Справочник от Автор24
Электроника, электротехника, радиотехника

Конспект лекции
«Перенапряжения в электрических сетях»

Справочник / Лекторий Справочник / Лекционные и методические материалы по электронике, электротехнике, радиотехнике / Перенапряжения в электрических сетях

Выбери формат для чтения

pdf

Конспект лекции по дисциплине «Перенапряжения в электрических сетях», pdf

Файл загружается

Файл загружается

Благодарим за ожидание, осталось немного.

Конспект лекции по дисциплине «Перенапряжения в электрических сетях». pdf

txt

Конспект лекции по дисциплине «Перенапряжения в электрических сетях», текстовый формат

Волновые процессы в воздушных и кабельных линиях Перенапряжения в электрических сетях. Классификация перенапряжений Перенапряжение – всякое повышение напряжения в электрической сети больше максимального рабочего U р.макс = Uном+ (0,05-0,2)×Uном, в зависимости от класса напряжения. Классификация перенапряжений Классификация перенапряжений Необходимо знать следующие характеристики перенапряжений:  Максимальное значение амплитуды напряжения при перенапряжении Uмакс или кратность перенапряжений  Длительность воздействия перенапряжения.  Форму кривой перенапряжений (апериодическая, колебательная, высокочастотная и др.). Классификация перенапряжений Для изоляции высоковольтных устройств низких классов напряжения (U ≤220 кВ) наиболее опасными являются грозовые перенапряжения. Их изоляция выдерживает коммутационные перенапряжения любой кратности. Для изоляции высоковольтных устройств высоких и сверхвысоких классов напряжения (U > 330 кВ) наиболее опасными являются коммутационные перенапряжения. Внутренние перенапряжения Внутренние перенапряжения вызываются колебаниями энергии, запасенной в элементах сети, или при изменении поступающей энергии от источников энергии (генераторы при изменении первоначальных параметров). Внутренние перенапряжения Внутренние перенапряжения I стадия – переходный процесс (коммутационные перенапряжения). Длится несколько периодов. II стадия – условно установившееся состояние (квазистационарная). Переходный процесс закончился, но параметры цепи другие, поэтому установилось высокое напряжение. III стадия – снижение напряжения до нового установившегося рабочего напряжения. Ограничение перенапряжений Для линий класса U > 330 кВ осуществляется принудительное ограничение перенапряжений до уровней:  330 кВ – Кп = 2,7;  500 кВ – Кп = 2,5;  750 кВ – Кп = 2,2;  1150 кВ – Кп = 1,8. Ограничение перенапряжений Ограничение перенапряжений осуществляется  трубчатыми разрядниками (РТ),  вентильными разрядниками (РВ),  нелинейными ограничителями перенапряжений (ОПН)  схемными решениями (реакторы, конденсаторы, активные сопротивления и др.). Волновые процессы в линиях 11 Волновые процессы в линиях При прямом ударе молнии в линию или вблизи нее (в землю) возникают электромагнитные волны, распространяющиеся вдоль провода ЛЭП. Уровень атмосферных перенапряжений на линиях и подстанциях определяются движением и преломлением этих волн. 12 Волновые процессы в линиях Волна распространяется вдоль линии в воздухе со скоростью m – относительная магнитная проницаемость среды; e – диэлектрическая проницаемость среды Для воздуха m0 = 1; e = 1. Для кабельных линий m = 1; e » 4. Следовательно, в кабелях V≈ 0,5 С. 13 Волновые процессы в линиях Напряжение и ток волны связаны между собой: 14 Преломление и отражение волн Узловой точкой линии называют такую точку, в которой скачком изменяется соотношение между электрическим и магнитным полем, т. е. изменяется волновое сопротивление линии. 15 Uпад – падающая волна напряжения; Z1 – волновое сопротивление длинной линии, по которой падает волна напряжения; Z2 – волновое сопротивление длинной линии после точки неоднородности; А – узловая точка (место неоднородности); UA – напряжение в узловой точке 16 Преломление и отражение волн Конец линии (точка А) разомкнут, Z2 = ∞: Падающая волна напряжения отражается полностью с тем же знаком, и в точке А, на конце линии, напряжение удваивается. 17 Преломление и отражение волн Для волны тока i2 = 0, т. е. преломленный ток равен нулю Падающая волна тока отражается от разомкнутого конца полностью с обратным знаком, и ток в линии равен нулю. 18 Преломление и отражение волн Линия в конце (точка А) закорочена, Z2 = 0: Падающая волна напряжения отражается полностью от короткозамкнутого конца линии с обратным знаком, напряжение в точке А равно нулю, а волна тока отражается с тем же знаком – удваивается. 19 Преломление и отражение волн Линия в конце (точка А) согласована, т. е. Z1 = Z2 = Z. В этом случае падающие волны напряжения и тока не испытывают отражений и преломлений при падении на согласованное Z. 20 Преломление и отражение волн 21 Преломление и отражение волн 22 Преломление и отражение волн Определим границы изменения α и β. Предположим, что Z2 = 0, тогда α = 0. ПриZ2 = ∞ α=2. Следовательно, α изменяется в диапазоне 0 ≤ α ≤ 2. Предположим, что Z2 = 0, тогда β = –1. При Z2 = ∞ β = 1. Следовательно, β изменяется в диапазоне –1 ≤ β ≤ +1. 23 Перенапряжения при несимметричном отключении Перенапряжения при несимметричном отключении фаз При несимметричном отключении фаз (при обрыве одного провода на линии, перегорании плавких вставок, однофазном или двухфазном коротком замыкании, неодновременном отключении фаз выключателя, и т. д.) линии электропередачи, когда отключаются одна или две фазы линии, возможно возникновение резонансных перенапряжений. 25 Перенапряжения при несимметричном отключении фаз В сетях с изолированной нейтралью при несимметричных коммутациях могут образоваться резонансные контуры, если к линии подключены трансформаторы на холостом ходу или мало нагруженные. 26 А1, В1, С1 – фазы источника; А2, В2, С2 – фазы нагрузки – трансформатора с изолированной нейтралью; С'12 – междуфазные емкости системы до ключа РА; С'0 – емкости фаз на землю системы до ключа РА; С12 – междуфазные емкости нагрузки; С0 – емкости фаз нагрузки; 27 Р, РА, РН – ключи Перенапряжения при несимметричном отключении фаз Ключом РА условно показано место разрыва фазы А. Емкости фаз между собой ( ) и на землю ( ) до разрыва (до ключа РА) и соответствующие емкости С12 и С0 после разрыва. Нейтраль системы-источника может быть заземлена или изолирована (ключ Рн), нейтраль трансформатора нагрузки изолирована. Это характерно для всех линий, вплоть до 35 кВ включительно. 28 Перенапряжения при несимметричном отключении фаз В фазе А оборвался провод и упал на землю, т. е. разомкнем ключ РА и заземлим фазу А со стороны системы ключом Р. 29 Перенапряжения при несимметричном отключении фаз Ток I1 в фазе А после обрыва провода будет уходить на землю через место замыкания. Затем через емкость С0 он возвращается снова на провод к нагрузке. Часть тока течет через емкость С12, а другая часть – через обмотки (индуктивности) Lт трансформатора. Весь ток замыкается через фазы В1 и С1 источника. 30 Перенапряжения при несимметричном отключении фаз 31 Перенапряжения при несимметричном отключении фаз Перенапряжения возникают благодаря прохождению тока через последовательно соединенные емкости С0 и индуктивность 1,5Lт, которые образуют колебательный контур. Величины напряжений на емкости и индуктивности могут быть определены графически. 32 1 – изменение напряжения на нелинейной индуктивности (обмотке трансформатора) 1,5Lт; 2 – изменение напряжения на емкости C0; 33 3 – суммарное изменение напряжения в контуре Перенапряжения при несимметричном отключении фаз Возможны 3 режима, соответствующие точкам а, б, в. Два из этих режимов (точки б и в) являются индуктивными, а один (точка а) – емкостный. Устойчивыми являются только два режима – точки а и б. Режим в точке в неустойчив и обязательно переходит или в точку б, или в точку а. 34 Перенапряжения при несимметричном отключении фаз Если в схеме преобладает индуктивный характер, то система вернется в точку б и перенапряжений не возникнет. Если преобладает емкостный характер, то возникает феррорезонанс, который приводит к перенапряжениям, в 3 раза и более. 35 Перенапряжения при несимметричном отключении фаз Наиболее радикальным средством, устраняющим подобные явления, может быть заземление нейтрали трансформатора нагрузки. Это требование не всегда выполнимо, даже для систем 110 кВ. 36

