Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «Ковровская государственная технологическая академия имени В.А. Дегтярева»

Кафедра «Электротехника»

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Дисциплина «Техника высоких напряжений»

Шифр 13264

Выполнил: студент группы ЗЭТ-113

Ардатов В.Г.

Проверил:

Шеманаева Л.И.

Ковров 2016 г.

Задача 1. Расчет критического состояния линии электропередачи.

Исходные данные:

Вариант	4
Тип провода	2хАСО-300
Uн, кВ	640
r0, радиус провода, см	2,64
а, шаг расщепления фазы, см	40
d, расстояние между фазами, м	64
hk, м	69
f, м	4

Необходимо: найти напряженность электрического поля при короне на линии электропередачи (ЛЭП).

Решение:

1. Эквивалентный радиус расщепления проводов.

Число проводов в фазе	2
Коэффициент β	2
Коэффициент k	1+2(r0/a)= 1+2(2,64/40)= 1,132
Эквивалентный радиус rэ	= =

2. Потенциальные коэффициенты a, м/пФ

a_kk = 0,018·Ln(2h_ср/r_э); a_ik = 0,018·Ln(D_ik/d_ik); D_ik =

На рисунке изображена схема проводов и их зеркальных отображений. h_ср = h_k - 2f/3, где f - стрела подвеса провода.

h_ср = h_k - 2f/3=69-2*4/3=66,33

a₁₁ = a₂₂= a₃₃=0,018·Ln(2*(6633)/10,3)=0.129

a₁₂ = a₁₃ = 0,018·Ln( / 64)=0.015

a₂₃ = 0,018· Ln( / (2*64))=0.0065

3. Емкостные коэффициенты β_ij

, , ,

, , ,

,

, ,

4. Рабочие емкости.

С₁ = q₁ /U = - ( + ) / 2;

C₂ = q₂ /U = - ( + ) / 2;

C₃ = q₃ /U = - ( + ) / 2.

С₁ =7,98 - (-0.883+ -0.883 ) /2=8.863 пф/м;

C₂ = 7,98 - (-0.883+ -0.295) /2=8.569 пф/м;

C₃ = 7,98 - (-0.883+ -0.295 ) /2=8.569 пф/м.

5. Удельные заряды проводов, амплитуда фазного напряжения

U_ф = U_рабmax* / = 672* / =548,7 кB, где U_рабmax = 1,05•U_н = 1,05*640 = 672 кB

q₁ = С₁•U_ф = 8,863*548,7 = 4,9*10⁶ пкл/м

q₂ = q₃ = С₂•U_ф = 383,5*253 = 4,7*10⁶ пкл/м

6. Средние напряженности на поверхности расщепленных проводов

Е_1ср = 0,018•q₁ / (n•r_o)=0,018*4,9*10⁶/(2*2,64) = 16,6 кB/см

E_2ср = Е_3ср = 0,018•q₁ / (n•r_o)=0,018*4,7*10⁶/(2*2,64) = 16 кB/см

7. Максимальные напряженности на поверхности проводов

Е_1max = k•Е_1ср,=1,132*16,6=18,8 кВ/см

Е_2max = k•Е_2cр,=1,132*16=18,1 кВ/см

8. Критическая напряженность возникновения коронного разряда

Е_кр = 23,3• m• δ ( 1 + ( 0,62 / (r_э^0,32•δ^0,3)))=23,3*0,6*1,013(1+0,62/(

* )) = 20.6 кВ/см

9. По сравнению результатов Е_max и Е_кр можно сделать вывод: т.к. Е_мах Е_кр , то короны на проводах ЛЭП не возникает.

Задача 2. Зависимость разрядных напряжений внешней изоляции от атмосферных условий.

Исходные данные:

Параметры	6
P, кПа	94
t, °С	+70
, г/м3	3

Параметры	4
U0, кВ	800
L, м	1,8

Необходимо: определить разрядное напряжение воздушного промежутка при атмосферном давлении р, температуре t и абсолютной влажности воздуха .

Решение:

1 . График зависимостей показателей степени для поправочных коэффициентов на давление, температуру и влажность воздуха от межэлектродного расстояния и вспомогательного коэффициента для поправочного коэффициента на влажность от абсолютной влажности воздуха.

Значения показателей степени m n и w можно определить по графикам рис.2.1. Значения тип определяются по кривой 1, а значение w - по кривой 2.

Зависимость коэффициента к от абсолютной влажности воздуха находится по таблице.

, г/м3	0	5	11	15	20	25
k	1,15	1,08	1,0	0,95	0,9	0,85

2. Показатели степени для поправочных коэффициентов на давление и температуру воздуха.

По графику 1.1 находим m и n: m=0,9; n=0,9

3. Поправочные коэффициенты на давление и температуру воздуха.

Кр= = =0,9458 где р₀=100 кПа

Kt= = =0,8678

4. Показатель степени и вспомогательного коэффициента для поправочного коэффициента на абсолютную влажность воздуха.

Для y=3 г/ , k=1,108

По графику находим ω: ω = 0,8

5 Рассчитать поправочный коэффициент на абсолютную влажность воздуха.

K_y= = =1,085

6. Разрядное напряжение воздушного промежутка при заданных атмосферных условиях.

U=U₀(Kp*Kt/Ky)=800(0,944*1,104/1,079)=605,2 кВ.

Задача 3. Расчет грозовых перенапряжений на высоковольтных линиях электропередач.

Исходные данные:

Высоковольтная линия электропередач (ВЛ) с номинальным напряжением U и волновым сопротивлением Z_пр= 300 Ом расположена в зоне грозовой деятельности.

Импульсная прочность изоляции ВЛ равна U_и, высота металлической опоры и высота подвеса провода равна h, стрела провеса провода равна f, индуктивность единицы длины опоры L_о = 0,5⋅10^–6 Гн/м, импульсное сопротивление заземления опоры R_з=10 Ом.

Показатели	6
Напряжение линии U, кВ	110
Импульсная прочность изоляции линии Uи, кВ	650
Высота подвеса провода h,м	18
Стрела провеса провода f,м	4
Амплитуда тока молнии Iм, кА	30
Расстояние от места удара молнии до ВЛ «а», м	14

Необходимо: определить величину перенапряжения на ВЛ, кратность перенапряжения и вероятность перекрытия изоляции вовремя разряда молнии с амплитудой I_м и длительностью нарастания (фронта) косоугольной волны тока равной τ_ф= 10^–6 с:

• при ударе молнии в опору;

• при ударе молнии в провод;

• при ударе молнии на расстоянии «а» от ВЛ.

Решение: