વિદ્યુત નેટવર્ક્સમાં ઓવરવોલ્ટેજ

ઓવરવોલ્ટેજ એ એક વોલ્ટેજ છે જે ઇલેક્ટ્રિકલ નેટવર્કના તત્વોના ઇન્સ્યુલેશન પર સૌથી વધુ ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ (યુનોમ) ના કંપનવિસ્તારને ઓળંગે છે. એપ્લિકેશનના સ્થાનના આધારે, તબક્કા, આંતર-તબક્કા, આંતરિક વિન્ડિંગ્સ અને આંતર-સંપર્ક ઓવરવોલ્ટેજને અલગ પાડવામાં આવે છે. બાદમાં ત્યારે થાય છે જ્યારે સ્વિચિંગ ઉપકરણો (સ્વીચો, ડિસ્કનેક્ટર) ના સમાન તબક્કાના ખુલ્લા સંપર્કો વચ્ચે વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે.

નીચેના ઓવરવોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાઓને અલગ પાડવામાં આવે છે:

• મહત્તમ મૂલ્ય Umax અથવા multiplicity K = Umax/Unom;

• એક્સપોઝરની અવધિ;

• વક્ર આકાર;

• નેટવર્ક તત્વોની અવકાશ પહોળાઈ.

આ લાક્ષણિકતાઓ આંકડાકીય વિક્ષેપને આધીન છે કારણ કે તે ઘણા પરિબળો પર આધારિત છે.

વધારાના રક્ષણના પગલાં અને ઇન્સ્યુલેશનની પસંદગીની સંભવિતતાનો અભ્યાસ કરતી વખતે, પાવર સિસ્ટમ સાધનોના ડાઉનટાઇમ અને કટોકટી સમારકામ તેમજ સાધનોની નિષ્ફળતાને કારણે નુકસાનની આંકડાકીય લાક્ષણિકતાઓ (ગાણિતિક અપેક્ષા અને વિચલન) ધ્યાનમાં લેવી જરૂરી છે. , ઉત્પાદનનો અસ્વીકાર અને વીજળી ગ્રાહકોમાં તકનીકી પ્રક્રિયામાં વિક્ષેપ.

ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ નેટવર્ક્સમાં ઓવરવોલ્ટેજના મુખ્ય પ્રકારો આકૃતિ 1 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે.

ચોખા. 1. હાઇ-વોલ્ટેજ નેટવર્ક્સમાં ઓવરવોલ્ટેજના મુખ્ય પ્રકારો

વિદ્યુત સર્કિટના તત્વોમાં સંગ્રહિત અથવા જનરેટર દ્વારા તેને પૂરી પાડવામાં આવતી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જામાં વધઘટને કારણે આંતરિક ઓવરવોલ્ટેજ. ઘટનાની પરિસ્થિતિઓ અને ઇન્સ્યુલેશનના સંપર્કની સંભવિત અવધિના આધારે, સ્થિર, અર્ધ-સ્થિર અને સ્વિચિંગ ઓવરવોલ્ટેજને અલગ પાડવામાં આવે છે.

ઓવરવોલ્ટેજ સ્વિચિંગ - સર્કિટ અથવા નેટવર્ક પરિમાણોમાં અચાનક ફેરફારો (આયોજિત અને ઇમરજન્સી લાઇન્સ, ટ્રાન્સફોર્મર્સ, વગેરે) તેમજ પૃથ્વીની ખામીના પરિણામે અને તબક્કાઓ વચ્ચે થાય છે. જ્યારે વિદ્યુત નેટવર્કના તત્વો (લાઇન કંડક્ટર અથવા ટ્રાન્સફોર્મર્સ અને રિએક્ટરના વિન્ડિંગ્સ) ચાલુ અથવા બંધ કરવામાં આવે છે (ઊર્જા પ્રસારણમાં વિક્ષેપ), ઓસીલેટરી ટ્રાન્ઝિયન્ટ્સ થાય છે, જે નોંધપાત્ર ઓવરવોલ્ટેજ તરફ દોરી શકે છે. જ્યારે કોરોના થાય છે, ત્યારે આ ઓવરવોલ્ટેજના પ્રથમ શિખરો પર નુકસાનની અસર ઓછી થાય છે.

