Часть II. Перенапряжения и защита от перенапряжений

1. Общая характеристика коммутационных и атмосферных перенапряжений. Виды воздействия перенапряжений на изоляцию.

2. Волновые процессы в линиях без потерь. Отражение и пре­ломление волн. Многократные отражения. Прохождение волн (прямоугольной, косоугольной, экспоненциальной) через индуктивности или мимо емкости. Падение волн на колебательный контур. Уравне­ния многопроводной системы и их применение. Затухание и искажение волн под действием сопротивления земли и короны.

3. Схема замещения трансформатора при нестационарных режи­мах. Вывод формулы первоначального распределения напряжения. Входная емкость. Колебания в обмотках трансформатора с изолированной и заземленной нейтралью. Влияние длины волны и длины фронта на максимальный потенциал. Воздействие периодических колебаний на обмотки.

Нерезонирущие и слабоколеблющиеся обмотки. Различные схемы и устройства для полной и частичной компенсации. Грозоупорные трансформаторы МТЗ и ЗТЗ.

Особенности процессов в трехфазных трансформаторах. Переход волн с одной обмотки на другие.

Распространение волн в обмотках машин. Волновые характеристи­ки машин.

4. Перенапряжения прямого удара молнии и индуктированные. Защитный уровень линии. Характеристика методов защиты линий. Стержневые и тросовые молниеотводы. Защита промышленных сооружений. Трубчатые разрядники, их конструкции, работа и установка на линиях. Защита искровыми промежутками при наличии дугогасящих катушек.

5. Типовые схемы защиты подстанций различного номинального напряжения. Принцип действия вентильных разрядников. Защитное действие вентильного разрядника. Вентильные разрядники с магнитным дутьем. Нелинейные ограничители перенапряжений.

6. Особенности защиты вращающихся машин, работающих на воздушную сеть. Разбор типовых схем защиты с воздушным и кабельным вводами. Перенапряжения в генераторах, работающих по схеме блока.

7. Коммутационные перенапряжения при отключении индуктивностей и емкостей. Процесс повторного зажигания и нарастания напряжения при отключении холостых линий. Причины, ограничивающие величину перенапряжений. Кратность перенапряжений по опытным данным. Пере­напряжения и восстанавливающиеся напряжения при отключении конден­саторных батарей.

Перенапряжения при отключении холостых трансформаторов. Огра­ничение перенапряжений вентильными разрядниками. Перенапряжения при обрыве тока плавкими вставками.

8. Перенапряжения в системах с изолированной нейтралью при дуговых замыканиях одной фазы на землю. Причины, ограничивающие величину перенапряжений повторного замыкания на землю. Способы заземления нейтрали и перенапряжения (глухое заземление, через сопротивление (резистивное заземление) и индуктивности). Заземление нейтрали через на­строенные индуктивности. Компенсация тока настроенными индуктивностями и уменьшение скорости восстановления напряжения. Смещение нейтрали при наличии настроенных индуктивностей. Практические данные о величинах перенапряжений повторных дуговых замыканий.

9. Заземления в установках высокого напряжения. Назначение заземлителей: рабочего, защитного и грозозащитного. Сопротивление растекания заземлителя. Электропроводность земли и характеристики грунтов. Измерение удельного сопротивления грунта и сопротивления заземлителей.

Защитное заземление в электроустановках, выбор и расчет.

Особенности работы заземлителей при стекании токов молнии, сосредоточенный и протяженный заземлитель. Заземление опор линий электропередач, заземляющие контуры подстанций и промышленных предприятий.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

При изучении материала студент должен в первую очередь уделить внимание качественной стороне вопроса, уяснив смысл того или иного теоретического вопроса или назначение данного устройст­ва. Только после этого следует переходить к разбору деталей явления. С большим вниманием следует отнестись к основным числовым величинам, содержащимся в графиках, таблицах и тексте. Например, студент должен не только знать, как развивается разряд в воздухе или как развиваются колебания в трансформаторе, но и уметь оценить прочность той или иной воздушной изоляции или определить возмож­ные перенапряжения в обмотке по заданным ее параметрам. В курсе “Техника и электрофизика высоких напряжений” широко используются знания, полу­ченные студентом в курсе “Основы электротехники”.

Перед изучением 1^ойчасти курса следует повторить основные по­ложения теории электрического поля (в частности, структуру поля и расчет напряженности поля между электродами простейшей формы). Пе­ред изучением 2^ойчасти курса следует повторить методы расчета переходных процессов в цепях с сосредоточенными параметрами постоянными, в част­ности, операторный метод, а также основные явления в длинных лини­ях. Соответствующий материал приведен в учебнике Л.Л. Бессонова “Теоретические основа электротехники”, часть вторая, гл.IIIиV.

К выполнению контрольных работ следует приступать только после изучения всех разделов программы курса “Техника и электрофизика высоких напряжений”. По своему объему работа не должна превышать 12-14 страниц формата ученической тетради. Ответы на вопросы должны быть конкретными с обязательным пояснением, схемами и эскизами. В конце работы необходимо правильно указать использованную литературу.