Жоғары және төмен кернеулі тарату электр желілерін пайдалану және қызмет көрсету
Оқшаулауды үйлестіру және ең аз оқшаулау қашықтықтары
жүктеу/скачать 8,07 Mb. Pdf көрінісі
|
e78184c9d558274295412f714cb179e2 original.8467165
| 3.4 Оқшаулауды үйлестіру және ең аз оқшаулау қашықтықтары
3.4.1 Оқшаулауды үйлестіру 1) Оқшаулауды үйлестіру әдісі Алдыңғы тарауда айтылғандай, қызу, жоғары кернеу немесе басқа сыртқы жағдайлар салдарынан оқшаулағыштар «бұзылып», сымдарға түрленеді. Қатты оқшаулағыштар немесе оқшаулағыш материалдар әдетте бұзылу жағдайында оқшаулау қасиеттерінен айрылады және бұл қайтымсыз. Қалған заттар (мысалы, бос көміртек) сұйық оқшаулау материалдары бұзылу жағдайында қалады, бұл оқшаулағыш материалдардың оқшаулау деңгейінің төмендеуіне соқтырады. Тек газ оқшаулағыш материалдар бұзылу жағдайында бір секунд ішінде оқшаулаудың бастапқы деңгейлерін автоматы түрде қалпына келтіре алады (молекулалық ағым және алмасу уақыты). Осылайша, көптеген газдар (мысалы, ауа) «өздігінен қалпына келтіруші оқшаулауы» бар ретінде белгілі. Кернеуде жұмыс жүргізу барысында техник пен кернеудегі бөлшек арасында саналы қауіпсіз қашықтықты (ауа саңылауын) сақтау қажет, себебі ауа техниктің қауіпсіздігін қамтамасыз ететін өздігінен қалпына келетін оқшаулағышқа ие. Жұмыс уақытында оқшаулағыштар ұзақ уақыт бойы тек қоректендіру желісінің номиналды кернеуін (жұмыс кернеуі) емес, түрлі ауытқу дабылдары, ауытқу шектері және ұзақтықтары бар шамадан тыс кернеудің көптеген түрлерін (қысқа мерзімді шамадан тыс кернеу, ішкі шамадан тыс кернеу және найзағайлы шамадан тыс кернеу) алып жүреді. Номиналды кернеу кезінде оқшаулаудың анағұрлым төмен деңгейі электр жабдығының анағұрлым төмен құнын көрсетеді. Алайда шамадан тыс кернеу немесе қоректендіру желісінің кернеуі кезінде оқшаулау деңгейі оқшаулауды бұзумен жиі ұшқындауға және апаттарға ұшыратады және электр желілерінің қауіпсіз жұмысына кепілдік бермейді. Керісінше, оқшаулаудың анағұрлым жоғары деңгейі инвестициялардың мәнінің артуына және артық шығынға ұшыратады. Сондай-ақ, оқшаулау деңгейі мен жабдық инвестицияларына талаптарды шамадан тыс кернеуді кеміту және шектеу арқылы азайтуға болғанымен, шамадан тыс кернеуден қорғайтын қосалқы жабдықтар талап етіледі, ал инвестиция сәйкесінше артады. Сондықтан, шамадан тыс кернеудің кез-келген жоғары ауытқу аралығын шектеп және жабдық қауіпсіздігі мен жүйенің сенімді жұмысын қамтамасыз етіп ғана қоймай, көптеген қосымша инвестициялық шығындарсыз электрмен қамту нысандарын оқшаулау деңгейлеріне талапты кемітіп, негізгі жабдыққа инвестициялық шығындарды кеміту үшін шамадан тыс кернеуден қорғанудың тиімді шарасын таңдау маңызды. Ол үшін шамадан тыс кернеуді, кернеуді шектеу шамасын және оқшаулау деңгейін тиісті түрде үйлестіру қажет. Оқшаулауды үйлестіру – бұл қолайлы деңгейге дейін экономикалық және жедел қатынаста түрлі кернеу салдарынан оқшаулауды