Исследование современных методов защиты линий высокого напряжения от перенапряжений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование современных методов защиты линий высокого напряжения от перенапряжений

Пириева Н.М.

доктор философии по технике, доцент, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности (г. Баку, Азербайджан)

Заманов Х.Г.

Аннотация

Ключевые слова: атмосферные перенапряжения, коммутационные перенапряжения, линии электропередачи, изоляция, защитный трос, ограничитель перенапряжения, короткое замыкание, заземление.

Abstract

Pirieva N.M.

Azerbaijan State University of Oil and Industry (Baku, Azerbaijan)

Zamanov Kh.G.

Azerbaijan State University of Oil and Industry (Baku, Azerbaijan)

RESEARCH OF MODERN METHODS OF PROTECTION OF HIGH VOLTAGE LINES FROM OVERVOLTAGE

the present article discusses new methods of protecting high-voltage power transmission lines from atmospheric and switching overvoltages, analyzes the problems of their application, and compares them with existing methods and means.

Keywords: atmospheric overvoltages, switching overvoltages, power lines, insulation, protective cable, surge protector, short circuit, grounding.

Перенапряжение является одним из основных факторов, вызывающих обрывы в электрической сети. В это время происходят аварии в результате превышения напряжения уровня изоляции оборудования, что вызывает перебои в электроснабжении и преждевременный выход оборудования из строя. По этой причине необходимо предотвратить возникновение крайней напряженности.

Представленный метод внешней защитной проволоки для защиты высоковольтных линий электропередачи от атмосферных перенапряжений позволяет предотвратить опасные перенапряжения, вызванные ударами молнии [1,2]. В результате применения предлагаемых ограничителей перенапряжения в линиях электропередачи и применения реле синхронизации-включения для ограничения коммутационного перенапряжения достигается не только экономическая эффективность, но и ограничение коммутационного перенапряжения до допустимого предела. Атмосферное перенапряжение возникает в результате удара молнии. Кратковременные перенапряжения приводят повреждению или выходу из строя изоляции. Одной из серьезных аварий, происходящих на линиях электропередачи, является короткое замыкание. При этом экстремальное напряжение достигает своего максимального значения (рис. 1). Замыкания на землю в электрических сетях создают дугу. Токи короткого замыкания в сетях напряжением 110 кВ и высоковольтных сетях с нейтральным заземлением достигают больших значений [3-6].

Рисунок 1. Аварии, вызванные короткими замыканиями на воздушных линиях.

Коммутационные (внутренние) перенапряжения возникают при размыкании и замыкании выключателей. Влияние таких перенапряжений на изоляцию сетевого оборудования аналогично действию атмосферных перенапряжений на изоляцию. Для предотвращения размыкания линий из-за ударов молнии применяют различные методы: прокладку грозозащитного кабеля над линиями электропередачи, повышение уровня изоляции линий от импульсного напряжения, установку ограничителей перенапряжения и т. д. Внедрение новых методов защиты требует определенных инвестиций, и для внедрения этого нового метода в проект необходимо подготовить экономические отчеты. Молниезащита путем установки защитного провода на опорах ВЛ является наиболее распространенным и простым методом. Все удары молнии в линиях среднего напряжения, где контактное сопротивление опоры больше, чем у земли, вызывают прорывы. За счет повышения уровня изоляции от импульсного напряжения в линиях можно сократить количество отключений. Сопротивление грунта опоры можно уменьшить, используя бентонит. В более ответственных местах линий электропередачи могут быть установлены линейные разрядники. Разрядники должны быть установлены на всех фазах, чтобы исключить все открытия. При установке разрядников на линиях среднего напряжения в зонах с высоким удельным сопротивлением заземления при ударе молнии в верхнюю часть опоры линии большая часть тока молнии большой амплитуды проходит через разрядник, что является проблематичным. Значит, в этом случае вся энергия попадает на разрядник и разрядник может быть пробит [7-11].

В статье рассмотрен провод внешней защиты в дополнение к стандартному защитному кабелю в линии электропередачи. По обеим сторонам линии электропередачи проложен внешний защитный провод, что снижает возможность попадания молнии в обход защиты и непосредственного попадания на фазный провод. Таким образом, молния попадает во внешнюю систему защиты, и линия электропередачи подвергается лишь наведенному перенапряжению. Эффект индукционного перенапряжения можно уменьшить, увеличив номинальное напряжение системы [12].

При защите ЛЭП внешним защитным проводом можно отметить следующие преимущества:

1) Данная система позволяет получить очень малый угол удара молнии, при этом уменьшаются индуктивные потери в линиях, и линии электропередачи могут быть эффективно защищены от ударов молнии, 2) Благодаря данной защите можно уменьшить высоту, нагрузку и тело линий электропередачи.

