ปรากฏการณ์แรงดันไฟฟ้าเกินของหม้อแปลงและมาตรการป้องกัน
Feb 06, 2026
ฝากข้อความ

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยี เช่น UHV และการเชื่อมต่อโครงข่ายพลังงานใหม่ -อุปกรณ์หลักของหม้อแปลงสำหรับการส่งกำลังและการแปลงแรงดันไฟฟ้า- มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความน่าเชื่อถือของโครงข่ายไฟฟ้าและคุณภาพของแหล่งจ่ายไฟ อย่างไรก็ตาม หม้อแปลงมักเผชิญกับภัยคุกคามจากแรงดันไฟฟ้าเกินระหว่างการทำงาน: เมื่อแรงดันไฟฟ้าในการทำงานเกินแรงดันไฟฟ้าทำงานสูงสุดที่อนุญาต จะเกิดปรากฏการณ์แรงดันไฟฟ้าเกิน ความผิดปกติของแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวนี้ไม่เพียงแต่เร่งอายุของฉนวนหม้อแปลงเท่านั้น แต่ยังสามารถทำให้ฉนวนพังได้โดยตรง นำไปสู่ความล้มเหลวของอุปกรณ์หรือแม้แต่อุบัติเหตุของกริด การวิเคราะห์กลไกการสร้างแรงดันไฟฟ้าเกินอย่างละเอียดและการดำเนินการตามมาตรการป้องกันตามเป้าหมายถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่ปลอดภัยของหม้อแปลง
1. การจำแนกประเภทและอันตรายจากแรงดันไฟฟ้าเกิน
แรงดันไฟฟ้าเกินในระบบไฟฟ้าแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลักตามระยะเวลาและสาเหตุ:แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราว, การสลับแรงดันไฟฟ้าเกิน, และแรงดันไฟเกินในชั้นบรรยากาศ (แรงดันไฟเกินฟ้าผ่า)ซึ่งแต่ละสถานการณ์มีสถานการณ์ที่กระตุ้นให้เกิดและลักษณะอันตรายที่แตกต่างกัน
(1) แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราว
แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวมีสาเหตุหลักมาจากการรบกวนในสถานะ-คงที่ เช่น -ความผิดปกติของกราวด์เฟสเดียวและการรีโซแนนซ์ของกริด และรวมถึง-แรงดันไฟเกินความถี่ของพลังงาน แรงดันไฟเกินด้วยเรโซแนนซ์ และแรงดันไฟฟ้าเกินของการต่อกราวด์ส่วนโค้ง
- แรงดันเกินเรโซแนนซ์เกิดขึ้นเมื่อตัวเหนี่ยวนำ (เช่น ตัวเหนี่ยวนำการกระตุ้นของหม้อแปลง คอยล์ลดอาร์ก) และความจุ (เช่น ความจุไฟฟ้าระหว่างเส้น-ถึง- กราวด์ ความจุของสายเคเบิล) ในโครงข่ายทำให้เกิดวงจรเรโซแนนซ์เนื่องจากข้อบกพร่องหรือการทำงานบ่อยครั้ง ซึ่งกระตุ้นให้เกิดการแปลงซ้ำของพลังงานไฟฟ้าและแม่เหล็กภายใต้สภาวะเฉพาะ เรโซแนนซ์เฟอร์โรแมกเนติก ซึ่งเกิดจากคุณลักษณะไม่เชิงเส้นของตัวเหนี่ยวนำการกระตุ้นของหม้อแปลงไฟฟ้า เป็นอันตรายอย่างยิ่ง โดยแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าอาจเกิน 2-3 เท่าของค่าพิกัด
- อาร์คกราวด์แรงดันไฟเกินเกิดขึ้นจากการสูญพันธุ์ของส่วนโค้งเป็นระยะๆ และการลุกติดไฟอีกครั้งที่จุดฟอลต์ระหว่างข้อผิดพลาดของกราวด์เฟสเดียว-ในระบบที่ไม่มีการลงกราวด์หรือคอยล์ปราบปรามอาร์ก-ระบบที่มีการลงกราวด์ สิ่งนี้ทำให้เกิดการสั่นของแม่เหล็กไฟฟ้า โดยแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าเกินจะสูงถึง 2.5–3 เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด และคงอยู่นานหลายวินาทีถึงสิบวินาที ทำให้เกิดความเสียหายต่อความล้าของฉนวนได้ง่าย
(2) การสลับแรงดันไฟฟ้าเกิน
การเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าเกินเกิดจากการเปลี่ยนแปลงกะทันหันในสถานะของกริด เช่น การสลับอุปกรณ์ที่มีความจุสูง- การเปิด/ปิดไม่มี-สายโหลดหรือหม้อแปลง หรือข้อผิดพลาดในการปฏิบัติงานที่กระตุ้นให้เกิดการปล่อยพลังงานอย่างรวดเร็ว ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างกะทันหันและแรงดันไฟกระชาก โดยทั่วไปแล้วจะสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าพิกัด 3.0–4.5 เท่า แรงดันไฟฟ้าเกินเหล่านี้ทำหน้าที่สำหรับความถี่ของกำลัง-เพียงไม่กี่รอบ แต่เร่งความล้าของฉนวนให้เร็วขึ้นด้วยการสัมผัสซ้ำๆ ในเครือข่ายการกระจายที่มีการดำเนินการบ่อย
(3) แรงดันไฟเกินบรรยากาศ (แรงดันไฟเกินฟ้าผ่า)
แรงดันไฟฟ้าเกินในบรรยากาศเกิดจากการปล่อยของเมฆฟ้าผ่า แบ่งออกเป็นแรงดันไฟฟ้าเกินจากฟ้าผ่าโดยตรง และแรงดันไฟฟ้าเกินจากฟ้าผ่าเหนี่ยวนำ:
- แรงดันไฟฟ้าเกินฟ้าผ่าโดยตรงเป็นผลจากฟ้าผ่าโดยตรงบนอุปกรณ์หรือตัวนำ ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าพัลส์แอมพลิจูดสูง-
- ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเกินจากฟ้าผ่าเกิดจากการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างการปล่อยฟ้าผ่า
ในจีนตอนใต้ที่มีแนวโน้มเกิดฟ้าผ่า- ความล้มเหลวของหม้อแปลงไฟฟ้ามากกว่า 15% ต่อปีมีสาเหตุมาจากแรงดันไฟฟ้าเกินจากฟ้าผ่า คลื่นฟ้าผ่ามีลักษณะเป็นหน้าคลื่นที่สูงชันมาก (1–4 μs) และความถี่สูง (มากกว่า 100 kHz) โดยมีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 8–12 เท่าของค่าพิกัด-หรือ 50–200 เท่าของค่าพิกัดในกรณีที่รุนแรง เมื่อบุกรุกขดลวด การกระจายประจุไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอจะสร้างระดับแรงดันไฟฟ้าที่รุนแรงที่ขั้วต่อขาเข้า ส่งผลโดยตรงต่อการพลิกกลับและฉนวนหลัก
ความรุนแรงของความเสียหายจากแรงดันไฟฟ้าเกินที่เกิดกับหม้อแปลงขึ้นอยู่กับรูปคลื่น แอมพลิจูด และระยะเวลา: คลื่นฟ้าผ่าเป็นพัลส์ด้านหน้า-สั้น แรงดันไฟฟ้าเกินสลับเป็นพัลส์ด้านหน้ายาว- และแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวเป็นคลื่นแรงดันไฟฟ้าความถี่ต่ำ- ฉนวนของอุปกรณ์จะต้องได้รับการทดสอบกับรูปคลื่นเหล่านี้ แรงดันไฟฟ้าเกินจากฟ้าผ่าก่อให้เกิดความเสี่ยงสูงสุดที่ฉนวนจะพัง: เมื่อคลื่นฟ้าผ่าแพร่กระจายไปยังหม้อแปลงไฟฟ้า อุปกรณ์ป้องกันสายหลุดออกก่อน และคลื่นที่เหลือผ่านหม้อแปลงลงสู่พื้น หากมีระยะห่างทางไฟฟ้าระหว่างหม้อแปลงและสายดิน แรงดันตกค้างจะแกว่งและเพิ่มขึ้นตามตัวนำ ซึ่งอาจเกินแรงดันตกค้างของสายดิน ดังนั้นควรติดตั้งตัวจับให้ใกล้กับหม้อแปลงมากที่สุด นอกจากนี้ เสียงสะท้อนและการสลับแรงดันไฟฟ้าเกิน แม้ว่าจะมีแอมพลิจูดต่ำกว่า แต่ก็มีระยะเวลานานกว่าและยังสามารถทำให้เกิดการพังทลายได้อีกด้วยแรงดันไฟเกินการแปลงผกผันร้ายกาจอย่างยิ่ง: เมื่อ-ด้านแรงดันไฟฟ้าสูงถูกฟ้าผ่า แรงดันตกค้างของสายดินจะทำหน้าที่กับขดลวดไฟฟ้าแรงสูง- แรงดันอิมพัลส์ที่ตกคร่อมความต้านทานกราวด์จะถ่ายโอนไปยังขดลวดแรงดันต่ำ-ผ่านทางเส้นที่เป็นกลาง และฟลักซ์จากกระแสฟ้าผ่าที่ขดลวดแรงดันต่ำ- ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเกินหลายเท่าถึงสิบเท่าสูงกว่าแรงดันตกค้างในขดลวดแรงดันสูง- ซึ่งทำให้ฉนวนพังได้ง่าย

2. กลไกการสร้างแรงดันไฟฟ้าเกิน
(1) การสลับแรงดันไฟฟ้าเกิน: การสั่นชั่วคราวของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า
(2) แรงดันไฟเกินในบรรยากาศ: การบุกรุกที่สูงชันของคลื่นฟ้าผ่า
(3) แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราว: การสะสมพลังงานและการสั่นภายใต้สภาวะคงที่-
(1) การสลับแรงดันไฟฟ้าเกิน: การสั่นชั่วคราวของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า
จากตัวอย่างการใช้-การสลับโหลดของหม้อแปลงแบบสเต็ป-ดาวน์-ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่พบบ่อยที่สุดในโครงข่ายไฟฟ้า- ดังตัวอย่าง ความจุไฟฟ้าฝั่งทุติยภูมิ-จะมีผลกระทบต่อฝั่งหลักน้อยที่สุดเมื่อทำการแปลง ดังนั้นจึงอาจละเลยได้ ขดลวดปฐมภูมิเส้น-ถึง-ความจุกราวด์ (
)และความจุอินเตอร์เทิร์น (
)กลายเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญ เนื่องจาก
ในหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง ผลกระทบของความจุไฟฟ้าระหว่างกันสามารถทำให้ง่ายขึ้นสำหรับการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ
เมื่อปิดหม้อแปลงโหลดไม่- ถ้ากระแสโหลดไม่-ไม่-เป็นศูนย์ พลังงานสนามแม่เหล็กที่เก็บไว้ในตัวเหนี่ยวนำปฐมภูมิ
(
) และพลังงานสนามไฟฟ้าที่สะสมอยู่ใน
(
) แกว่งไปมาในวงจรขนานที่เกิดจาก
และ
. การสั่นซึ่งมีความถี่หลายร้อยถึงหลายพันเฮิรตซ์และคงอยู่เพียงไม่กี่รอบความถี่- พลังงานจะแปลงพลังงานสนามแม่เหล็กทั้งหมดเป็นพลังงานสนามไฟฟ้าเมื่อกระแสไฟฟ้าถึงศูนย์ ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุเพิ่มขึ้นสูงสุดและกระตุ้นให้เกิดการสลับแรงดันไฟฟ้าเกิน ความเหนี่ยวนำของขดลวดที่สูงขึ้นและเส้นล่าง-ถึง-ความจุไฟฟ้าภาคพื้นดินจะเพิ่มแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าเกิน ซึ่งอธิบายว่าทำไมการสลับแรงดันไฟฟ้าเกินโดยทั่วไปจึงไม่เกิน 4.5 เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด
(2) แรงดันไฟเกินในบรรยากาศ: การบุกรุกที่สูงชันของคลื่นฟ้าผ่า
คลื่นฟ้าผ่ามีหน้าคลื่นสูงชัน (1–4 μs) และมีความถี่สูง (มากกว่า 100 kHz) โดยมีความชันของหน้าคลื่นสูงถึง 500 kV/μs แรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วนี้สร้างกระแสการกระจัดที่สำคัญในขดลวด เมื่อคลื่นฟ้าผ่าแพร่กระจายไปยังขั้วต่อหม้อแปลง คลื่นเหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นสัญญาณ-ความถี่สูง และ-แรงดันไฟฟ้าสูง ที่ความถี่สูง ปฏิกิริยาอินดัคทีฟที่คดเคี้ยว
เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในขณะที่ปฏิกิริยารีแอคทีฟ
ลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นกระแสจะไหลผ่านอินเตอร์เทิร์นและค่าความจุกระแสไฟ-ไปยัง-กราวด์เป็นหลัก
เนื่องจากขดลวดแรงดันไฟฟ้าต่ำ-อยู่ใกล้กับแกนกลาง ความจุไฟฟ้าเส้นใหญ่-ถึง-กราวด์จึงใกล้เคียงกับการลัดวงจร ทำให้มีการต่อสายดินได้อย่างมีประสิทธิภาพ การกระจายแรงดันไฟฟ้าของคลื่นฟ้าผ่าตามแนวขดลวดถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของ
ถึง
: ความจุไฟฟ้ากระแสสลับใกล้กับขั้วต่อขาเข้าจะส่งกระแสไฟได้มากกว่าเนื่องจากการสับเปลี่ยน ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าไล่ระดับที่รุนแรง โดยที่สองสามรอบแรกอาจได้รับแรงดันไฟฟ้าหลายร้อยเท่าของค่าพิกัด การกระจายแรงดันไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอเป็นสาเหตุหลักของการพังทลายของฉนวนระหว่างทาง
(3) แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราว: การสะสมพลังงานและการสั่นภายใต้สภาวะคงที่-
แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวเกิดขึ้นจากการรบกวนของกริดในสถานะคงที่- โดยมีสถานการณ์ทั่วไปสามประการ:
- กำลัง-แรงดันไฟฟ้าเกินความถี่: เกิดจากความผิดพลาดของกราวด์เฟสเดียว- การปฏิเสธโหลด หรือการชาร์จสายไฟ ในระบบที่มีการลงกราวด์อย่างมีประสิทธิภาพ แรงดันไฟฟ้าเฟสที่ดีจะเพิ่มขึ้นเป็นระดับแรงดันไฟฟ้าหลักในระหว่างเกิดข้อผิดพลาดของเฟสเดียว- การปฏิเสธโหลดอย่างกะทันหันจะเพิ่มความเร็วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและกระแสกระตุ้นที่ยังไม่ได้ปรับ ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าของบัสเพิ่มขึ้นเป็น 1.5–1.8 เท่าของค่าพิกัดเป็นเวลาหลายวินาที
- แรงดันเกินเรโซแนนซ์: เกิดขึ้นเมื่อตัวเหนี่ยวนำและความจุก่อให้เกิดวงจรเรโซแนนซ์เนื่องจากความผิดพลาดหรือการทำงาน ซึ่งกระตุ้นให้เกิดการแปลงพลังงานแม่เหล็ก- เรโซแนนซ์เฟอร์โรแมกเนติก ซึ่งขับเคลื่อนโดยตัวเหนี่ยวนำหม้อแปลงไม่เชิงเส้น ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของความถี่และแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 2–3 เท่าของค่าพิกัด
- อาร์คกราวด์แรงดันไฟเกิน: เหนี่ยวนำโดยการสูญพันธุ์/การลุกไหม้ของอาร์กเป็นระยะๆ ในระหว่างความผิดพลาดของเฟสเดียว-ในระบบที่ไม่มีเหตุผล ทำให้เกิดการสั่นของแม่เหล็กไฟฟ้า การสูญพันธุ์ของอาร์คจะปล่อยพลังงานคาปาซิทีฟไปสู่ตัวเหนี่ยวนำ ในขณะที่การลุกติดไฟใหม่จะขยายการสะสมพลังงาน ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเกิน 2.5–3 เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด
3. มาตรการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน
ระบบป้องกันที่สมบูรณ์ได้รับการพัฒนาเพื่อจัดการกับอันตรายและกลไกแรงดันไฟฟ้าเกิน ผสมผสานการป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงภายนอก การป้องกันขดลวดภายใน และมาตรการเสริมเฉพาะทางเพื่อความปลอดภัยของหม้อแปลง

(1) การป้องกันฟ้าผ่าภายนอกโดยตรง
ที่ระดับสถานีย่อย การป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงเป็นแนวป้องกันแรก:
- สายล่อฟ้า: เปลี่ยนทิศทางกระแสฟ้าผ่าลงสู่พื้น โดยมีความครอบคลุมการป้องกันที่กำหนดโดยความสูงและจำนวนแท่ง แท่งหลายอันช่วยขยายความครอบคลุม เพื่อป้องกันการโต้กลับ กริดกราวด์ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความต้านทาน และรักษาระยะห่างที่ปลอดภัยจากหม้อแปลงและเซอร์กิตเบรกเกอร์
- สายฟ้าผ่า: ติดตั้งเหนือสายขาเข้าใกล้สถานีไฟฟ้าย่อย ช่วยลดโอกาสการบุกรุกของคลื่นฟ้าผ่า เมื่อฟ้าผ่าลงนอกเส้นที่มีการป้องกัน อิมพีแดนซ์ของสายจะจำกัดกระแสของสายดิน และอิมพัลส์โคโรนาบนตัวนำจะช่วยลดความชันและความกว้างของคลื่น ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าตกค้างของสายดินลดลงเพื่อการประสานงานของฉนวนที่ดีขึ้น
(2) การป้องกันผู้จับกุม: หมายถึงการป้องกันแกนกลาง
ตะแกรงดักจับเป็นหลักตัวจับโลหะออกไซด์แบบไม่มีช่องว่าง (MOA)และตัวจับวาล์วแบบช่องว่าง-โดยมีหลักการเลือกร่วมกัน: แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของสายดินต้องไม่ต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวที่สถานที่ติดตั้ง และแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของสายดินที่เป็นกลาง-ต้องไม่ต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าเฟสสูงสุดของหม้อแปลง
- หากแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดต่ำเกินไป: อุปกรณ์ป้องกันช่องว่างอาจล้มเหลวในการดับส่วนโค้งระหว่างฟอลต์ของเฟสเดียว- ทำให้เกิดการระเบิด MOA จะลดลงจากการดูดซับพลังงานที่มากเกินไป
- หากแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดสูงเกินไป: แรงดันอิมพัลส์ดิสชาร์จและแรงดันตกค้างจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพการป้องกันลดลง
อุปกรณ์ป้องกันประเภทวาล์วแบบมีช่องว่าง-ใช้แผ่นวาล์วแบบไม่เชิงเส้นซึ่งมีค่าการนำไฟฟ้าสูงภายใต้กระแสฟ้าผ่าขนาดใหญ่ (รักษาแรงดันตกค้างต่ำ) และความนำไฟฟ้าต่ำที่แรงดันไฟฟ้าปกติ (จำกัดกำลัง-ความถี่ที่ตามกระแส) MOA แบบไม่มีช่องว่างใช้ประโยชน์จากแผ่นวาล์วซิงค์ออกไซด์ ระงับกระแสตามโดยไม่มีช่องว่าง ให้การตอบสนองที่รวดเร็ว แรงดันตกค้างต่ำ และความจุกระแสไฟฟ้าสูง- ทำให้เป็นตัวเลือกกระแสหลักสำหรับการป้องกันหม้อแปลง
อ้างอิงจาก GB311.1-1997การประสานงานด้านฉนวนสำหรับอุปกรณ์ส่งและจ่ายไฟฟ้าแรงสูง-, หม้อแปลง 6kV มีแรงกระตุ้นฟ้าผ่าทนแรงดันไฟฟ้า 60kV และหม้อแปลง 10kV 75kV สำหรับระบบ 6kV YH5WS-10/30 MOA มีแรงดันตกค้างน้อยกว่าหรือเท่ากับ 30kV ทำให้มีปัจจัยการประสานงานของฉนวน
. สำหรับระบบ 10kV จะได้ YH5WS-17/50 MOA
เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยซ้ำซ้อน
โดยทั่วไปจะมากกว่าหรือเท่ากับ 1.4 สำหรับแรงกระตุ้นฟ้าผ่า และมากกว่าหรือเท่ากับ 1.15 สำหรับแรงกระตุ้นการสลับ โดยพิจารณาจากประเภทของฉนวน การกระจายแรงดันไฟฟ้าเกิน และอายุของสิ่งแวดล้อม








(3) ฉนวนเสริม: การป้องกันเสริม
สำหรับหม้อแปลงขนาดกลางและขนาดเล็ก (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 35kV) ฉนวนที่ได้รับการปรับปรุงเป็นมาตรการเสริมที่สำคัญ: การทำให้ฉนวนขดลวดแรงดันไฟฟ้าสูง-หนาขึ้น และเสริมฉนวนอินเทอร์เทิร์นที่จุดหมุนขาเข้า/เทอร์มินอล เพื่อทนต่อการไล่ระดับแรงดันไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ฉนวนที่หนาขึ้นจะช่วยลดการกระจายความร้อนและลดความจุไฟฟ้าระหว่างกัน ซึ่งอาจเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้า- ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีความอ่อนไหวต่อ-แรงดันไฟฟ้าต่ำและต้นทุน-เท่านั้น
(4) ความจุอินเตอร์เทิร์นที่เพิ่มขึ้น: การกระจายแรงดันไฟฟ้าที่ปรับให้เหมาะสม
ความจุอินเตอร์เทิร์นที่สูงขึ้น
ปรับปรุงความสม่ำเสมอในการกระจายแรงดันไฟฟ้า: มีขนาดใหญ่ขึ้น
สัมพันธ์กับ
ลดการไล่ระดับแรงดันไฟฟ้าและความเสี่ยงจากแรงดันไฟฟ้าเกิน มีการใช้เทคนิคต่างๆ เช่น การพันขดลวดและการกรองตัวเก็บประจุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่-เสี่ยงต่อฟ้าผ่า เช่น สถานีย่อยบนภูเขาหรือสถานีขั้นบันไดฟาร์มกังหันลม-
(5) การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินจุดเป็นกลาง-
สำหรับสถานีไฟฟ้าย่อยในพื้นที่-เสี่ยงต่อฟ้าผ่าซึ่งมีแหล่งพลังงานเดียว การบุกรุกของคลื่นฟ้าผ่าแบบ 3 เฟสเป็นเรื่องปกติ โดยต้องมีการป้องกันจุด-ที่เป็นกลาง วิธีแก้ไขเบื้องต้นคือMOA จุดเป็นกลาง-ซึ่งป้องกันทั้งฟ้าผ่าและแรงดันไฟสลับเกินด้วยการตอบสนองที่รวดเร็ว แรงดันตกค้างต่ำ และความจุกระแสไฟฟ้าสูง ในจังหวัดที่มีแนวโน้มเกิดฟ้าผ่า- เช่น กวางตุ้งและกวางสี อัตราการติดตั้ง -จุด MOA ที่เป็นกลางเกิน 90% ออกแบบมาให้มีแรงดันไฟฟ้าพิกัดสูง ซึ่งยังคงเชื่อถือได้ในระหว่างการเปลี่ยนจุดเป็นกลาง-เล็กน้อย และทนทานต่อแรงดันไฟเฟสความถี่-กำลัง 1 เท่าในระหว่างเกิดข้อผิดพลาดของเฟสเดียว-
สำหรับการเปลี่ยนจุดที่เป็นกลางที่สุด- (แรงดันไฟฟ้าเกินมากกว่าหรือเท่ากับ 2 เท่าของกำลัง- แรงดันไฟฟ้าเฟสความถี่) จะใช้รูปแบบ "อุปกรณ์จับยึด + ช่องว่างของแท่งแนวนอน" แบบขนาน: อุปกรณ์จับต้องจัดการกับแรงดันไฟฟ้าเกินของฟ้าผ่า/สวิตช์ ในขณะที่ช่องว่างจะจำกัด-พลังงานความถี่สูง-ของแรงดันไฟฟ้าเกินของความถี่บนตัวจับ ทำให้เกิดกลไกการป้องกันซึ่งกันและกัน
(6) การป้องกันเฉพาะสำหรับหม้อแปลงหลาย-ที่คดเคี้ยว
หม้อแปลงไฟฟ้าแบบขดลวดสาม- (แรงดันไฟฟ้าสูง ปานกลาง และต่ำ) ต้องเผชิญกับความเสี่ยงจากแรงดันไฟฟ้าเกินจากการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อขดลวดแรงดันไฟฟ้าต่ำ-เปิดอยู่ คลื่นฟ้าผ่าที่ด้านแรงดันไฟฟ้าสูง-จะถ่ายโอนไปยังขดลวดแรงดันไฟฟ้าต่ำ-โดยผ่านการเชื่อมต่อแบบไฟฟ้าสถิตและการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า และค่าความจุไฟฟ้าต่ำลงสู่พื้นจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าไฟฟ้าสถิต ซึ่งคุกคามฉนวน อุปกรณ์จับกระแสไฟที่ช่องจ่ายกระแสไฟขดลวดแรงดันต่ำ-จะระงับแรงดันไฟเกินที่บุกรุกเข้ามาโดยตรง
นอกจากนี้ แรงดันไฟฟ้าลำดับที่เป็นศูนย์-จากความผิดปกติแบบอสมมาตรหรือความผิดปกติของเบรกเกอร์จะถ่ายโอนไปยังขดลวดแรงดันไฟฟ้าต่ำ-ผ่านทางคัปปลิ้งแบบคาปาซิทีฟ เพื่อบรรเทาปัญหานี้ จึงมีการใช้-เบรกเกอร์ซิงโครไนซ์สูง และติดตั้งตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อ 3 Y- บนบัสบริดจ์แรงดันต่ำ- เพื่อเพิ่มความจุไฟฟ้าลงกราวด์ ดูดซับพลังงานแรงดันไฟฟ้าเกิน และลดแอมพลิจูด/ความชัน
(7) การป้องกันแบบประสานงานของระบบแรงดันไฟฟ้าต่ำ-
สายป้อนแรงดันไฟฟ้าต่ำ-ที่ยาวและเสี่ยงต่อการเกิดฟ้าผ่า เมื่อถูกโจมตีจะเกิดกระแสฟ้าผ่าการแปลงผกผันแรงดันไฟฟ้าเกินในขดลวดไฟฟ้าแรงสูง- (แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด 2-3 เท่า) ผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นฉนวนที่เป็นอันตราย MOA ด้านแรงดันไฟฟ้าต่ำ-จะระงับฟลักซ์อิมพัลส์ในขดลวดแรงดันไฟฟ้าต่ำ- ซึ่งขัดขวางการถ่ายโอนแรงดันไฟฟ้าเกิน หม้อแปลงที่มีกลุ่มการเชื่อมต่อ Y/Zn11 จะระงับแรงดันไฟเกินในการแปลงผกผันโดยธรรมชาติ ให้การป้องกันที่ดียิ่งขึ้นเมื่อจับคู่กับตัวป้องกันแรงดันต่ำ-
(8) มาตรการคุ้มครองพิเศษอื่น ๆ
สำหรับสถานการณ์แรงดันไฟฟ้าเกินเฉพาะ มาตรการเสริมได้แก่:
1. คอยส์ปราบปรามอาร์ก: ปราบปรามแรงดันไฟฟ้าเกินของอาร์คกราวด์
ในระบบจำหน่ายแบบต่อกราวด์หรือคอยล์ระงับอาร์ค- คอยล์ป้องกันอาร์คจะชดเชยกระแสไฟฟ้าแบบคาปาซิทีฟในระหว่างเกิดข้อผิดพลาดในเฟสเดียว- ช่วยลดกระแสไฟฟ้าลัดและป้องกันการลุกไหม้ของอาร์คเป็นระยะๆ คอยล์ปรับอัตโนมัติ-ติดตามการเปลี่ยนแปลงกระแสคาปาซิทีฟแบบเรียลไทม์- โดยจำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินของอาร์คกราวด์ให้น้อยกว่าหรือเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด 2 เท่า
