 1). Trvání pulsu kratší než 10, 0 milisekund.
- Vliv dočasného přepětí. V tomto případě je pozorován nominální přebytek vyšší než 10, 0% delší než 10, 0 ms (viz B na obr. 1).
Přepětí je nebezpečné v tom, že mohou nejen vypnout síťová zařízení, ale také zničit izolaci elektrických zařízení. V tomto případě vzniká hrozba pro lidský život a zvyšuje se riziko nouzového stavu. Poškození elektrické izolace často způsobuje požár.
V tomto ohledu by se výběr izolace měl řídit příslušnými pravidly, podrobné informace o tom naleznete na stránkách našich stránek.
Variace a klasifikace síťových přepětí
V závislosti na faktorech, které způsobily zvýšení napěťové hladiny, se odchylky obvykle dělí na následující typy přepětí:
- Externí přepětí, tj. Vyplývající z dopadu třetí strany na síť. Jako takové mohou existovat přirozené a člověkem způsobené faktory. Jako příklad přirozeného dopadu lze uvést atmosférický jev, jako jsou blesky nebo magnetické bouře. Příkladem technogenního faktoru je zkrat s tramvajovým nebo trolejbusovým kontaktním drátem nebo jiným zdrojem proudu třetí strany.
- Přepětí způsobené interními procesy v energetickém systému. Mezi ně patří nehody, spínání, náhlý únik nákladu atd.
Zvažte odděleně různé typy vnějších a vnitřních přepětí, začněme první.
Bouřka
Tento typ přepětí způsobuje výboje blesku, který spadl na elektrické vedení. Výsledkem jsou ostré přepětí v lince, zatímco norma může být překročena řádově nebo více. Trvání bouřek se zřídka blíží 10, 0 ms. I přes tak krátkou dobu je velikost elektrického výboje tak vysoká, že elektrické zařízení připojené k síti selhává bez ohledu na úroveň izolace.
K tomuto typu patří také indukované přepětí, které vznikají v případě, kdy blesky spadnou na zem v blízkosti elektrických vedení. To způsobuje prudký nárůst intenzity elektromagnetických polí a v důsledku toho tvorbu impulsních proudů.
Technogenní
Ve většině případů je tento faktor spojen se zkraty mezi zdrojem elektřiny třetí strany a nadzemním vedením. Typickým příkladem takové nehody je přerušení trolejového vedení městské elektrické dopravy a její následný vstup do vedení vysokého napětí, které napájí obytné domy nebo jiné objekty. Výsledkem bude selhání elektrického zařízení připojeného k síti, kde došlo k nehodě.
Existují i jiné umělé faktory, jako je například EMR způsobená jaderným výbuchem.
Nyní se obracíme na stručný popis interních variant přepětí.
Přepínání
Tento termín označuje přechodné jevy způsobené prudkými změnami v provozních režimech energetického systému. Takový efekt může spouštět spínací zařízení, zvyšovat indukční zatížení atd. Hlavní důvody budou posuzovány odděleně.
Pro tento typ odchylky je charakteristická vysoká frekvence napěťových impulsů, jako je tomu u amplitudy, může být měřena v kilovoltech. Povaha procesů je ovlivněna jak parametry elektrické sítě, tak rychlostí spínacího zařízení.
Elektrostatické
Vyskytuje se v důsledku hromadění elektrostatiky v suchém prostředí. Tento proces vede k vytvoření silného elektrostatického pole, jehož vybíjení krátce zvyšuje napětí elektrické sítě. Není možné předpovědět projev tohoto efektu.
Impulz
Kromě bleskových výbojů a spínacích procesů mohou být napěťové přepětí způsobeny elektromagnetickým rušením a dalšími příčinami souvisejícími s kvazistationary.
Kvazistationary
Trvání tohoto typu odchylky se může měnit od několika milisekund do hodiny nebo více, záleží na příčinách přepětí. Tento typ přepětí může být: rezonanční, parametrický, modální a ferroresonant. Stručný popis těchto poddruhů, stejně jako jejich příčiny, bude uveden v další části.
