تأثیر استفاده از برقگیر جهت حفاظت از سیستم های قدرت در مقابل اضافه ولتاژ

توضیحات محصول

در این سیمنار به بررسی علل اضافه ولتاژ در سیستم قدرت و اثرات مخرب آن بر مصرف کنندگان و تجهیزات شبکه قدرت پرداخته می شود. سپس با هدف کاهش خطرات ناشی از پدیده اضافه ولتاژ در سیستم قدرت از برقگیر به عنوان یک عنصر حفاظتی استفاده می شود. برقگيرها از جمله تجهيزاتي هستند كه جهت محدود كردن اضافه ولتاژهاي گذرا ( صاعقه و كليد‌زني) در شبكه‌هاي انتقال و توزيع به كار مي‌روند. برقگيرها ضمن اينكه حفاظت تجهيزات در مقابل اضافه ولتاژهاي گذرا را بر عهده دارند، بايد در مقابل اضافه ولتاژهاي موقتي از خود واكنشي نشان ندهند و همچنين با توجه به شرايط محيطي منطقه مورد بهره‌برداري ، نظير رطوبت و آلودگي، عملكرد صحيح و قابل قبولي را ارائه دهند.

موضوعاتی که در این سمینار مورد بحث قرار گرفته اند عبارتند از:

– مروری بر انواع اضافه ولتاژ در سیستم قدرت (شامل اضافه ولتاژ کلیدزنی و صاعقه)

– پدیده فرانتی و تشدید در سیستم قدرت

– برقگیر و تعیین پارامترهای آن جهت حفاظت سیستم قدرت در برابر اضافه ولتاژ

– بررسی علل ایجاد اختلال در کار برقگیر (نظیر آلودگی، جریان نشتی و رطوبت)

– پدیده فرو روزنانس و شبیه سازی

قابل توجه است که این سمینار دارای فایل شبیه سازی هم می باشد که در صورت تمایل می توانید با مدیریت سایت تماس حاصل فرموده و آن را تحویل بگیرید.

قسمتی از فصل اول این سمینار در ادامه آمده است.

سطح ايزولاسيون به عنوان يكي از پارامترهاي مهم در طراحي شبكه مطرح مي‌باشد و ارتباط مستقيمي با اضافه ولتاژهاي موجود در شبكه دارد.

افزايش ولتاژ از مقدار نامي خود، به اضافه ولتاژ در شبكه موسوم مي‌باشد. از آنجائيكه ظهور اضافه ولتاژ در شبكه اجتناب‌ناپذير است، لذا احتمال بروز قوس در ايزولاسيون و ماده ايزوله در شبكه همراه وجود دارد. كاهش درصد بروز قوس‌ها و اتصالي‌ها مستلزم شناخت كامل اضافه ولتاژها، انواع مختلف آنها، شرايط ايجاد و پديد آمدن آنها و همچنين نحوه تاثير آنها در ايزولاسيون شبكه مي‌باشد و در صورت برخورداري از چنين شناختي، انتخاب مشخصات مناسب شبكه و تجهيزات موجود در آن امكان‌ پذير مي‌گردد.

۲-۲- انواع مختلف اضافه ولتاژها در شبكه:

كليه اضافه ولتاژهاي ظاهر شده در شبكه بر حسب شكل و يا منبع بروز خود، تقسيم‌بندي مي‌شوند. كه مي‌توان آنها را به شرح زير تقسيم‌بندي نمود:

• اضافه ولتاژهاي صاعقه
• اضافه ولتاژهاي كليدزني
• اضافه ولتاژهاي موقتي

كه با توجه به عامل بوجود آورنده نيز به دو دسته داخلي و خارجي تقسيم مي‌شوند.

بر اساس اين تقسيم‌بندي اضافه ولتاژ ناشي از صاعقه به اضافه ولتاژ خارجي و دو نوع ديگر به اضافه ولتاژهاي داخلي موسوم مي‌باشد.

۲-۲-۱-اضافه ولتاژ‌هاي صاعقه

در این نوع اضافه ولتاژ، در پي تخليه جوي الكتريكي بر قسمتهاي مختلف شبكه، بارهاي الكتريكي انباشته در ابرها و فصل از طريق كانال يونيزه تشكيل شده در فضا بصورت قوس مرئي رعد و برق در قسمتهاي مختلف شبكه تخليه گشته ، اصطلاحاً به تخلية جوي الكتريكي موسوم مي‌باشد. تخليه بارهاي الكتريكي جوي، موجبات افزايش ولتاژ را به طور لحظه‌اي در محل تخليه فراهم ساخته، ولتاژ موجي با سرعت نور در طول هادي‌هاي فاز منتشر مي‌شود و اضافه ولتاژهاي تخليه جوي را در شبكه پديد مي‌آورد.

۲-۲-۲-مشخصه اضافه ولتاژهاي صاعقه

اضافه ولتاژ صاعقه مي‌توانند با يك موج صاعقه استاندارد  ۵۰/۲ –۱ مطابق شكل زير مدل شوند. به عبارت ديگر اين دسته امواج غير پريوديكي داراي زمان پيشاني حدود يك و نيم ميكروثانيه و زمان پشت موج در حدود چند ده ميكرو ثانيه هستند. با توجه به شيب پيشاني اين دسته اضافه‌ ولتاژها، تنش بيشتري روي عايق بندي طولي پيچكهاي اندوكتيو اعمال مي‌كنند و به دليل زمان كوتاهتر، عموماً تنش قابل براي عايق‌بندي در مقايسه با امواج كليد‌زني با دامنه يكسان قدري بيشتر خواهد بود. ميزان تنش تحمل شده بستگي به نوع عايق خواهد داشت.

۲-۲-۳-اضافه ولتاژهاي كليد زني (قطع و وصل)

اضافه ولتاژ قطع و وصل به صورت موج در شبكه ظاهر گرديده و از نظر شكل و تغييرات لحظه‌اي خود،‌كاملاً مشابه اضافه ولتاژهاي موجي تخليه جوي مي‌باشند. تفاوت عمده در زمان پيشاني و زمان استهلاك يا كاهش دامنه موج بوده، سرعت افزايش دامنه ولتاژهاي موجي قطع و وصل به حدود چند كيلوولت بر ميكروثانيه بالغ مي‌گردد. چون اين اضافه ولتاژها از عوامل و تجهيزات داخلي شبكه ناشي مي‌گردند لذا به اضافه ولتاژهاي داخلي موسوم مي‌باشند. اضافه ولتاژهاي موجي قطع و وصل در پي قطع و وصل كليدها و رژيم گذراي ظاهر شده در آنان نتيجه شده در آنان نتيجه گرديده، لذا اضافه ولتاژهاي گذرا نيز ناميده مي‌شوند. بدين ترتيب منبع بروز اين اضافه ولتاژها، رژيم گذراي ظاهر شده در شبكه بوده و خصوصيات اضافه ولتاژها بستگي كامل به كميات، مشخصات الكتريكي شبكه و رژيم‌هاي گذراي آنان خواهد داشت. دامنه موجهاي اضافه ولتاژ قطع و وصل به مشخصات شبكه، مشخصات كليد، نوع دستگاههاي مورد قطع و وصل بستگي دارد. مهمترين عامل در افزايش دامنه موجها، ولتاژ اسمي شبكه مي‌باشد. در ولتاژهاي پايين اين موجها محدود بوده و از حدود ايزولاسيون پيش‌بيني شده شبكه تجاوز نمي‌نمايند.