ปรากฏการณ์แรงดันไฟฟ้าเกินของหม้อแปลงและมาตรการป้องกัน

Feb 06, 2026

ฝากข้อความ

power transmission

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

 

 

 

 

step-down transformer
 

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 (info-43-40)และความจุอินเตอร์เทิร์น (info-27-40)กลายเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญ เนื่องจากinfo-112-40ในหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง ผลกระทบของความจุไฟฟ้าระหว่างกันสามารถทำให้ง่ายขึ้นสำหรับการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ

เมื่อปิดหม้อแปลงโหลดไม่- ถ้ากระแสโหลดไม่-ไม่-เป็นศูนย์ พลังงานสนามแม่เหล็กที่เก็บไว้ในตัวเหนี่ยวนำปฐมภูมิinfo-28-40 (info-71-55) และพลังงานสนามไฟฟ้าที่สะสมอยู่ในinfo-43-40 (info-95-55) แกว่งไปมาในวงจรขนานที่เกิดจากinfo-28-40และinfo-43-40. 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 ปฏิกิริยาอินดัคทีฟที่คดเคี้ยวinfo-37-40เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในขณะที่ปฏิกิริยารีแอคทีฟinfo-31-55ลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นกระแสจะไหลผ่านอินเตอร์เทิร์นและค่าความจุกระแสไฟ-ไปยัง-กราวด์เป็นหลัก

เนื่องจากขดลวดแรงดันไฟฟ้าต่ำ-อยู่ใกล้กับแกนกลาง ความจุไฟฟ้าเส้นใหญ่-ถึง-กราวด์จึงใกล้เคียงกับการลัดวงจร ทำให้มีการต่อสายดินได้อย่างมีประสิทธิภาพ การกระจายแรงดันไฟฟ้าของคลื่นฟ้าผ่าตามแนวขดลวดถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของinfo-27-40ถึงinfo-43-40: 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

 

Lightning rods

 

(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 ทำให้มีปัจจัยการประสานงานของฉนวนinfo-252-56. สำหรับระบบ 10kV จะได้ YH5WS-17/50 MOAinfo-275-56เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยซ้ำซ้อนinfo-31-40โดยทั่วไปจะมากกว่าหรือเท่ากับ 1.4 สำหรับแรงกระตุ้นฟ้าผ่า และมากกว่าหรือเท่ากับ 1.15 สำหรับแรงกระตุ้นการสลับ โดยพิจารณาจากประเภทของฉนวน การกระจายแรงดันไฟฟ้าเกิน และอายุของสิ่งแวดล้อม

 

power transformer
หม้อแปลงไฟฟ้า
lightning arrester
อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า

 

pole mounted transformer
หม้อแปลงไฟฟ้าแบบติดเสา
arrester
ผู้จับกุม

 

single phase pad mounted transformer
หม้อแปลงไฟฟ้าแบบติดแผ่นเฟสเดียว
elbow arrester
อุปกรณ์ป้องกันข้อศอก
three phase pad mounted transformer
หม้อแปลงไฟฟ้าแบบติดแผ่นสามเฟส
elbow arresters
อุปกรณ์ป้องกันข้อศอก

 

(3) ฉนวนเสริม: การป้องกันเสริม

สำหรับหม้อแปลงขนาดกลางและขนาดเล็ก (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 35kV) ฉนวนที่ได้รับการปรับปรุงเป็นมาตรการเสริมที่สำคัญ: การทำให้ฉนวนขดลวดแรงดันไฟฟ้าสูง-หนาขึ้น และเสริมฉนวนอินเทอร์เทิร์นที่จุดหมุนขาเข้า/เทอร์มินอล เพื่อทนต่อการไล่ระดับแรงดันไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ฉนวนที่หนาขึ้นจะช่วยลดการกระจายความร้อนและลดความจุไฟฟ้าระหว่างกัน ซึ่งอาจเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้า- ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีความอ่อนไหวต่อ-แรงดันไฟฟ้าต่ำและต้นทุน-เท่านั้น

 

