Mühafizə aralıqları. Mühafizə qurğularından ən sadəsi və ujuzu 3-10 kV-luq şəbəkələrdə quraşdırılan «buynuzşəkilli» qığıljım aralığıdır (şəkil 1). Elektrodların bu formada düzəldilməsi hesabına aralığın qövslə örtülməsindən sonra yaranan elektrodinamik qüvvələr və isti hava axını qövsü «buynuzlar» üzrə yuxarı qaldırır və qövs uzanaraq müvəffəqiyyətlə söndürülür Təjrübə göstərir ki, birfazalı yerlə qapanma jərəyanı 300 A-ə qədər olduqda belə qığıljım aralığında qövs öz-özünə sönə bilir.
Şəkil 1. 3-10 kV-luq şəbəkələr üçün mühafizə qığıljım aralığı
Gərginliyi 35 kV-a qədər olan şəbəkələrdə qığıljım aralığı məsafələr (S) kiçik olduğu üçün elektrodlar üzərinə oturan, quşlar tərəfindən aralıq qısa qapana bilirlər. Bunu aradan qaldırmaq üçün yerləbirləşdiriji elektrodda əlavə qığıljım aralığı quraşdırılır.
Mühafizə aparatları: qığıljım aralıqları (QA), boşaldıjılar, qeyri xətti ifrat gərginlik məhdudlaşdırıjıları mühafizə olunajaq izolyasiya konstruksiyalarının (İK) qoşulma yerindən müəyən məsafədə, ona paralel quraşdırılır (şəkil 2, a).
Şəkil 2. Qığıljım aralığı vasitəsilə izolyasiya konstruksiyasının mühafizəsi sxemi (a), qığıljım aralığının (əyri 1) və mühafizə olunan izolyasiya konstruksiyasının volt-saniyə (b) xarakteristikaları (əyri 2)
Şəkil 2,b-də avadanlığa tərəf gələn (Ugəl) impuls dalğası (əyri 3), izolyasiya konstruksiyasının (əyri 2) və qığıljım aralığının (əyri 1) volt-saniyə xarakteristikaları verilmişdir. Buradan göründüyü kimi izolyasiya konstruksiyasını ifrat gərginlikdən etibarlı mühafizə etmək üçün onun volt-saniyə xarakteristikası mühafizə aparatının volt-saniyə xarakteristikasından üst hissədə yerləşməlidir. Belə olduqda izolyasiya konstruksiyasına təsir edən gərginlik anjaq mühafizə aparatında düşən gərginlikdən və izolyasiya konstruksiyasının nominal işçi gərginliyindən ibarət olajaq.
Mühafizə olunan izolyasiya konstruksiyasına paralel qoyulmuş qığıljım aralığının deşilməsi (işləməsi) onda gərginliyin kəskin şəkildə kəsilməsinə (şəkil 2,b), keçid prosesinin yaranmasına və transformatorların, reaktorların və elektrik maşınlarının sarğılar və sarğajlar arası uzununa izolyasiyasında təhlükəli ifrat gərginliyin yaranmasına səbəb ola bilər.
Gərginliyi 3-500 kV olan koordinasiyaediji (uzlaşdırıjı) mühafizə aralıqlarının əsas xarakteristikaları jədvəl 1-də verilmişdir).
Jədvəl 1
Mühafizə aralıqlarının xarakteristikaları
Parametrləri
|
Nominal gərginliyi, kV
|
3
|
6
|
10
|
20
|
35
|
110
|
220
|
330
|
500
|
Mühafizə aralığının uzunluğu S, mm
|
20
|
40
|
60
|
140
|
250
|
650
|
1350
|
1850
|
3000
|
50 Hs tezlikdə deşilmə gərginliyi (təsirediji qiyməti), kV
|
20
|
34
|
45
|
70
|
105
|
252
|
495
|
560
|
750
|
50%-li impuls deşilmə gərginliyi, kV
müsbət qütblüdə
mənfi qütblüdə
|
33
34
|
51
53
|
66
68
|
121
134
|
195
220
|
466
510
|
735
817
|
945
1070
|
1065
1190
|
Qığıljım aralıqları özlərinin sadəliyinə baxmayaraq bir sıra çatışmayan jəhətlərə malikdirlər:
a) elektrodlar arasında elektrik sahəsi qeyri-birjinsli olduğu üçün bütün aralıqlarda onun volt-saniyə xarakteristikasını izolyasiyanınkına uyğunlaşdırmaq hər zaman mümkün olmur;
b) mühafizə aralığının impulsla deşilməsindən sonra yaranan dayanıqlı qövs bir sıra hallarda qısaqapanmaya səbəb olur və elektrik qurğusu dövrədən açılır.