વિદ્યુત સર્કિટ્સના કેપેસિટીવ પ્રવાહોના વિક્ષેપ સાથે સર્કિટ બ્રેકરમાં પુનરાવર્તિત આર્સિંગ અને પુનરાવર્તિત ટ્રાંસિયન્ટ્સ અને ઓવરવોલ્ટેજ અને ટ્રાન્સફોર્મર્સની નિષ્ક્રિય ગતિએ નાના પ્રેરક પ્રવાહોના ટ્રીપિંગ સાથે થઈ શકે છે - સર્કિટ બ્રેકરમાં આર્કનો ફરજિયાત વિક્ષેપ અને ઊર્જાના ઓસીલેટરી સંક્રમણ તેની સમાંતર શક્તિઓની વિદ્યુત ક્ષેત્ર ઊર્જામાં ચુંબકીય ટ્રાન્સફોર્મર ક્ષેત્ર. arcing પૃથ્વી ખામી સાથે એક અલગ તટસ્થ સાથે નેટવર્કમાં બહુવિધ આર્ક સ્ટ્રાઇક્સ અને અનુરૂપ આર્ક સર્જિસની ઘટના પણ જોવા મળે છે.

અર્ધ-સ્થિર ઓવરવોલ્ટેજની ઘટનાનું મુખ્ય કારણ કેપેસિટીવ અસર છે, ઉદાહરણ તરીકે, જનરેટર દ્વારા આપવામાં આવતી સિંગલ-એન્ડેડ ટ્રાન્સમિશન લાઇન દ્વારા.

અસમપ્રમાણ રેખા સ્થિતિઓ બનતી હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે એક તબક્કો જમીન પર ટૂંકો કરવામાં આવે છે, ત્યારે વાયર તૂટવાથી, સર્કિટ બ્રેકરના એક કે બે તબક્કા, મૂળભૂત આવર્તન વોલ્ટેજને વધુ વધારવાનું કારણ બની શકે છે અથવા કેટલાક ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સ પર ઓવરવોલ્ટેજનું કારણ બની શકે છે - આવર્તનના બહુવિધ EMF … જનરેટર.

બિન-રેખીય લાક્ષણિકતાઓ સાથે સિસ્ટમનું કોઈપણ તત્વ, ઉદાહરણ તરીકે સંતૃપ્ત ચુંબકીય કોર સાથેનું ટ્રાન્સફોર્મર, ઉચ્ચ અથવા નીચલા હાર્મોનિક્સ અને અનુરૂપ ફેરોસોનન્ટ ઓવરવોલ્ટેજનો સ્ત્રોત પણ હોઈ શકે છે. જો ત્યાં યાંત્રિક ઉર્જાનો સ્ત્રોત હોય કે જે સમયાંતરે વિદ્યુત સર્કિટની કુદરતી આવર્તન સાથે સર્કિટ પેરામીટર (જનરેટર ઇન્ડક્ટન્સ) માં સમયાંતરે ફેરફાર કરે છે, તો પેરામેટ્રિક રેઝોનન્સ થઈ શકે છે.

કેટલાક કિસ્સાઓમાં, જ્યારે અનેક પરિવર્તનો અથવા અન્ય બિનતરફેણકારી પરિબળો લાદવામાં આવે ત્યારે વધેલી ગુણાકાર સાથે આંતરિક ઓવરવોલ્ટેજ થવાની સંભાવનાને ધ્યાનમાં લેવી પણ જરૂરી છે.