(4) ความจุอินเตอร์เทิร์นที่เพิ่มขึ้น: การกระจายแรงดันไฟฟ้าที่ปรับให้เหมาะสม

ความจุอินเตอร์เทิร์นที่สูงขึ้นinfo-27-40ปรับปรุงความสม่ำเสมอในการกระจายแรงดันไฟฟ้า: มีขนาดใหญ่ขึ้นinfo-27-40สัมพันธ์กับinfo-43-40ลดการไล่ระดับแรงดันไฟฟ้าและความเสี่ยงจากแรงดันไฟฟ้าเกิน 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
(มากกว่าหรือเท่ากับ 35kV พื้นที่เสี่ยงฟ้าผ่า-/เป็นภูเขา)

ความเสี่ยงจากฟ้าผ่าโดยตรงสูง ฟ้าผ่ารวม/แรงดันไฟสลับเกิน; ความเสี่ยงในการเปลี่ยนแปลง-จุดที่เป็นกลาง

1. ป้องกันฟ้าผ่าภายนอกโดยตรง
2. MOA ที่ไม่มีช่องว่างด้านแรงดันไฟฟ้าสูง-
3. MOA จุดเป็นกลาง- + การป้องกันช่องว่างระหว่างก้านแบบขนาน
4. การกระจายความจุของขดลวดที่ปรับให้เหมาะสม

1. กำหนดเองหน้าจอขดลวด/ตัวเก็บประจุแบบอินเทอร์ลีฟที่ขั้วขาเข้าของหม้อแปลงเพื่อปรับการกระจายแรงดันไฟฟ้าให้เหมาะสม
2. SCOTECH-จุด MOA ที่เป็นกลางแบบกำหนดเองที่ตรงกับแรงดันเฟสสูงสุดของหม้อแปลง
3. อินเทอร์เฟซการติดตั้งตัวป้องกันระยะห่างเป็นศูนย์- เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าตกค้างที่เพิ่มขึ้นจากระยะห่างทางไฟฟ้า
4. คำแนะนำในการเพิ่มประสิทธิภาพกริดกราวด์ จับคู่กับสายล่อฟ้า/สายไฟเพื่อให้ครอบคลุมฟ้าผ่าโดยตรงเต็มรูปแบบ

สถานีไฟฟ้าย่อยในเขตเมือง
(10/6kV, พื้นที่หลักในเมือง, การสลับโหลดบ่อยครั้ง)

การดำเนินการสลับบ่อยครั้ง การสลับแรงดันไฟฟ้าเกินซ้ำหลายครั้ง ไม่มีฟ้าผ่าโดยตรงแต่ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อฟ้าผ่า ความเสี่ยงจากเสียงสะท้อนต่ำ

1. ประเภท-วาล์วช่องว่างด้านข้างแรงดันสูง-/ตัวจับ MOA
2. เครื่องปฏิกรณ์แบบอนุกรมสำหรับข้อจำกัดกระแสไหลเข้า
3. อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากด้านข้างแรงดันต่ำ- (SPD)
4. ปรับปรุงฉนวนเทอร์มินัลขาเข้า

1. ฉนวนอินเตอร์เทิร์น/กราวด์หนาที่ขั้วขาเข้าของขดลวดแรงดันสูง-เพื่อต้านทานการสลับความล้าของแรงดันไฟเกิน
2. อินเทอร์เฟซแบบรวมล่วงหน้า-สำหรับเครื่องปฏิกรณ์แรงดันต่ำ-/SPD ซึ่งสนับสนุนส่วนประกอบการป้องกันแรงดันไฟฟ้าต่ำ-ที่ปรับแต่งเอง
3. ตัวเหนี่ยวนำการกระตุ้นของหม้อแปลงที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อลดความน่าจะเป็นของการสั่นพ้องภายใต้การสลับบ่อยครั้ง

หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายในชนบท
(10/6kV, พื้นที่เสี่ยงต่อฟ้าผ่าระยะไกล-, เฟสเดียวขัดข้องบ่อยครั้ง-)

