Введение (стр. 3 )

Расчет диаметра шаров измерительного разрядника для проведения импульсных испытаний изоляторов необходимо проводить по мето­ду приведенному в /6/, /8/. Предварительно следует определить ам­плитуду импульсного испытательного напряжения по данным

( см. /1/, табл. 11.1).

Прочность воздушного промежутка заданной длины можно опреде­лить в соответствии с методикой, изложенной в §2.4 /1/. Для однородных полей коэффициент импульса практически равен 1. Следова­тельно, для промежутка с равномерным полем импульсное разрядное напряжение практически совпадает с разрядным напряжением промыш­ленной частоты. Поправка на влажность воздуха производится в соответствии с /4/, /5/, /6/. Ориентировочно можно принять коэффициент в, учитывающий снижение разрядного напряжения из-за повышенной влажности воздуха, равным 0,84 для высоты до1000 метров над уров­нем моря.

При выборе изоляции высоковольтных линий, проходящих в Республике Бурятия, следует считать, что они проходят в районе с обычными загрязнениями на высоте до 1000 метров над уровнем моря.

ЗАДАЧА 3. Подберите комплект испытательного оборудования и измерительной аппаратуры для лаборатории, предназначенной для проведения испытаний, указанных в табл. 3.1

-20-

2. Опишите характер распределения напряжения по гирлянде изоляторов,  причины наблюдающегося распределения и меры по улучшению его.

Рассчитайте диаметр шаров измерительного разрядника для проведения импульсных испытаний гирлянды изоляторов ВЛ-110 кВ.

3. Опишите ход расчета максимальных напряженностей поля на поверхности проводов ЛЭП переменного тока. Используя расчетные формулы максимальной напряженности, напишите условия возникновения общей короны на проводах ВЛ.

4. Охарактеризуйте условия возникновения короны на проводах и опишите основные положения применяющихся методик расчета потерь мощ­ности на корону и их физическое обоснование.

5. Объясните физическую причину возникновения радиопомех от линий электропередач, основные положения, методику расчета ожидаемого уровня радиопомех.

6. Опишите особенности импульсной короны и объясните ее влияние  на развитие волнового процесса в линиях электропередачи и уровень грозоупорности  BЛ.

7. Объясните, в чем проявляется статистическое время запаздывания разряда при приложении импульсного напряжения к воздушному проме­жутку. Определите прочность воздушного промежутка длиной 1,5 см при давлении 970 ГПа, температуре 35 С и относительной влажности воздуха 80% при приложении стандартной зоны 1,5/40 мкс. Поле в промежут­ке считать равномерным.

8. Объясните влияние интенсивности дождя и проводимости воды на величину мокроразрядного напряжения изолятора. Почему при грозовых импульсах дождь оказывает малое влияние на разрядное напряжение по поверхности? Приведите условия перекрытия изоляции ВЛ 110 кВ на опоре под действием внутренних перенапряжений и атмосферных перенапряжений при дожде.

9. Подберите методом расчета стержневой промежуток, защищающий трансформатор напряжением 110 кВ, и постройте вольт-секундные ха­рактеристики изоляции трансформатора и защитного промежутка.

10. Приведите обоснования и опишите мероприятия конструктивного и технологического характера, с помощью которых можно повысить нап­

-9-

Вопросы для самопроверки

1. Назовите нормируемые ГОСТом  характеристики оборудования.

2. Какие требования, в частности, ПТЭ и ПТБ, предъявляются к испыта­тельным стендам?

3. В чем недостатки испытаний изоляции повышенным напряжением?

4. Каким образом изменяют крутизну фронта волны у ГИНа?

5. Каким образом можно контролировать форму волны импульсного нап­ряжения на выходе ГИНа?

6. Объясните методику проведения измерения высокого напряжения с помощью шарового разрядника.

7. Объясните порядок проведения испытаний с подачей напряжений от постороннего источника.

Тема 4. ГРОЗОВЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ И ЗАЩИТА ОТ НИХ

4-1. Молния как источник грозовых перенапряжений. Развитие мол­нии и её характеристики.

4-2.Защита подстанций от прямых ударов молнии. Зоны защиты мол­ниеотводов.

4-3.Заземления в установках высокого напряжения. Разновидности заземлений. Сопротивление растекания  заземлителя. Электропроводность земли и характеристики грунтов. Выбор и расчет защитного заземления в электроустановках. Импульсное  сопротивление заземлителя.

4-4.Защита линии электропередачи от молнии. Удельное число отк­лючений линии. Применение тросов. Защитные промежутки. Трубчатые разрядники и их применение для защиты линий.

4-5 Защита оборудования подстанций от набегающих с линии импуль­сов перенапряжений с помощью вентильных разрядников.

-10-

Защитный подход к подстанции и его роль в ограничении амплитуды и крутиз­ны набегающего импульса. Показатель грозоупорности подстанции. Волновые процессы в обмотках трансформаторов и автотрансформатоторов. Особенности защиты вращающихся машин, присоединенных к воздушным линиям через трансформаторы и непосредственно. /I/, гл. I2; 14;  I5;  I6;  I7,  §§1, 2, 4, 5,7; гл. 18; /2/, §10a,

в гл. 14.

