МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА

Кафедра электроэнергетики и электротехники

Электроаппараты

Руководство

к лабораторной работе №6

на тему «Аппараты распределительных устройств высокого напряжения. Ограничивающие аппараты»

г. Владивосток

2012

Руководство (переработанное и дополненное) содержит общие теоретические сведения по изоляции электрических аппаратов высокого напряжения, конструкциям ограничивающих аппаратов: реакторов, разрядников, ОПН.

Руководство предназначено для лабораторных работ по дисциплине «Электрические аппараты» для студентов, обучающихся по направлению 140200.62 «Электроэнергетика» всех форм обучения.

Составлено канд. техн. наук доцентом кафедры Электроэнергетики и Электротехники Холяновой О.М., отредактировано ст.преподавателем Бурлаковой Г.И.

Владивосток, ДВФУ, 2012

Оглавление

1. Ограничение токов короткого замыкания 4.

1. Общие сведения 4

2. Конструкции бетонных реакторов 7

3. Конструкции масляных реакторов 10

4. Конструкции сдвоенных реакторов 13

2. Ограничение перенапряжений 17

2.1. Изоляция аппаратов высокого напряжения 17.

1. Классы номинальных напряжений 17

2. Разновидности изоляционных материалов для АВН 19

2. Общие сведения о конструкциях разрядников 23

3. Конструкции трубчатых разрядников 26

4. Конструкции вентильных разрядников 28.

5. Конструкции ОПН 34

3. Список литературы 37

З Аппараты распределительных устройств высокого напряжения.

Цель лабораторной работы: изучение конструкций реакторов и разрядников, их назначение и использование в схемах электроснабжения. При защите необходимо:

1. Объяснить конструкцию и назначение электрического аппарата (с использованием теории электрических аппаратов) на примере имеющихся аппаратов в лаборатории;

2. назвать и расшифровать тип аппаратов;

3. показать место реактора и разрядника в электрической схеме;

4. ответить на контрольные вопросы.

1. Ограничение токов короткого замыкания

1.1. Общие сведения

В мощных электроустановках и питаемых ими электросетях токи короткого замыкания могут достигать столь больших величин, что электрооборудование электрических станций и подстанций, а также сечения кабелей электросети приходится выбирать не по условиям нормального режима, а исходя из устойчивости работы их при коротких замыканиях. Применение электрооборудования и кабелей, рассчитанных на большие токи короткого замыкания, приводит к значительному увеличению затрат на сооружение электроустановок и их сетей. В некоторых случаях токи короткого замыкания могут быть настолько велики, что вообще оказывается невозможным или весьма затруднительным выбор электрооборудования и кабелей, устойчивых при коротких замыканиях.

Поэтому в мощных электроустановках применяют искусственные меры ограничения токов короткого замыкания, чем достигается возможность применения более дешевого электрооборудования: более легких типов электроаппаратов, шин и кабелей меньших сечений.

Существуют несколько способов ограничения токов короткого замыкания. Выбор того или иного способа ограничения определяется местными условиями установки и должен быть подкреплен технико-экономическим расчетом.

В общем случае ограничение тока короткого замыкания достигается увеличением сопротивления цепи короткого замыкания либо путем осуществления раздельной работы питающих агрегатов и линий электросети, либо путем включения последовательно в цепь специальных сопротивлений.

Для искусственного увеличения сопротивления цепи короткого замыкания (КЗ) включают последовательно в три фазы индуктивные сопротивления, называемые реакторами.

Рассмотрим два случая КЗ на схеме рис. 1.1. От генератора 1 питаются сборные шины 2. От этих шин отходят линии 3 к приёмникам.

Рис. 1.1. Схема, поясняющая принцип действия реактора:

1. за выключателем 4 отсутствует реактор;

2. за выключателем 5 установлен реактор 6.

При трёхфазном КЗ за выключателем 4 ток КЗ I_Ki определяется в основном индуктивным сопротивлением генератора

I_ki = U_hom / V3X_r, (1.1)

где U_hom ~ номинальное напряжение установки, кВ; Х_г -сверхпереходное индуктивное сопротивление генератора, Ом.

Выключатель 4 должен быть выбран по току КЗ I_ki.

При КЗ напряжение на сборных шинах будет равно нулю и на всех отходящих линиях пропадет напряжение.

При КЗ на линии с реактором ток определяется суммарным ~ сопротивлением генератора и реактора

1к.р. = U_НОМ/V3(Х_{г +} Х_р), (1.2)

где Х_Р - индуктивное сопротивление реактора, Ом.

Обычно один источник обслуживает несколько десятков приёмников. Поэтому номинальный ток линии во много раз меньше номинального тока генератора. Длительный ток реактора выбирается равным току линии. Таким образом I_hom.p. >>I_{hom. г}. При этом можно написать, что Ik.p. ⁼ Uhom / V Х_Р « 1_Кь

Таким образом, при сделанных допущениях ток КЗ определяется только параметрами реактора.

Реактор является весьма надежным аппаратом, его повреждения практически исключены. Поэтому выбор аппаратов линии производится по току 1_к2 и I_ki-, что значительно облегчает и удешевляет распределительное устройство.