નેટવર્ક્સ 330-750 kV માં સ્વિચિંગ ઓવરવોલ્ટેજને મર્યાદિત કરવા, જ્યાં ઇન્સ્યુલેશનની કિંમત ખાસ કરીને નોંધપાત્ર, શક્તિશાળી હોવાનું બહાર આવ્યું છે વાલ્વ પ્રતિબંધક અથવા રિએક્ટર. નીચા વોલ્ટેજ વર્ગો સાથેના નેટવર્ક્સમાં, એરેસ્ટર્સનો ઉપયોગ આંતરિક ઓવરવોલ્ટેજને મર્યાદિત કરવા માટે કરવામાં આવતો નથી, અને લાઈટનિંગ એરેસ્ટર્સની લાક્ષણિકતાઓ પસંદ કરવામાં આવે છે જેથી તેઓ આંતરિક ઓવરવોલ્ટેજ હેઠળ સફર ન કરે.

લાઈટનિંગ સર્જેસ બાહ્ય સર્જનો સંદર્ભ આપે છે અને જ્યારે બાહ્ય emfs ના સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે થાય છે. જ્યારે લાઇન અને સબસ્ટેશન પર સીધી વીજળીની હડતાલ થાય છે ત્યારે સૌથી મોટો વીજળીનો વધારો થાય છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનને કારણે, નજીકની વીજળીની હડતાલ પ્રેરિત ઉછાળો બનાવે છે, જે સામાન્ય રીતે ઇન્સ્યુલેશન વોલ્ટેજમાં વધુ વધારો તરફ દોરી જાય છે. સબસ્ટેશન અથવા ઇલેક્ટ્રિકલ મશીન સુધી પહોંચવું, હારના બિંદુથી ફેલાય છે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો, તેમના ઇન્સ્યુલેશન પર ખતરનાક ઓવરવોલ્ટેજનું કારણ બની શકે છે.

નેટવર્કના વિશ્વસનીય સંચાલનને સુનિશ્ચિત કરવા માટે, તેના અસરકારક અને આર્થિક વીજળી સંરક્ષણને અમલમાં મૂકવું જરૂરી છે. 110 kV થી ઉપરની ઓવરહેડ લાઇનોના કંડક્ટરની ઉપરના ઊંચા વર્ટિકલ લાઈટનિંગ સળિયા અને લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શન કેબલની મદદથી સીધી વીજળીના પ્રહારો સામે રક્ષણ હાથ ધરવામાં આવે છે.

તમામ વોલ્ટેજ વર્ગોની લાઈનો પર સબસ્ટેશનો સુધીના અભિગમો પર સુધારેલ લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શન સાથે સબસ્ટેશનના વાલ્વ અને પાઈપ એરેસ્ટર્સ દ્વારા લાઈનમાંથી આવતા સર્જીસ સામે રક્ષણ હાથ ધરવામાં આવે છે.ખાસ અરેસ્ટર્સ, કેપેસિટર્સ, રિએક્ટર, કેબલ ઇન્સર્ટ અને ઓવરહેડ લાઇન એપ્રોચ માટે સુધારેલ લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શનની મદદથી ફરતી મશીનોને ખાસ કરીને વિશ્વસનીય લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શન પ્રદાન કરવું જરૂરી છે.

આર્ક સપ્રેશન કોઇલ દ્વારા નેટવર્કના ન્યુટ્રલ ભાગની અર્થિંગનો ઉપયોગ, લાઇનોનું ઓટોમેટિક રિક્લોઝિંગ અને શોર્ટનિંગ, ઇન્સ્યુલેશન, સ્ટોપ્સ અને અર્થિંગને સાવચેતીપૂર્વક અટકાવવાથી લાઇનોની વિશ્વસનીયતામાં ઘણો વધારો થાય છે.

એ નોંધવું જોઇએ કે ઇન્સ્યુલેશનની ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત વોલ્ટેજના સંપર્કમાં વધતા સમયગાળા સાથે ઘટે છે. આ સંદર્ભમાં, સમાન કંપનવિસ્તારના આંતરિક અને બાહ્ય ઓવરવોલ્ટેજ ઇન્સ્યુલેશન માટે અલગ જોખમ રજૂ કરે છે. આમ, ઇન્સ્યુલેશનનું સ્તર સિંગલ ટકી વોલ્ટેજ મૂલ્ય દ્વારા વર્ગીકૃત કરી શકાતું નથી.

