Wat zijn overspanningen en de oorzaken ervan in elektrische energiesystemen

In het artikel van vandaag gaan we te weten over de overspanningen en de oorzaken ervan. Er zijn zoveel bronnen die zich bezighouden met overspanningen zoals generatoren, transformatoren en transmissielijnen. Deze overspanningen kunnen worden veroorzaakt door blikseminslag, het openen van stroomonderbrekers, de aarding van een geleider enz. Deze overspanningen zijn misschien niet enorm groot, maar het effect ervan kan het beveiligingssysteem of de apparaten die in het systeem zijn aangesloten, onderbreken. Ingenieurs proberen altijd het effect van overspanningen op werkende soorten apparatuur te beperken en te beheersen. Nu proberen we de belangrijkste oorzaken van overspanningen te achterhalen. Hoe ze kunnen worden gegenereerd en het besturingssysteem kunnen beïnvloeden.

deze transiënten of pieken zijn van tijdelijke aard en van korte duur (enkele honderden µs), maar ze veroorzaken overspanningen op het voedingssysteem. Ze zijn afkomstig van schakelen en van andere oorzaken, maar de belangrijkste transiënten zijn die welke worden gegenereerd door de natuurlijke blikseminslagen op transmissielijnen. Wanneer bliksem een ​​lijn raakt, snelt de stroomstoot langs de lijn en een vloed van enorme spanningen stroomt het systeem binnen dat in staat is om elk afzonderlijk beschermend en elektrisch apparaat te beschadigen.

De bovenstaande afbeelding toont de golfvorm van de bliksemschicht. De spanningsopbouw langs de x-as en de tijd langs de y-as. Het lijkt vrij duidelijk dat de golfslag in een zeer korte tijd een zeer steile voorwaartse golf genereert die golffront wordt genoemd. Deze opbouw is zeer snel, in de orde van 1-5 µs. Terwijl de achterkant, golfstaart genoemd, langzaam overgaat in vergelijking met het golffront. Het kost iets meer tijd dan een steile golf.

Oorzaken van overspanningen

De overspanningen op het voedingssysteem kunnen grofweg worden onderverdeeld in twee hoofdcategorieën.

A) Interne oorzaken B) Externe oorzaken

Interne oorzaken veroorzaken geen pieken van grote omvang. De ervaring leert dat interne piekspanning de systeemspanning nauwelijks verhoogt tot twee keer de normale spanning.

• Schakelpieken: Het eerste type interne overspanning zijn schakelpieken. De overspanningen die op het voedingssysteem worden geproduceerd als gevolg van schakelhandelingen, worden schakelpieken genoemd.1) Dit kan worden veroorzaakt wanneer een onbelaste lijn is aangesloten op de spanningsbron. 2) Het kan ook worden veroorzaakt wanneer een geladen lijn is aangesloten. Stel dat een geladen plotseling wordt onderbroken. Dit zal een spanning van transiënten veroorzaken.3) de belangrijkste oorzaak van overspanningen bij schakelpieken is het afhaken van de stroom. Stroomafsnijding resulteert in de productie van hoogspanningspieken over de contacten van de luchtstroomonderbreker.

• Isolatiefout: het belangrijkste geval van isolatiefout in een voedingssysteem is de aarding van de geleider. Stel dat een geleider aardt in het midden. Het produceert negatieve spanningen die langs beide zijden lopen.

• Boogpunt: Het fenomeen van intermitterende boog die plaatsvindt in de lijn naar de aardfout van een driefasensysteem met de daaruit voortvloeiende productie van transiënten, staat bekend als boogvormige grond. Deze transiënten zijn cumulatief; ze kunnen zeer gevaarlijk zijn en ernstige schade aan het voedingssysteem veroorzaken door isolatiefouten te veroorzaken. Een vonkontlading kan worden voorkomen door de nulleider te aarden.

• Resonantie: Resonantie is die situatie in het voedingssysteem wanneer de inductieve reactantie van het circuit gelijk wordt aan de capacitieve reactantie. Bij resonantie worden de impedantie en weerstand gelijk en is de arbeidsfactor eenheid. Resonantie veroorzaakt hoge spanningen in de transmissielijnen.

• Externe oorzaak: Externe oorzaak omvat alleen bliksem. "Een elektrische ontlading tussen wolk en aarde, tussen wolken of tussen het ladingscentrum van dezelfde wolk staat bekend als bliksem". We zullen deze oorzaak in het volgende artikel uitgebreid bespreken.