2. เครื่องปฏิกรณ์: การจำกัดการสลับและกำลัง-แรงดันไฟฟ้าเกินความถี่
เครื่องปฏิกรณ์แบบอนุกรม: ยับยั้งกระแสกระชากของหม้อแปลงและสลับแรงดันไฟฟ้าเกินโดยการเพิ่มตัวเหนี่ยวนำวงจรเพื่อลดอัตราการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน ตัวอย่างเช่น เครื่องปฏิกรณ์แบบอนุกรมที่ด้านแรงดันต่ำ-ของหม้อแปลงขนาดใหญ่จะจำกัดกระแสไฟกระชากไว้ที่กระแสพิกัด 2–3x
เครื่องปฏิกรณ์แบบแบ่ง: ดูดซับพลังงานรีแอกทีฟแบบคาปาซิทีฟในสายส่ง-แรงดันไฟฟ้าสูงยาว ซึ่งช่วยลด-ความถี่ของแรงดันไฟเกินจากเอฟเฟกต์การชาร์จของสาย ในสายขนาด 500kV เครื่องปฏิกรณ์แบบแบ่งจะจำกัดแรงดันไฟฟ้าเกินให้น้อยกว่าหรือเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด 1.3 เท่า เพื่อปกป้องหม้อแปลงทางอ้อม
3. การเพิ่มประสิทธิภาพระบบสายดิน: ลดศักยภาพการเพิ่มขึ้นของพื้นดิน
กริดกราวด์ที่ได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพ (เช่น อิเล็กโทรดเหล็กหุ้มทองแดง- เสากราวด์เพิ่มเติม) ช่วยลดความต้านทานกราวด์ของสถานีย่อยให้น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.5Ω ซึ่งลดศักยภาพการเพิ่มขึ้นของกราวด์ให้เหลือน้อยที่สุดในระหว่างการโจมตีด้วยฟ้าผ่า และป้องกันการตอบโต้ ในพื้นที่เสี่ยงต่อฟ้าผ่า- "การต่อสายดินอย่างอิสระ + พันธะให้ศักย์เท่ากัน" ยังช่วยลดความต่างศักย์ไฟฟ้าของพื้นดินอีกด้วย
4. วาริสเตอร์และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD): การป้องกันปลายแรงดันไฟฟ้าต่ำ-
วาริสเตอร์ (MOV) หรือ SPD ที่ช่องป้อนแรงดันไฟฟ้าต่ำ-จะระงับฟ้าผ่าที่เหนี่ยวนำและแรงดันไฟฟ้าเกินของการสลับ เพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินในการแปลงผกผัน อุปกรณ์เหล่านี้ให้การตอบสนองระดับนาโนวินาทีและแรงดันไฟฟ้าตกค้างต่ำ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการป้องกันปลายระบบจำหน่ายแรงดันไฟฟ้าต่ำ-
การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินของหม้อแปลง SCOTECH: รายการโซลูชันสถานการณ์-ทั้งหมด
รายการนี้ตอบสนองความต้องการในการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินในระดับแรงดันไฟฟ้าและสถานการณ์ต่างๆ ตามตรรกะหลักของการป้องกันฟ้าผ่าโดยตรง + การจำกัดแรงดันไฟฟ้าหลัก + การปราบปรามพิเศษ + การประสานงานของระบบ. ซึ่งสอดคล้องกับคุณสมบัติการออกแบบหม้อแปลง SCOTECH มาตรการป้องกันที่ตรงกัน และโซลูชันที่ปรับแต่งเองสำหรับการใช้งานโดยตรงในการออกแบบโครงการ การมีส่วนร่วมทางเทคนิคของลูกค้า และการเลือกใช้ผลิตภัณฑ์
|
สถานการณ์การใช้งาน |
เงื่อนไขการดำเนินงานหลัก |
มาตรการป้องกันหลัก |
SCOTECH การปรับแต่งแบบเฉพาะตัว |
|
สถานีย่อยกลางแจ้ง/ขั้นบันไดฟาร์มกังหันลม-สถานีขึ้น |
ความเสี่ยงจากฟ้าผ่าโดยตรงสูง ฟ้าผ่ารวม/แรงดันไฟสลับเกิน; ความเสี่ยงในการเปลี่ยนแปลง-จุดที่เป็นกลาง |
1. ป้องกันฟ้าผ่าภายนอกโดยตรง |
1. กำหนดเองหน้าจอขดลวด/ตัวเก็บประจุแบบอินเทอร์ลีฟที่ขั้วขาเข้าของหม้อแปลงเพื่อปรับการกระจายแรงดันไฟฟ้าให้เหมาะสม |
|
สถานีไฟฟ้าย่อยในเขตเมือง |
การดำเนินการสลับบ่อยครั้ง การสลับแรงดันไฟฟ้าเกินซ้ำหลายครั้ง ไม่มีฟ้าผ่าโดยตรงแต่ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อฟ้าผ่า ความเสี่ยงจากเสียงสะท้อนต่ำ |
