Дослідження та аналіз випробування нелінійних обмежувачів перенапруги для високовольтних електричних мереж
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya4(80).2025.045Анотація
Дослідження та аналіз випробувань нелінійних обмежувачів перенапруги (НОП) для високовольтних електричних мереж є ключовим процесом для оцінки їх ефективності, надійності та відповідності стандартам, який включає: визначення характеристик НОП, проведення лабораторних та польових випробувань, моделювання роботи, аналіз результатів та порівняння з нормативними вимогами для забезпечення захисту мереж від перенапруг.
У роботі детально наведено аналіз випробування ОПН серії AZBD, а також проведено дослідження обмежувача перенапруги для високовольтної електричної мережі 220 кВ типу ОПН-П-220/158/10/2 з параметрами значення залишкової напруги 510 кВ і 574 кВ при грозовому імпульсі струму 8/20 мкс з амплітудою 10 кА і 20 кА відповідно, та 402 кВ і 419 кВ при комутаційному імпульсі струму 30/60 μs з амплітудою відповідно 500 А і 1000 А.
У статті проведено аналіз випробування ОПН струмами короткого замикання, зображено характеристики передавання заряду та енергоємність ОПН, наведено нові випробування згідно ДCТУ EN 60099-4:2016, а також проведено перевірку характеристик ОПН після прикладання згинальних навантажень та випробування на стійкість до впливу навколишнього середовища. Коротко наведено структурну та принципову електричну схему випробувальної установки, яка використовується в лабораторії електроустановок і систем електропостачання для дослідження обмежувачів перенапруги, вентильних розрядників, вілітових дисків та іскрових проміжків різного класу напруги.
Побудовано вольт-амперні характеристики ОПН, залежність залишкової напруги від імпульсного струму та залежність струму витоку при змінній напрузі. Також було побудовано додаткові графіки для ОПН П-220/158/10/2, графік апроксимації (U = a·Ib) з отриманим рівнянням, графік динамічного опору R=U/I в залежності від струму та залежність залишкової напруги від умовної енергії імпульсу. Ці графіки разом дають повну картину, зокрема, апроксимація описує загальну математичну залежність; динамічний опір R(I) показує ефективність роботи обмежувача; залежність залишкової напруги від енергії U(E) дозволяє оцінити поведінку при імпульсах різної природи.
Ключові слова: електричні мережі, обмежувачі перенапруги нелінійні, розряд блискавки, імпульсний струм, залишкова напруга, імпульси
Посилання
1. Binkevych T. V. (2018). Nadiinist system hrozozakhystu povitrianykh linii elektroperesylannia z vrakhuvanniam vplyvu vypadkovykh faktoriv [Reliability of lightning protection systems for overhead power lines, taking into account the influence of random factors]. Candidate’s thesis. Lviv : NU «Lvivska politekhnika», 218 [in Ukrainian].
2. Use of Surge Arresters for Lightning Protection of Transmission Lines. CIGRE-WG C4.301. (2010). CIGRE technical Brochure 440 [in English].
3. Lukianenko Yu. V., Ostapchuk Zh. I., & Kulyk V. V. (2002). Rozrakhunky elektrychnykh merezh pry yikh proektuvanni [Calculations for electrical networks during their design]. Vinnytsia : VDTU, 111. [in Ukrainian].
4. Armatura dlia povitrianykh linii. [Fittings for overhead lines]. sicame.ua. Retrieved from: https://sicame.ua/pdf/Sicame_Catalog_Armatura_2025.pdf [in Ukrainian].
5. Obmezhuvachi perenapruhy neliniini. [Nonlinear surge arresters]. szvi.biz. Retrieved from: https://szvi.biz/product-18 [in Ukrainian].
6. Obmezhuvachi perenapruh neliniini napruhoiu 110-750 kV. Nastanova shchodo vyboru ta zastosuvannia [Nonlinear surge arresters with a voltage of 110-750 kV. Guidelines for selection and application]. (2011). SOU-N EE 40.12-00100227-47:2011. Kyiv: DP «NEK» «Ukrenerho» [in Ukrainian].
7. Obmezhuvachi perenapruh neliniini napruhoiu 6-35 kV. Nastanova shchodo vyboru ta zastosuvannia u rozpodilchykh ustanovkakh [Nonlinear surge arresters with a voltage of 6-35 kV. Guidelines for selection and use in distribution installations]. (2012). SOU-N MEV 40.1-00100227-67:2012. DP NDVIVN [in Ukrainian].
8. Shevchenko S. Yu. (2015). Analiz rezhymu roboty obmezhuvachiv perenapruh za naiavnosti vplyvu nesynusoidalnoi napruhy. Technology Audit and Production Reserves, 4 (1(24). 15-19. Retrieved from: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2015.46960 [in Ukrainian].
9. Masume Khodsuz, Mohammad Mirzaie, & Seyyedmeysam Seyyedbarzegar. (2015). Metal oxide surge arrester condition monitoring based on analysis of leakage current components. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Volume 66, 188-193. Retrieved from: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2014.10.052 [in English].
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Енергетика і автоматика
Усі матеріали поширюються на умовах ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International Public License, що дозволяє іншим розповсюджувати рукопис із визнанням авторства роботи та першої публікації в цьому журналі.