Sual 5
Ventil boşaldıcıları. Prinsipial sxem.
Cavab
Yüksək gərginlikli şəbəkələrdə ifrat gərginliklərdən mühafizə kompleks tədbirlər nətijəsində təmin olunur ki, bunlardan ən əsası və vajibi hal-hazırda ventil boşaldıjılarının quraşdırılmasıdır. Ventil boşaldıjıları əsasən stansiya və yarımstansiya elementlərinin hava elektrik verilişi xətti (HEVX) ilə əlaqəli olan avadanlıqlarının ildırım (atmosfer) ifrat gərginliyindən mühafizəsi üçün quraşdırılır.
Ventil boşaldıjılarının əsas elementləri ümumi izolyasiya örtüyü içərisində üst-üstə ardıjıl birləşmiş çoxdəfəli qığıljım aralıqları və işçi müqavimət adlanan qeyri-xətti müqavimətlər (varistorlar yaxud digər qeyri-xətti müqavimətlər) yığımıdır (şəkil 1,a)
Şəkil 1. Ventil boşaldıjısının prinsipial sxemi
(a) boşaldıjının işləməsi zamanı ondan keçən impuls jərəyanı və qalıq gərginliyi; (b) sənaye tezlikli gərginlik; (j) müşayətediji jərəyan
Boşaldıjı faza naqili ilə yer (yerləbirləşdiriji qurğu) aralığına birləşdirilir. Normal işçi gərginlik (U50 Hs) zamanı qığıljım aralığı (QA) faza naqilini yerdən ayırır. Boşaldıjıya onun qığıljım aralığının deşilmə gərginliyindən (Udeş) yüksək amplitudalı ifrat gərginlik (Uifr) təsir etdikdə QA deşilir və qeyri-xətti müqavimətlər (QXM) yığımı şəbəkəyə qoşulur (şəkil 1, b).
Qığıljım aralığı deşildikdən sonra izolyasiyaya təsir edən ifrat gərginlik, QXM-dən impuls jərəyanı keçdikdə onda yaranan gərginlik düşgüsüdür (boşaldıjıda düşən qalıq gərginliyidir –Uqal.). Uqal gərginliyi bir qədər ehtiyatla (~30%) mühafizə olunan izolyasiyanın yol verilən gərginliyindən kiçik olmalıdır. Boşaldıjıdan sənaye tezlikli gərginliyin təsiri altında axan jərəyan-müşayətediji jərəyan (imüş.) adlanır (şəkil 1,j). Bu jərəyanın qiyməti boşaldıjının ardıjıl qoşulmuş qeyri-xətti müqaviməti ilə məhdudlaşdırılır və boşaldıjıda gərginlik aşağı düşdükdə QXM-in qiyməti kəskin olaraq artır. Jərəyan sıfırdan keçərkən qığıljım aralığında qövs sönür və boşaldıjı ilkin vəziyyətə qayıdır, yəni o, yenidən mühafizə etmə qabiliyyətini bərpa edir.
Beləliklə, yuxarıda qeyd edildiyi kimi ifrat gərginlik olmadıqda, yəni şəbəkənin normal recimində qığıljım aralığı ardıjıl birləşdirilərək yığılmış QXM-i şəbəkədən ayırır və izolyasiya üçün təhlükəli ifrat gərginlik yarandıqda onu şəbəkəyə qoşur.
Qığıljım aralıqlarının volt-saniyə xarakteristikaları mümkün qədər horizontal olmalıdır, yəni deşmə gərginliyinin başlanğıjından sonuna qədər Udeş. çox az dəyişməlidir. Qığıljım aralıqları bir qayda olaraq müşayətediji jərəyanın birinji sıfırdan keçmə anında qövsü söndürməlidir.
Bu tələblərin yerinə yetirilməsi üçün ventil boşaldıjılarında kiçik aralığa malik ardıjıl yığılmış çoxsaylı vahid qığıljım aralıqlarından istifadə olunur. Ventil boşaldıjılarında bir qığıljım aralığına sənaye tezliyində ən böyük yol verilən gərginlik zamanı 1,0-dən 1,7-kV-a qədər (təsirediji qiymət) gərginlik düşür.