немесе әсерді бұзу ықтималдығын кеміту үшін электрэнергетикалық жүйеде шамадан тыс кернеудің түрлі деңгейлеріне, сонымен қатар жабдық төзе алатын кернеулерге сәйкес жабдықты оқшаулауды таңдау үдерісі. Оқшаулауды үйлестіру түрлі кернеудің сенімді техникалық үйлестірілуін, қысымды шектеу шараларын және электржабдығының оқшаулау беріктігінің сипаттамаларын ғана емес, инвестициялық шығындардың, техникалық қызмет көрсету шығындарының және апаттар нәтижесіндегі шығындардың жақсы экономикалық үйлестірілуін талап етеді. Сондай-ақ, энергия жүйесінде кездейсоқ пайда болуы мүмкін түрлі шамадан тыс кернеулер электр желілерінің құрылымдарымен, өңірлік метеорологиялық шарттармен және ластану шарттарымен тығыз байланысты, ал оқшаулауды үйлестіру тым күрделі болғандықтан, оны бір жағдайда дара және әлсіз деңгейде анықтауға болмайды. Оқшаулауды үйлестіру әдетте екі әдісті қабылдайды: і. қалыпты әдіс және іі. статистикалық әдіс. Статистикалық әдіс салыстырмалы күрделі болғандықтан, сәйкесінше тәжірибелік инженерияда қарапайым статистикалық әдіс жиі қолданылады. i) Оқшаулауды үйлестірудің қалыпты әдісі. Электр жабдығының оқшаулау ойығының ең аз кернеуі жүйедегі ықтимал ең үлкен шамадан тыс кернеуден жоғары болады және беріктіктің тиісті қорын қамтуды қамтамасыз етуге арналған дәстүрлі кең тараған әдіс, қалыпты әдіс болып табылады. Бұл әдісте оқшаулау кернеуіне төзетін ең үлкен шамадан тыс кернеу мен беріктік қорының арасындағы қатынас келесіні құрайды: 60 Мұндағы A– беріктік қоры; U W – оқшаулауға қарсы тұру кернеуі, кВ; U omax – жүйенің ең күшті шамадан тыс кернеуі, кВ; U n – жүйенің номиналды кернеуінің тиімді мәні, кВ; K r – кернеудің ұлғаю коэффициенті; K o – жүйенің шамадан тыс кернеулік коэффициенті. ii) оқшаулауды үйлестірудің статистикалық әдісі. Бұл әдіс шамадан тыс кернеу ықтималдығын тарату қызметі мен оқшаулау беріктігі белгілі немесе сынақ жолымен алынған деген болжамға негізделген. Статистикалық мәліметтердің үлкен санынан алынған шамадан тыс кернеу ықтималдығын тарату тығыздығының қисығы және оқшаулаудың разрядты кернеуі ықтималдығын тарату тығыздығының қисығы шамадан тыс кернеу салдарынан оқшаулаудың бұзылуы кезінде қысқа тұйықталу ықтималдығын есептеу үшін қолданылады. Оқшаулау деңгейі техникалық-экономикалық салыстыру арқылы анықталады. Іс жүзіндегі жобалауда оқшаулауды үйлестіру үшін статистикалық әдісті қолдану айтарлықтай қиын болғандықтан, шамадан тыс кернеу мен оқшаулау беріктігі арасында статистикалық заңдылықтар туралы саналы болжамдар жасау үшін, мысалы қалыпты бөлу мен стандартты ауытқу арасында «қарапайым статистикалық әдіс» қолданылады. Оның негізінде оқшаулаудың бұзылу дәрежесі есептеледі. Сонымен қатар, қазіргі уақытта оқшаулауды үйлестірудің статистикалық әдісі тек өздігінен қалпына келтірілетін оқшаулауда қолданылатынын атап өткен жөн және өздігінен қалпына келтірілмейтін оқшаулаудың ойық кернеуі ықтималдығын тарату өте қиын. Іс жүзіндегі жобалауда қалыпты әдіс кернеуі 220 кВ және төмен өздігінен қалпына келтірілетін оқшаулауды үйлестіру үшін қолданылады, ал қарапайым статистикалық әдіс 330 кВ және шамадан тыс кернеуден жоғары жартылай өздігінен қалпына келтірілетін оқшаулауды үйлестіру үшін қолданылады. 2) Кернеудегі желіде жұмыс жүргізу кезінде оқшаулауды үйлестіру Егер кернеуде жұмыс жүргізу үшін қолданылатын оқшаулағыш аспаптар (немесе жұмыс кеңістігінің саңылаулары) электрэнергетикалық жүйеде жабдық түрі ретінде қаралса, оқшаулауды үйлестіруді де есепке алған жөн. Егер оқшаулағыш аспаптардың таңдалған оқшаулау деңгейлері (саңылаулары) тым төмен болса, қауіпсіздік деңгейі төмен болады, бұл кернеудегі желіде жоғары апаттылық пен қауіпті жұмысқа соқтырады. Керісінше, егер оқшаулағыш аспаптардың таңдалған оқшаулау деңгейлері (немесе саңылаулар) тым жоғары болса, қолдану сенімділігіне кепілдік беріледі, бірақ нысанда жабдықталған жұмыс жабдығына талап артады, бұл қосымша инвестициялық шығындарды талап етеді, бұл экономикалық тиімді болмайды. Кернеуде жұмыс жүргізу кезінде оқшаулағыш пен техник арасында пайда болатын тізбек келесідей көрінеді: і. жер потенциалымен жұмыс кезінде: жер – дене – оқшаулағыш аспаптар – кернеудегі бөлік (электржабдығы); іі. орташа потенциалмен жұмыс кезінде: жер – оқшаулағыш – дене – оқшаулағыш асапаптар (оқшаулағыш); ііі. Эквипотенциалмен жұмыс кезінде: жер – оқшаулағыш – дене – кернеудегі бөлік. Кернеудегі желіде жұмыс жүргізетін техниктің қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін оқшаулау мен оқшаулағыш материалдар техникалық талаптарға сәйкес келетін, ал техник пен кернеудегі бөлік арасындағы тиісті қауіпсіз қашықтық сақталған жағдайда, дене арқылы өтетін ағу тогы дененің токты қабылдау деңгейінен кем болады, бұл техник қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Мысалы, жердің электрлік потенциалымен байланысты жұмыс жүргізу кезінде техник оқшаулағыш қасиеттері жақсы оқшаулау аспаптарын қолдана отырып (мысалы, оқшаулағыш өзектер), жерде немесе мұнарада тұрып, жұмыс жасайды. Бұл уақытта оқшаулағыш аспаптың ең қысқа секциясының пайдалы оқшаулау қашықтығы талап етілетін қауіпсіз қашықтықтан асуы қажет, және техник пен қолданыстағы жабдық арасында ең аз қауіпсіз қашықтық сақталуы тиіс. Бұл кернеудегі тізбектің толық кедергісі мен электрлік оқшаулауын тиімді арттыруы мүмкін, сонымен қатар техниктің жеке қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Мұнда оқшаулағыш аспаптар мен қауіпсіз қашықтық қолданыстағы тізбек кедергісін арттыру үшін техникалық шара болып табылады. Іс жүзінде кернеудегі желі оқшаулауының құрылымы әрқашан өздігінен қалпына келтірілетін оқшаулаудан және өздігінен қалпына келтірілмейтін оқшаулаудан тұрады. Ауа саңылауларының оқшаулауы өздігінен қалпына келтірілетін болып табылады, ал кернеулі жерде жұмыс жүргізу кезінде