Hlavní důvody
Vzhledem k tomu, že vnější faktory již byly vzaty v úvahu, okamžitě přejdeme k vnitřním důvodům, které způsobují nárůst napětí, začneme v pořádku. Přepínací faktory:
- Náhlé odpojení zátěže při působení ochranných zařízení, například jističů vzduchu, vytváří silné rušení, zejména v případě nouzového odpojení elektrických vedení.
- Spínací kondenzátorové instalace.
- Vypínání výkonných elektrických strojů a výkonových transformátorů (způsobuje, že indukční proudy ovlivňují vedení).
- Přepínání vedení.
Příklad typické odchylky spínacího napětí je v grafu níže označen modře.
Kvazistacionární odchylky mohou být způsobeny následujícími faktory:
- Režim zahrnuje:
- asymetrický zkrat na zem v síti s izolovaným neutrálem;
- obloukový obvod v linkách s napětím 6, 0-35, 0 kV (přepětí oblouku);
- zrychlení soustavy generátoru v důsledku náhlého odpojení zátěže;
- nesprávné fázování instalací transformátorů;
- jiné nepříznivé kombinace emf v síti.
- Rezonanční přepětí . Vyskytují se v případě, kdy se frekvence nuceného EMF a samostatná část sítě blíží shodě okolností. Pokud k tomu dojde, „kapacitní efekt“ povede k přepětí.
V případě, že linka pracuje v neúplném fázovém režimu a je k ní připojen transformátor, který má uzemněný nulový vodič, existuje vysoká pravděpodobnost vytvoření rezonančního obvodu. Interakce nastane mezi indukčností instalace transformátoru a mezifázovou kapacitou také způsobí vysoký poměr přepětí.
- Přepětí ferorezonantu . Tento typ odchylky lze pozorovat, když se vytvoří rezonanční oscilační obvod, který splňuje následující podmínky:
- frekvence blízká 50, 0 Hz;
- vyskytují se nižší a vyšší harmonické;
- indukční složka má nasycené magnetické jádro.
V případě neúplného fázového režimu systému je možný vliv ferorezonance v obvodech, kde je indukčnost tvořena sériově zapojenými transformátory.
Přepěťová ochrana
Organizace, které poskytují služby v oblasti elektroenergetiky, zajišťují ochranu elektrických sítí bytových domů před účinky vnějších faktorů, jak přírodních, tak umělých. Ochrana před bleskem a další ochranná zařízení jsou součástí povinného vybavení rozvoden jakékoliv úrovně.
Situace je zcela jiná, když jsou soukromé domy napájeny nadzemním vedením. V takové situaci je nutné organizovat ochranu před velkými vnějšími proudy vznikajícími z bleskových výbojů nezávisle. Pro tento účel se používají speciální zařízení - potlačovače přepětí. Schéma jejich zapojení je uvedeno níže.
Povšimněte si, že svodiče přepětí byly vytvořeny pro ochranu před spínacími a bouřkovými impulsy, nejsou schopny poskytnout ochranu proti jiným negativním faktorům, které způsobují zvýšení fázového napětí.
Aby se omezily účinky spínacích a kvazi-stacionárních procesů, bude vyžadována komplexní ochrana. Může být organizován na základě napěťového relé a stabilizátoru pro celý dům. Relé by mělo odpovídat celkovému výkonu zátěže a mělo by být instalováno na vstupu. Rozsah spouštění (dolní a horní mez) lze nastavit nezávisle, s přihlédnutím k vlastnostem vedení.
Když vstupní napětí překročí nastavenou prahovou hodnotu, relé bude pracovat a vypne napájení, poté, co je situace normalizována, domácí síť bude znovu připojena.
Pro vyloučení rušení a obnovení přijatelné kvality elektřiny byste měli instalovat regulátor napětí pro celý dům nebo byt. Při volbě zařízení je třeba vzít v úvahu maximální celkový příkon. V případě, že dům má spotřebiče, pro které není kvalita napětí kritická (kotel, elektrická pec atd.), Pak mohou být připojeny obtokem stabilizátoru.