ความเสี่ยงจากฟ้าผ่าโดยตรง/เกิดจากฟ้าผ่าสูง แรงดันไฟเกินกราวด์กราวด์ที่มีนัยสำคัญ เส้นชนบทที่ยาว ความเสี่ยงจากแรงดันไฟฟ้าเกินการเปลี่ยนแปลงผกผันสูง

1. อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบติดเสา- + MOA แรงดันต่ำ-
2. การต่อสายดินแบบจุดเป็นกลาง-ผ่านคอยล์ป้องกันส่วนโค้ง
3. การป้องกันไฟกระชาก SPD ด้านแรงดันไฟฟ้าต่ำ-
4. การปราบปรามการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าเกินผกผัน

1. ส่งเสริมหม้อแปลงกลุ่มการเชื่อมต่อ Y/Zn11เพื่อลดแรงดันไฟเกินของการแปลงผกผันโดยเนื้อแท้
2. อินเทอร์เฟซ MOA แรงดันต่ำ-มาตรฐาน เข้ากันได้โดยตรงกับ SPD แรงดันต่ำ-
3. ฉนวนจุดเป็นกลาง-ที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อรองรับคอยล์ลดส่วนโค้งอัตโนมัติ-
4. ขายึดตัวป้องกันระยะเป็นศูนย์-สำหรับหม้อแปลงแบบติดเสา-

หม้อแปลงไฟฟ้าเฉพาะสำหรับโรงงานอุตสาหกรรม
(10/35kV, ขดลวดหลาย-, ความผันผวนของโหลดสูง)

แรงดันไฟฟ้าเกินของการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตแบบขดลวดหลาย-; การสลับแรงดันไฟฟ้าเกินจากการสลับโหลด ความเสี่ยงต่อการเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าลำดับเป็นศูนย์-; แรงดันต่ำ-การแปลงผกผันแรงดันเกิน

1. ตัวจับอิสระสำหรับแต่ละขดลวด
2. ตัวเก็บประจุแบบแบ่งแรงดันไฟฟ้าด้านข้าง-ต่ำสำหรับการดูดซับแรงดันไฟฟ้าเกิน
3. เครื่องปฏิกรณ์แบบอนุกรมสำหรับข้อจำกัดการไหลเข้า/แรงดันเกิน
4. การเสริมแรงฉนวนแบบชั้น

1. ฉนวนเสริมอิสระสำหรับขดลวดแต่ละเส้น: การกระจายความจุไฟฟ้าที่ปรับให้เหมาะสมบนด้านแรงดันไฟฟ้าสูง- ฉนวนกราวด์หนาขึ้นที่ด้านแรงดันไฟฟ้าต่ำ-
2. -อินเทอร์เฟซที่ติดตั้งไว้ล่วงหน้าสำหรับตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อ 3 Y- บนบัสบริดจ์แรงดันต่ำ- เพื่อดูดซับแรงดันไฟเกินลำดับ-เป็นศูนย์
3. เครื่องปฏิกรณ์ซีรีส์แบบกำหนดเองที่ปรับแต่งให้เหมาะกับกระแสไหลเข้าที่ชักนำให้เกิดความผันผวนของโหลด-
4. ตารางการจับคู่การเลือกตัวดักจับสำหรับระดับแรงดันไฟฟ้าของขดลวดหลาย-

หม้อแปลงไฟฟ้าระบบส่งกำลังระยะไกล-
(มากกว่าหรือเท่ากับ 110kV, สายส่งมากกว่าหรือเท่ากับ 50 กม.)

พลังงาน-ความถี่แรงดันไฟฟ้าเกินจากการชาร์จสายไฟ การสลับแรงดันไฟฟ้าเกินที่สำคัญจากการสลับสาย การแพร่กระจายคลื่นฟ้าผ่าที่สูงชัน

1. MOA ความจุสูง-ในด้านแรงดันไฟฟ้าสูง-
2. เครื่องปฏิกรณ์แบบแบ่งแนว-ด้านข้างสำหรับการดูดซับพลังงานปฏิกิริยาแบบคาปาซิทีฟ
3. การปราบปรามความชันของคลื่นฟ้าผ่า
4. ระดับฉนวนหม้อแปลงที่ได้รับการปรับปรุง