қолданылатын негізгі аспаптардың, құрылғылар немесе жабдықтардың оқшаулауы өздігінен 61 қалпына келтірілетін немесе өздігінен қалпына келтірілмейтін болып сипатталуға жатпайды. Осы аспаптардың, құрылғылардың және жабдықтардың оқшаулаушы бөліктері сырғымалы разрядқа немесе кернеу аралығының шегіндегі ойықпен разрядқа ұшыраған жағдайда, елеусіз қалдыруға болады (осы уақытта бұл аспаптардың, құрылғылардың немесе жабдықтың разряд ықтималдығы олардың өздігінен қалпына келтірілетін оқшаулаушы бөліктеріне сәйкес келеді), олардың оқшаулауын өздігінен қалпына келтірілетін деп сипаттауға болады; кері жағдайда өздігінен қалпына келтірілмейтін болып сипатталады. Өздігінен қалпына келтірілетін оқшаулауды разряд ықтималдығы болған жағдайда сынауға болады. Мысалы, импульсқа төзудің номиналды деңгейінен асатын кез келген кернеу разряд ықтималдығы мен қосымша кернеу арасындағы өзара байланысты анықтау үшін қолданылады, осылайша, кернеудегі желіде жұмыс жүргізу үшін қолданылатын аспаптар, құрылғылар немесе жабдықтардың оқшаулау сипаттамаларынан тікелей қосымша мәліметтер алынады. Өздігінен қалпына келтірілмейтін оқшаулауға қатысты, егер қосымша қандай да кернеу берілсе, мысалы номиналды импульсті ұстамды кернеу, оқшаулау міндетті түрде разрядталмайды, бірақ қайтымсыз тозуға ұшырауы мүмкін. Сондықтан, өздігінен қалпына келтірілмейтін оқшаулауды инмульсті кернеудің шекті мөлшерін қолдану арқылы ғана тексеруге болады. Кернеулі желіде жұмыс жүргізу кезінде оқшаулауды бұзу қаупінің деңгейін әдетте тәуекел деңгейі деп атайды. Жүйенің ішкі шамадан тыс кернеу ықтималын тарату және ауа саңылауы ойығының ықтималдылығы қалыпты бөлуге сәйкес деп болжанады. Содан соң кернеудегі желі тәуекелін төменде келтірілген формула арқылы есептеуге болады: Мұндағы P 0 (u) – ішкі шамадан тыс кернеуінің ауытқу аралығы ықтималының тығыздық функциясы; P d (u) – ауытқу аралығы U ішкі шамадан тыс кернеу кезінде ауа саңылауының ойығы ықтималының тығыздық функциясы келесідей: Мұндағы u av–ішкі шамадан тыс кернеудің орташа мәні, кВ; σ 0 – ішкі шамадан тыс кернеудің стандарты ауытқуы, кВ; σ d – оқшаулаудың разрядты кернеуінің стандарты ауытқуы, кВ жоғары келтірілген математикалық үлгі сынақ нәтижелерінің негізінде кернеулі жерде жұмыс істейтін желінің тәуекел дәрежесін есептеу үшін калькуляция бағдарламасын әзірлеу үшін қолданылуы мүмкін. Есептеу кезінде, егер ішкі шамадан тыс кернеудің ауытқу аралығы мәнінен асып, 2% құрауы ықтимал болса, бұл мән U 2 % бейнеленетін статистикалық ішкі шамадан тыс кернеу деп аталатын болады. Егер мәнінен асатын жүйенің ішкі шамадан тыс кернеуінің ауытқу аралығы 0,13% құрауы ықтимал болса, бұл мән U 0 . 13% болып бейнеленетін жүйенің ең үлкен ішкі шамадан тыс кернеуі деп аталатын болады. U av ішкі шамадан тыс кернеудің орташа мәнін келесі формула бойынша есептеуге болады: Мұндағы σ 0 – ішкі шамадан тыс кернеудің стандарты ауытқуы, кВ. |