1. ประเภท-วาล์วช่องว่างด้านข้างแรงดันสูง-/ตัวจับ MOA |
1. ฉนวนอินเตอร์เทิร์น/กราวด์หนาที่ขั้วขาเข้าของขดลวดแรงดันสูง-เพื่อต้านทานการสลับความล้าของแรงดันไฟเกิน |
|
หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายในชนบท |
ความเสี่ยงจากฟ้าผ่าโดยตรง/เกิดจากฟ้าผ่าสูง แรงดันไฟเกินกราวด์กราวด์ที่มีนัยสำคัญ เส้นชนบทที่ยาว ความเสี่ยงจากแรงดันไฟฟ้าเกินการเปลี่ยนแปลงผกผันสูง |
1. อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบติดเสา- + MOA แรงดันต่ำ- |
1. ส่งเสริมหม้อแปลงกลุ่มการเชื่อมต่อ Y/Zn11เพื่อลดแรงดันไฟเกินของการแปลงผกผันโดยเนื้อแท้ |
|
หม้อแปลงไฟฟ้าเฉพาะสำหรับโรงงานอุตสาหกรรม |
แรงดันไฟฟ้าเกินของการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตแบบขดลวดหลาย-; การสลับแรงดันไฟฟ้าเกินจากการสลับโหลด ความเสี่ยงต่อการเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าลำดับเป็นศูนย์-; แรงดันต่ำ-การแปลงผกผันแรงดันเกิน |
1. ตัวจับอิสระสำหรับแต่ละขดลวด |
1. ฉนวนเสริมอิสระสำหรับขดลวดแต่ละเส้น: การกระจายความจุไฟฟ้าที่ปรับให้เหมาะสมบนด้านแรงดันไฟฟ้าสูง- ฉนวนกราวด์หนาขึ้นที่ด้านแรงดันไฟฟ้าต่ำ- |
|
หม้อแปลงไฟฟ้าระบบส่งกำลังระยะไกล- |
พลังงาน-ความถี่แรงดันไฟฟ้าเกินจากการชาร์จสายไฟ การสลับแรงดันไฟฟ้าเกินที่สำคัญจากการสลับสาย การแพร่กระจายคลื่นฟ้าผ่าที่สูงชัน |
1. MOA ความจุสูง-ในด้านแรงดันไฟฟ้าสูง- |
1. กำหนดเองแรงกระตุ้นฟ้าผ่าสูงทนทานต่อหม้อแปลงไฟฟ้าปรับให้เข้ากับความชันของคลื่นฟ้าผ่าระยะไกล- |
|
สถานีย่อยขนาดกะทัดรัด/สถานีหม้อแปลงไฟฟ้าสำเร็จรูป |
ไม่มีการป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงที่เป็นอิสระ บูรณาการอุปกรณ์สูง ระยะทางไฟฟ้าขนาดเล็ก ฟ้าผ่าเหนี่ยวนำ + แรงดันไฟเกินสวิตช์ภายใน |
1. MOA แบบรวมภายในตู้ |
1. ตำแหน่งการติดตั้ง Arrester แบบรวมสำหรับการรวม-หม้อแปลงระยะทาง-เป็นศูนย์ |
หมายเหตุเพิ่มเติม
- รองรับโซลูชั่นทั้งหมดการจับคู่แบบรวมของหม้อแปลง SCOTECH และส่วนประกอบการป้องกันลดการเลือกรองและค่าใช้จ่ายในการติดตั้งของลูกค้า
- สำหรับสภาวะที่รุนแรง (เช่น โซนพายุฝนฟ้าคะนองรุนแรง ระดับความสูง มลพิษหนัก) ตัวเลือกที่ได้รับการปรับปรุง เช่นการเคลือบฉนวนป้องกันมลพิษ- ตัวป้องกันกระแสไฟสูง- และขั้วต่อสายดินอิสระมีอยู่
4. บทสรุป
การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินของหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นงานวิศวกรรมที่เป็นระบบที่สร้างสมดุลระหว่างความเป็นไปได้ทางเทคนิคและประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ โดยพิจารณาจากโครงสร้างกริด สภาพแวดล้อมการทำงาน และคุณลักษณะของอุปกรณ์ ตั้งแต่การป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงภายนอกไปจนถึงตัวจับภายในและการเสริมฉนวน เสริมด้วยคอยล์ปราบปรามอาร์คและเครื่องปฏิกรณ์ ทำให้เกิดเครือข่ายการป้องกันที่ครอบคลุม ความก้าวหน้าในอนาคตของเทคโนโลยีการตรวจสอบคู่แฝดแบบดิจิทัลและออนไลน์จะขับเคลื่อนวิวัฒนาการของการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินของหม้อแปลงไปสู่ระบบอัจฉริยะและเชิงรุก ซึ่งวางรากฐานที่มั่นคงสำหรับโครงข่ายไฟฟ้าที่เชื่อถือได้มากขึ้น

ส่งคำถาม

