Ограничители перенапряжения и защита трансформаторов от перенапряжений

Размещено на http://www.allbest.ru

Ограничители перенапряжения и защита трансформаторов от перенапряжений

Пириева Н.М.

Тагизаде Л.Н.

Pirieva N.M., Tagizade L.N.

SURGE ARRESTERS AND TRANSFORMER SURGE PROTECTION

Abstract

step-down and step-up transformers are used in high and low voltage networks. Transformers are the basis of high voltage networks. The voltage received from the generator is increased by means of a transformer and transmitted through power lines. The increased voltage is lowered again and distributed through a voltage transformer to transmit it to the user. The article studies and shows the protection of transformers and objects from overvoltage.

Keywords: transformer, high voltage, internal overvoltage, equipment, lightning rods.

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.

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).

внешний (вызванный молнией),

внутренние (коммутационные процессы в электрических сетях).

Основными характеристиками экстремального напряжения являются:

Максимальное значение амплитуды напряжения при предельном напряжении Имак 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 попадании 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 тгое 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:

защита заземляемых конструкций подстанций от замыканий при ударе молнии, т.е. от обратного замыкания от заземляемых элементов на токоведущие части оборудования, защита от приходящих волн с линии.

Рисунок 1. Зона защиты молниеотвода ttoc.

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

перенапряжение трансформатор квазистационарный

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.

Список литературы

Александров Н.М. [и др.]. Газообразование при появлении дефектов, силовых масляных трансформаторов // Энергетик. 2019. № 2. C. 7-10;

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;

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;

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

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

Piriyeva N.M., Rzayeva S.V., Ganiyeva N.A. Modern methods of diagnostics of electric power equipment. The 19th International Conference on “Technical and Physical Problems of Engineering” 31 October 2023 International Organization of IOTPE. Ruminiya s.105-110;

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;

Пириева Н.М., Гусейнов З.Ф. Характеристики синхронных двигателей. Международный научный журнал «Вестник науки» № 3 (60) Том 4. С.241-246;

Н.М.Пириева, Минимизация потерь активной мощности в обмотках электрических аппаратов «Инновационные научные исследования», Научноиздательский центр Вестник науки, №3-2(17) mart 2022, г.Уфа, стр.11- 21;

Пириев Г.С. Методы снижения и ограничения несимметричных режимов трансформаторов. «Инновационные научные исследования», Научноиздательский центр Вестник науки № 9 (66) Том 4. 2023. С328-334;

Н.М.Пириева. Лсинхронный электродвигатель с эффективной системой охлаждения. Журнал Проблем Энергетика №4, Баку, 2020 с 34-40;

Н.М.Пириева. Возвращение альтернативной энергии от городского транспортного средства. Технический журнал «Автоматизация. Современные технологии» № 1, Москва 2021 г;

Rzayeva S.V., Ganiyeva N.A., Piriyeva N.M. Modern methods of diagnostics of electric power equipment. The 19th International Conference on “Technical and Physical Problems of Engineering” 31 October 2023 International Organization of IOTPE. Ruminiya. s.105-110

Размещено на Allbest.ru