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].
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Енергетика і автоматика
TЦя робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