Методические указания

Под перенапряжениями понимают такие повышения напряжения в электрической сети, которые представляют опасность для изоляции элементов сети.

Грозовые перенапряжения возникают при прямых ударах молнии в объект. При грозовом разряде вблизи ЛЭП возникают индуктиро­ванные перенапряжения. От места удара молнии вдоль линии распространяются электромагнитные волны. Дойдя до подстанции или электрической машины, эти волны вызывают опасные перенапряжения на их изоляции.

Расчеты по определению числа поражений, числа опасных значений токов молний и других характеристик носят вероятностный  ха­рактер.

Стержневые и тросовые молниеотводы являются основным средством защиты станций, подстанции и линий от прямых ударов молнии.

Что касается раздела 4-3,  то здесь следует рассмотреть лишь общие вопросы, определяющие назначение рабочего, защитного и грозозащитного заземлений, вопросы, поясняющие роль аппаратов и устройств для защиты от перенапряжений.

Студент должен усвоить методику расчета удельного числа отк­лючении линий и рассмотреть типовые схемы грозозащиты линий различных номинальных напряжений. Особое внимание необходимо уделить вопросам грозозащиты раз­личных подстанций от набегающих с линий волн перенапряжений.

-19-

Зона защиты при четырех молниеотводах

Рис 1.6

Объект высотой hx,, находящийся внутри остроугольного треу­гольника или прямоугольника, в вершинах которого установлены мол­ниеотводы, защищен в том случае, если диаметр окружности,  прохо­дящей через вершины треугольника, в которых установлены молниеотводы, или диагональ прямоугольника, в углах которого находятся молниеотводы, удовлетворяет условию

D8*p*(h-hx)=8*p*ha.  (1.2)

При произвольном расположении молниеотводов условие (1.2) должно быть проверено для каждых трех ближайших друг другу молниеотводов в отдельности. При всех условиях высота hx должна быть меньше фиктивной высоты h0 , найденой для каждой отдельно взятой пары молниеотводов. При решении задачи 1 рекомендуется использовать /Л.2/, §10а, в;  гл. 14.

ЗАДАЧА 2. Дайте обоснованный ответ на вопросы задачи или решение задач.

1. Опишите основные положения по координации изоляции воздушных ЛЭП и методику выбора изоляции на линиях с металлическими и деревянными опорами с указанием хода расчета.

-18-

Один из отрезков aв  этой ломаной линии является частью прямой, соединяющей вершину молниеотвода с точкой 0,75р h от оси молниеотвода, а другой отрезок вс представляет собой часть прямой, соединяющей точку молниеотвода на высоте 0,8 h с точкой на расстоянии 1,5р h от молниеотвода.

Зона защиты двух стержневых молниеотводов  имеет значительно большие размеры, чем сумма зон защиты двух одиночных молниеотводов. Внутренняя часть зоны защиты двух стержневых молниеотводов в плоскости, проходящей через оба молниеотвода, ограничивается дугой окружности, которую можно построить по трем точкам: две из  них - вершины молниеотводов, а третья расположена посередине между молниеотводами на высоте ho. Внешняя часть зоны защиты строится же, как и для одиночных стержневых молниеотводов. Построение се­чений зоны защиты понятно из рис. 1.4.

Открытые распределительные устройства подстанций располага­ются на достаточно большой  территории и защищаются поэтому несколькими молниеотводами. В том случае внешняя часть зоны защиты определяется так же, как и зона защиты двух молниеотводов (рис. 1.5, 1.6).

Зона защиты при трех молниеотводах

  Рис. 1.5

-11-

Bопросы для самопроверки.

1. Объясните физическую картину развития грозового разряда.

2. Назовите основные параметры тока молнии.

3. На чем основано защитное действие молниеотводов?

4. Что понимают под зоной защиты молниеотвода?

5. Какие формы имеют зоны защиты стержневого и тросового молниеотводов?

6. Что следует понимать под защитным углом тросового молниеотвода?

7. Что характеризует коэффициент импульса заземлителя?

8. Охарактеризуйте рекомендуемые способы грозозащиты линий различного номинального напряжения.

9. Назовите основные принципы построения грозозащиты подстанций.

10. Укажите назначение отдельных элементов схемы защиты  подходов  к подстанции.

11. Из каких соображений устанавливается длина защищенного подхода?

12. Как влияет вставка кабеля на величину перенапряжений, воздей­ствующих на изоляцию вращающихся машин?

Тема 5. ВНУТРЕННИЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ И ИХ ОГРАНИЧЕНИЕ

5-1. Общая характеристика внутренних  перенапряжений. Основные особенности и разновидности внутренних перенапряжений. Влияние способа заземления нейтрали на величину перенапряжений.

5-2. Повышение напряжения, обусловленные емкостным эффектом. Влияние короны на проводах и компенсирующих устройств на величину перенапряжений.