ઇન્સ્યુલેશનના આવશ્યક સ્તરની પસંદગી, એટલે કે. ટેસ્ટ વોલ્ટેજની પસંદગી, કહેવાતા ઇન્સ્યુલેશન કોઓર્ડિનેશન, સિસ્ટમમાં થતા ઓવરવોલ્ટેજના સંપૂર્ણ વિશ્લેષણ વિના અશક્ય છે.

ઇન્સ્યુલેશન સંકલનની સમસ્યા એ મુખ્ય સમસ્યાઓમાંની એક છે. આ પરિસ્થિતિ એ હકીકતને કારણે છે કે એક અથવા બીજા નજીવા વોલ્ટેજનો ઉપયોગ આખરે ઇન્સ્યુલેશનની કિંમત અને સિસ્ટમમાં વાહક તત્વોની કિંમત વચ્ચેના ગુણોત્તર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

આઇસોલેશન કોઓર્ડિનેશન પ્રોબ્લેમમાં મૂળભૂત કાર્ય તરીકે સમાવેશ થાય છે — સિસ્ટમ આઇસોલેશન લેવલ સેટ કરવું... આઇસોલેશન કોઓર્ડિનેશન લાગુ કરાયેલ ઓવરવોલ્ટેજના ઉલ્લેખિત કંપનવિસ્તાર અને વેવફોર્મ પર આધારિત હોવું જોઈએ.

હાલમાં, 220 kV સુધીની સિસ્ટમમાં ઇન્સ્યુલેશન કોઓર્ડિનેશન વાતાવરણીય ઓવરવોલ્ટેજ માટે કરવામાં આવે છે, અને 220 kV થી ઉપરનું કોઓર્ડિનેશન આંતરિક ઓવરવોલ્ટેજને ધ્યાનમાં રાખીને થવું જોઈએ.

વાતાવરણીય ઉછાળોમાં ઇન્સ્યુલેશન સંકલનનો સાર એ વાલ્વની લાક્ષણિકતાઓ સાથે ઇન્સ્યુલેશનની આવેગ લાક્ષણિકતાઓનું સંકલન (મેચિંગ) છે, જે વાતાવરણીય સર્જને મર્યાદિત કરવાના મુખ્ય ઉપકરણ તરીકે છે. અભ્યાસ મુજબ, ટેસ્ટ વોલ્ટેજના પ્રમાણભૂત તરંગને અપનાવવામાં આવે છે.

આંતરિક ઓવરવોલ્ટેજનું સંકલન કરતી વખતે, આંતરિક ઓવરવોલ્ટેજના વિકાસના વિવિધ સ્વરૂપોને લીધે, એક જ રક્ષણાત્મક ઉપકરણના ઉપયોગ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું અશક્ય છે. નેટવર્ક સ્કીમ દ્વારા જરૂરી સંક્ષિપ્તતા પ્રદાન કરવી આવશ્યક છે: શંટ રિએક્ટર, રી-ઇગ્નીશન વિના સ્વીચોનો ઉપયોગ, ખાસ સ્પાર્ક ગેપ્સનો ઉપયોગ.

આંતરિક ઓવરવોલ્ટેજ માટે, ઇન્સ્યુલેશન ટેસ્ટ વેવફોર્મ્સનું સામાન્યકરણ તાજેતરમાં સુધી હાથ ધરવામાં આવ્યું નથી. ઘણી બધી સામગ્રી પહેલેથી જ એકઠી થઈ ગઈ છે અને નજીકના ભવિષ્યમાં પરીક્ષણ તરંગોનું અનુરૂપ સામાન્યકરણ હાથ ધરવામાં આવે તેવી શક્યતા છે.