Этот тип защиты стоит дорого, но он также важен для защиты линии от молний. Существуют участки линии, на которых молниезащита невозможна стандартным защитным проводом. Существует множество методов молниезащиты линий электропередачи, но при этом методе эффективна установка разрядников на линиях и предотвращение обрывов в линии. Для уменьшения количества прорывов в линиях с разрядниками их следует устанавливать в каждой фазе и полюсе защищаемой зоны. Для достижения долгосрочной эффективности требуется контроль сбросов, что приводит к увеличению общих экономических затрат. Если линии электропередачи защищены разрядниками, в этом случае существует вероятность межпроходного замыкания при попадании тока молнии большой амплитуды в середину прохода [13].

Учитывая вышеизложенное, мы видим, что молниезащита линий электропередачи путем установки внешней системы защиты имеет следующие преимущества по сравнению с разрядниками:

1) за счет построения системы внешней защиты можно снизить количество ударов молнии при защите линий до 0 даже в случае высокого удельного сопротивления грунта,2) Для получения эффективного результата при защите разрядниками требуется их периодический контроль, чтобы данная система работала стабильно длительное время без какого-либо обслуживания, 3) По сервису, эффективности и надежности защита с помощью этой системы превосходит разрядники, но первоначальные экономические затраты высоки,

4) Этот тип защиты может применяться для защиты от межполюсных коротких замыканий и неисправностей защиты. Однако при защите разрядниками возможны короткие замыкания между опорами.

Заключение

В статье исследованы и проанализированы вопросы защиты линий электропередачи от внутренних и внешних перенапряжений. В качестве внутренних причин рассмотрены коммутационные перенапряжения, пробой изоляции и искрение в сетях с нейтральной изоляцией, Эффекты молнии исследовались как внешние причины. Проведен сравнительный анализ защиты от экстремальных напряжений, указаны преимущества и недостатки.

Список литературы

защиты линий высокого напряжения от перенапряжения

1. Н.М. Пириева, С.В. Рзаева, С.Н. Талибов Анализ устройств защиты от перенапряжений электрических сетей «Интернаука»: научный журнал - № 43(266) Часть 3. Москва, Изд. «Интернаука», 2022. с. 14-17;

2. Safiev E.S, Piriyeva N.M., Bagirov Q.T «Analysis of the application of active lightning rods in lightning protection objects». Интернаука: электрон. научн. журн. 2023. № 6(276). Pp 14-17;

3. Пириева Н.М., Тагизаде Л.Н. «Ограничители перенапряжения и защита трансформаторов от перенапряжений». Международный научный журнал «ВЕСТНИК НАУКИ. № 1 (70) Том 3. 2024. С. 772-778;

4. 4.Пириева Н.М., Гусейнов З.Х. Анализ неисправностей в силовых трансформаторах. Научно-издательский центр Вестник науки, № 7 Том 4 (64) 2023 г. Стр. 297-304;

5. N.M. Piriyeva, S.V. Rzayeva, E.M. Mustafazadeh Evaluation of the application of various methods and equipment for protection from emergency voltage in 6-10 kV electric networks of oil production facilities. Интернаука: электрон. научн. журн. 2022. № 39(262). c.40-44;

6. Мамедова Г.В., Пириева Н.М., Ширинова М.Ч. Диагностика силовых трансформаторов // Интернаука: электрон. научн. журн. 2023. № 6 (276);

7. Пириева Н.М., Велиев Г.А., Аббасов А.И., Сулейманов Э.Э. «Коммутационные процессы в электрических сетях 10-35 кВ». Проблема энергетики № 2, Баку, 2021 стр. 100-106;

8. Пириева Н.М., Гусейнов З.Ф. Xарактеристики синхронных двигателей. Международный научный журнал «Вестник науки» № 3 (60) Том 4. С. 241;

9. P. Najiba, A. Salmina «Some research questions of reactive energy compensation» // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2023. 2(107). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14966 pp 68-71;

10. Пириев Г.С. Методы снижения и ограничения несимметричных режимов трансформаторов. «Инновационные научные исследования», Научноиздательский центр Вестник науки № 9 (66) Том 4. 2023. С 328-334;

11. Пириева Н.М., Ахмадли А.Н. Сравнения электрических генераторов применяемые в ветроэлектрических установках. Международный научный журнал «ВЕСТНИК НАУКИ. № 1 (70) Том 3. 2024 с.975-986;

12. Пириева Н.М., Джавадзаде Т.Э. Методы определения мест повреждений кабелей со строительной полиэтиленовой изоляцией. Журнал Проблем энергетики №1, Баку, 2023 стр. 85-90;

13. Н.М. Пириева, Ф.А. Ибадова //Общие принципы диагностики кабельных линий// Международный научный журнал Флагман науки: научный журнал. Январь 2024. - СПб., Изд. ГНИИ "Нацразвитие" - 2024. №1(12)

Размещено на Allbest.ru