2. Методическиеуказанияпопроведениюпрактическихзанятий

Практическоезанятие№1.

Расчетволновыхпроцессовприперенапряжениях.

Цель занятия: освоить методы расчета волновых процессов при перенапряжениях, научиться определять коэффициенты связи, анализировать набегание электромагнитных волн (ЭМП) на шины подстанций иэлектростанций.

Впроцессепроведениязанятиярассматриваютсятрислучая: а) набегание ЭМП на шины подстанций;

б)прохождениеЭМПмимоемкости;

в)прохождениеЭМПчерезиндуктивность.

Кроме этого решаются небольшие задачи по определениюкоэффициентов геометрической связи в системе трос-привод и в системе дватроса-провод.

Рассматриваются задачи, позволяющие проанализировать влияние импульснойкороны на волновой процесс при перенапряжении.

Примерырешениязадач.

ЗАДАЧА.

1. ОпределитьнапряжениенашинахподстанциииВЛпринабеганииэлектромагнитных волн по ВЛ1 и скорость ее распространения:

а)нашиныподстанции;

б)припрохожденииЭМВчерезиндуктивность,L;

в)припрохожденииЭМВмимоемкости,С.

2. Найти индуктивное напряжение на проводах при ударе молнии в трос. Исходныеданные:номинальноенапряжениеU_н=220кВ;типопорыУБ-500-1; марка и сечение провода АС-400; кол-во ВЛ, n=3; U_пад/U_доп=1600/200; l_зп=2,5/2 км; С=0,25 мкФ; L=4,2мГн; dU_пр.мах/dt=3,5кВ/мкс.

Решение.

1. Волновоесопротивлениелиниидошины:

Z60ln^2h,

1

^rпр

гдеh-средняявысотаподвесапроводанадземлей,h=27,4м; r_пр- радиус провода, r_пр=15см.

Z60ln^227,4492,2Ом.

¹ 0,015

Волновоесопротивлениелиниипослешины:Z^{Z1492,2}246,1Ом.

² n1 31

а) определим напряжение на шинах подстанции при набегании ЭМВ на шинып/ст:

U ^Z2Z1U ^{246,1492,2}1600533,3В.

^отр ZZ ^пад 492,2246,1

2 1

НапряжениенаВЛ:U_ВЛU_прU_падU_отр1600533,31066,6В.

б) определим напряжение преломления и отражения при набеганииЭМВ привключенной индуктивности:

L10^3 4,210^3 _6

T_LZ

₂Z₁

 5,610.

492,2246,1

_ t_{ } 0_

L

^{U 2Z2U} ^1eT^{ 2246,1 1600}^{1е5,610}6^0В.

пр1

ZZ

пад_{ }

246,1492,2 ^{ }

^{2 1}    

U_пр2=1067В;U_пр3=1073В;U_пр4=1100В;U_пр5=1130В;U_пр6=1190ВU_пр7=1256В.

U ^Z2Z1U

_2Z_2U

t

e^T

_246,1492,2_1600

2246,1

0

1600е^5,61060

отр1

ZZ

пад

ZZ

пад

L

246,1492,2 246,1492,2

2 1 2 1

U_отр2=-354В;U_отр3=-410В;U_отр4=-490В;U_отр5=-500В;U_отр6=-527;U_отр7=-533.

в)определим напряжениепреломления иотраженияпринабеганииЭМВ при включенной емкости:

_TСZ_1Z_20,25492,2246,1_41,01.

С

2Z

Z_2Z₁



t_

492,2246,1

2246,1

_ 0_

U_пр1 ²U_пад1e^TС_ 1600_1е^41,01_0В.

Z_2Z_{1  } 492,2246,1 _{ }

U_пр2=1298В;U_пр3=1260В;U_пр4=1243В;U_пр5=1182В;U_пр6=1113ВU_пр7=1065В.

ZZ

2Z

t

246,1492,2 2246,1

0

U ^{2 1}U  ²U e^TС 1600 1600е^41,010

отр1

ZZ

пад

ZZ

пад

492,2246,1 492,2246,1

2 1 2 1

U_отр2=-302В;U_отр3=-344В;U_отр4=-388В;U_отр5=-420В;U_отр6=-482;U_отр7=-533. 2.

Найдеминдуктивноенапряжениенапроводахприударемолниивтрос.

Дляэтогонайдемэлектромагнитныйкоэффициентсвязи:

К^КГ,



где коэффициент, учитывающий деформацию электромагнитной волны:

=0,86.

_d/

К_Г–геометрическийкоэффициентсвязи:

К_Г

_ln12

^d12

_ln2h_тр

^rтр

d₁₂^/ – расстояние между тросом и зеркальным изображением провода, d₁₂^/=55,24;

d₁₂–расстояниемеждутросомипроводом,d₁₂=7м; h_тр– средняя высота подвеса троса, h_тр=27,4;

r_тр–радиустроса,r_тр=0,015м.

_ln55,24

К_Г ^{7 }0,27.

_ln27,4

0,015

Электромагнитныйкоэффициентсвязи:

К^КГ



^0,270,31.

0,86

Индуктированноенапряжениена проводе:U_индКU_00,311600502,3В.

Сделаем вывод о влиянии индуктивности и емкости на волновой процесс. Индуктивность и емкость необходимы для сглаживания фронта электромагнитной волны.

Практическоезанятие№2.

ГрозоупорностьВЛ.

Цель занятия: научиться определять число грозовых отключений ВЛ с тросами и без тросов и оценивать надежность грозозащиты.

В процессе практического занятия рассматривается задача по оценке грозоупорности ВЛ с тросом на примере ВЛ 110 или 220 кВ по выборупреподавателя.

Рекомендуется вначале рассмотреть отключения ВЛ при ударе молнии в опору, затем в трос и затем в провод при прорыве тросовой защиты. Полученныерезультатысуммируютсяисравниваютсясприведеннымив[27,1], делается вывод о надежности грозозащиты рассмотренной ВЛ. Студенты предлагают мероприятия по ее понижению и в процессе деловой игры выбирают оптимальное для рассмотренного случая.

Примеррешениязадачи.