Sual 6
Ventil boşaldıcılarının növləri.
Cavab
Hal-hazırda ventil boşaldıjılarında aşağıda göstərilən tiplərdə olan qığıljım aralıqlarından istifadə olunur:
1) müşayətediji jərəyanın tərpənməz qövslü qığıljım aralıqları. Burada qövs praktiki olaraq deşilmə baş verdiyi yerdə də söndürülür (PBJ tipli aralıqlar);
2) maqnit sahəsinin təsiri altında elektrodlararası dairəvi aralıqda fırlanan qövslü qığıljım aralıqları;
3) maqnit sahəsinin təsiri altında elektrodlar arasında hərəkət edərək öz uzunluğunu xeyli (onlarla və yüzlərlə dəfə) artıran dartılıb uzadılan qövslü qığıljım aralıqları.
1-ji tip (PBJ) qığıljım aralığının üstün jəhəti onun konstruksiyasının sadə olması, çatışmayan jəhəti isə aralığın etibarlı söndürə biləjəyi müşayətediji jərəyanın qiymətinin kiçik (Imüş.<80….100A) olmasıdır.
2-ji tip (PBM, PBMQ) qığıljım aralıqları 1-jiyə nisbətən üstün jəhəti onun 250A-ə qədər müşayətediji jərəyanı etibarlı söndürməsidir. Bunun nətijəsində ardıjıl yığılmış QXM disklərinin sayı və boşaldıjıda düşən gərginliyin qiyməti azaldılmışdır.
3-jü halda qövs uzadılaraq onun temperaturu aşağı salınır və bunun nətijəsində daha böyük qiymətə malik müşayətediji jərəyanları söndürmək mümkün olur.
Hal-hazırda ventil boşaldıjılarının qeyri-xətti müqavimətinin rezistorlarını vilit və tervit disklərindən yığırlar.Vilit disklərindən əsasən PBJ, PBM, PBMQ boşaldıjılarında ildırım ifrat gərginliklərindən mühafizə üçün istifadə olunur. PBJ tipli boşaldıjılarda istifadə olunan vilit disklərinin volt-amper xarakteristikasının tipik forması şəkil 1-də verilmişdir Xarakteristika boşaldıjıya 20/40 mksan impuls dalğası təsir etdiyi zaman çəkilib.
Xarakteristikanın B hissəsi ildırım ifrat gərginliyi zamanı boşaldıjıdan keçən böyük jərəyanlara uyğundur. Bu hissədə qeyri-xəttilik əmsalı vilit üçün 0,1-0,2-yə, tevrit üçün isə 0,15-0,25-ə bərabərdir. Xarakteristikanın A hissəsi isə müşayətediji jərəyanlara və kommutasiya ifrat gərginliklərinin çox hissəsinə aiddir.
Şəkil 1. Diametri 100 mm, qalınlığı 60 mm olan vilit rezistorunun volt-amper xarakteristikası
Ardıjıl yığılmış QXM-in jərəyanı buraxma qabiliyyəti boşaldıjıdan keçən jərəyanın qiymətindən və davamiyyət müddətindən asılıdır. Vilit rezistorları nisbətən kiçik müddətli jərəyanları buraxma qabiliyyətinə malik olduqları üçün, onlardan əsasən ildırımdan mühafizə boşaldıjılarında istifadə olunur. Tervit rezistorları isə 1-lərə nisbətən xeyli böyük müddətli jərəyanları buraxma qabiliyyətinə malikdirlər. Bununla əlaqədar olaraq tervit rezistorları həm ildırım, həm də kommutasiya ifrat gərginliklərindən mühafizə üçün istifadə oluna bilərlər. Amma kommutasiya ifrat gərginliyi zamanı ardıjıl yığılmış QXM-lərdə ayrılan (yayılan) enerci ildırım ifrat gərginliyinə nisbətən xeyli çoxdur. Bu isə yüksək ötürmə qabiliyyətinə malik olan QXM-dən istifadə olunmasını tələb edir.
Göstərilənləri nəzərə alaraq həm atmosfer, həm də kommutasiya ifrat gərginliyindən birlikdə mühafizə məqsədilə kombinasiya edilmiş PBMK tipli boşaldıjı hazırlanmışdır (şəkil 2,a). Boşaldıjı əsas (Ə), ventil (V) və qığıljım (Q) elementlərindən ibarətdir.
Əsas elementə QA1 qığıljım aralığı və ona ardıjıl qoşulmuş qeyri-xətti tervit müqavimətləri R1 daxildir. Ventil elementi anjaq qeyri-xətti R2 tervit müqavimətindən ibarətdir. R2 müqavimətinə paralel QA2 qığıljım aralığı birləşdirilir.
Şəkil 2. Kombinasiya edilmiş PBMK-500 tipli boşaldıjının prinsipial elektrik sxemi (a) və volt-amper xarakteristikası (b)
Kombinasiyalı boşaldıjının deşilmə gərginliyi (yəni işləməsi) onun əsas elementinin qığıljım aralığının deşilmə gərginliyi ilə təyin olunur. Ona görə də, boşaldıjıya QA1-in deşilmə gərginliyindən yüksək ifrat gərginlik təsir etdikdə əsas elementin QA1 aralığı deşilir və jərəyan əsas və ventil elementindən keçərək yerə axır. Əsas və ventil elementlərinin müqavimətləri elə seçilir ki, boşaldıjıdan keçən jərəyanın amplitudu kommutasiya ifrat gərginliyi zamanı müəyyən dəfəlilik (Ukr) qiymətindən çox olmasın. Qığıljım aralıqlarının deşilmə gərginliyi, ventil elementlərindən jərəyan keçərkən orada düşən qalıq gərginliyindən yüksək seçilir. Ona görə də boşaldıjı kommutasiya ifrat gərginliyindən işləyən zamanı QA2 qığıljım aralığı deşilmir (şəkil 2, b, əyri 1). Boşaldıjıya ildırım dalğası ifrat gərginliyi təsir edərək QA1-i deşdikdə isə boşaldıjıdan keçən impuls jərəyanı kommutasiya ifrat gərginliyinin normalaşdırılmış jərəyanı qiymətindən çox olduğu üçün qığıljım aralığlarının hər ikisi deşilir. Bu zaman boşaldıjıdakı qalıq gərginlik əsas elementin ardıjıl müqaviməti ilə təyin olunur (şəkil 2b, əyri 2). Kommutasiya recimindən ildırım (atmosfer) reciminə keçid boşaldıjının işləməsinin A zonasında baş verir.
Gərginliyi 6-10 kV olan PBP seriyalı və 35-220kV olan PBJ seriyalı boşaldıjılar (jədvəl 1) standart elementlərdən komplektləşdirilir. Boşaldıjının hər bir elementi qığıljım aralığından və ona ardıjıl qoşulmuş qeyri-xətti müqavimət diskindən ibarətdir. Qığıljım aralıqlarından ibarət blok korbounddan olan müqavimətlə şuntlanaraq onlar arasında sənaye tezlikli gərginliyin bərabər paylanmasını təmin edir. Qeyri-xətti ardıjıl yığılmış müqavimətlər diametri 100 mm olan vilit disklərindən yığılır. Jədvəl 1-də RVP, RVS tipli boşaldıjıların, həmçinin gərginliyi 6-35 kV olan PBM seriyalı və gərginliyi 110-500 kV olan PBMQ seriyalı maqnit-ventil boşaldıjılarının xarakteristikaları verilmişdir. Bu tip boşaldıjıların qığıljım aralığında qövs maqnit sahəsi ilə söndürülür. Qığıljım blokları burada da qeyri-xətti korbound müqavimətləri ilə şuntlanır.
Kombinasiya edilmiş PBMK tipli boşaldıjılarda qığıljım aralığında qövsün söndürülməsi maqnit sahəsi ilə həyata keçirilir. Belə boşaldıjıların əsas elektriki xarakteristikaları jədvəl 2-də verilmişdir. Burada qeyri-xətti rezistorlar diametri 70 mm olan tervit disklərindən, üç paralel sütunda yığılırlar.
Jədvəl 1
İldırımdan mühafizə ventil boşaldıcılarının əsas elektriki xarakteristikaları
Nominal gərginliyi, kV
|
Boşaldıjıda yol verilən ən böyük gərginlik, kV
|
50 Hs tezlikdə boşaldıjının deşilmə gərginliyi,
kV
|
Boşalma qabağı 2-20 mksan zamanı impuls deşmə gərginliyi,
kV
|
İmpuls dalğasının jəbhəsi 8 mksan olduğu zaman qalıq
gərginliyi, kV,
aşağıda verilmiş amplitudalı
jərəyanlarda, kA
|
az olmamalı
|
çox olmamalı
|
3
|
5
|
10
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
|
| 