Рекомендованные лекции

Смотреть все
Теплоэнергетика и теплотехника

Техника высоких напряжений

ВПО Югорский государственный университет В.Л. Вязигин Техника высоких напряжений Конспект лекций 2019 Конспект лекций содержит основы техники высоких ...

Автор лекции

В.Л. Вязигин

Авторы

Электроника, электротехника, радиотехника

Техника высоких напряжений

Министерство науки и высшего образования РФ Иркутский национальный исследовательский технический университет Г. И. Чумаков, И. Г. Насникова ТЕХНИКА ВЫ...

Автор лекции

Г.И. Чумаков, И.Г. Насникова

Авторы

Электроника, электротехника, радиотехника

Техника высоких напряжений

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО КУРСУ ТЕХНИКА ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ (бакалавры, 5 семестр) Нижний Новгород 2014 г. 1 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Разевиг Д.В. Техника ...

Электроника, электротехника, радиотехника

Показатели качества электрической энергии

Лекция 4-6 ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ План: 1. Характеристика показателей и нормы качества электрической энергии. 1.1. Продолжительные ...

Электроника, электротехника, радиотехника

Способы определения и расчета показателей качества электроэнергии

Лекция 8 СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ План: 1. Классы характеристик процесса измерений показателей качества элект...

Электроника, электротехника, радиотехника

Надежность работы электроустановок в значительной мере определяется состоянием изоляции

5 Общая характеристика курса Надежность работы электроустановок в значительной мере определяется состоянием изоляции Виды воздействий на изоляцию 1. И...

Электроника, электротехника, радиотехника

Грозозащита ВЛЭП

Грозозащита ВЛЭП 1 Общая характеристика перенапряжений в электрических сетях Перенапряжение − это любое напряжение Umax, превышающее амплитуду наиболь...

Электроника, электротехника, радиотехника

Техника высоких напряжений

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный ун...

Автор лекции

Косырихин В.С.

Авторы

Электроника, электротехника, радиотехника

Силовая преобразовательная техника

Занятие 1 Введение. Цели и задачи дисциплины. Программа дисциплины «Силовая преобразовательная техника» предусматривает изучение принципов построения,...

Электроника, электротехника, радиотехника

Режим нейтрали

Нейтралями электроустановок называют общие точки трехфазных обмоток генераторов или трансформаторов, соединенных в звезду. В зависимости от режима ней...

Смотреть все