1. กำหนดเองแรงกระตุ้นฟ้าผ่าสูงทนทานต่อหม้อแปลงไฟฟ้าปรับให้เข้ากับความชันของคลื่นฟ้าผ่าระยะไกล-
2. คุณลักษณะการกระตุ้นหม้อแปลงที่ปรับให้เหมาะสมเพื่อลดเสียงสะท้อนด้วยเครื่องปฏิกรณ์แบบเส้น
3. MOA ความจุสูง-กระแส-ในด้านแรงดันไฟฟ้าสูง- จัดการกับความถี่-กำลัง/แรงดันไฟฟ้าเกินของการสลับ
4. ส่วนประกอบบัฟเฟอร์คลื่นฟ้าผ่าที่ขั้วขาเข้าเพื่อลดความชันของคลื่น

สถานีย่อยขนาดกะทัดรัด/สถานีหม้อแปลงไฟฟ้าสำเร็จรูป
(10/6kV, พื้นที่ในเมือง/สวนสาธารณะ, พื้นที่-มีจำกัด)

ไม่มีการป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงที่เป็นอิสระ บูรณาการอุปกรณ์สูง ระยะทางไฟฟ้าขนาดเล็ก ฟ้าผ่าเหนี่ยวนำ + แรงดันไฟเกินสวิตช์ภายใน

1. MOA แบบรวมภายในตู้
2. การป้องกันเสริมวาริสเตอร์ (MOV)
3. การปราบปรามไฟกระชากสายขาเข้า
4. การป้องกันพันธะให้ศักย์เท่ากัน

1. ตำแหน่งการติดตั้ง Arrester แบบรวมสำหรับการรวม-หม้อแปลงระยะทาง-เป็นศูนย์
2. มี-วาริสเตอร์ด้านข้างแรงดันต่ำ-ในตัวเพื่อระงับแรงดันไฟเกินของการสลับภายใน
3. การออกแบบการยึดเหนี่ยวศักย์ไฟฟ้าภายในตู้เพื่อลดความเสี่ยงจากการตอบโต้ที่อาจเกิดขึ้นจากพื้นดิน
4. โครงสร้างทางออกของขดลวดที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับพื้นที่ขนาดกะทัดรัด ช่วยลดความไม่สม่ำเสมอของการไล่ระดับแรงดันไฟฟ้า

 

หมายเหตุเพิ่มเติม

  • รองรับโซลูชั่นทั้งหมดการจับคู่แบบรวมของหม้อแปลง SCOTECH และส่วนประกอบการป้องกันลดการเลือกรองและค่าใช้จ่ายในการติดตั้งของลูกค้า
  • สำหรับสภาวะที่รุนแรง (เช่น โซนพายุฝนฟ้าคะนองรุนแรง ระดับความสูง มลพิษหนัก) ตัวเลือกที่ได้รับการปรับปรุง เช่นการเคลือบฉนวนป้องกันมลพิษ- ตัวป้องกันกระแสไฟสูง- และขั้วต่อสายดินอิสระมีอยู่

 

 

 

 

4. บทสรุป

 

การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินของหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นงานวิศวกรรมที่เป็นระบบที่สร้างสมดุลระหว่างความเป็นไปได้ทางเทคนิคและประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ โดยพิจารณาจากโครงสร้างกริด สภาพแวดล้อมการทำงาน และคุณลักษณะของอุปกรณ์ ตั้งแต่การป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงภายนอกไปจนถึงตัวจับภายในและการเสริมฉนวน เสริมด้วยคอยล์ปราบปรามอาร์คและเครื่องปฏิกรณ์ ทำให้เกิดเครือข่ายการป้องกันที่ครอบคลุม ความก้าวหน้าในอนาคตของเทคโนโลยีการตรวจสอบคู่แฝดแบบดิจิทัลและออนไลน์จะขับเคลื่อนวิวัฒนาการของการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินของหม้อแปลงไปสู่ระบบอัจฉริยะและเชิงรุก ซึ่งวางรากฐานที่มั่นคงสำหรับโครงข่ายไฟฟ้าที่เชื่อถือได้มากขึ้น

power grids

 

 

ส่งคำถาม