- •Техника высоких напряжений
- •6.050701 «Электротехника и электротехнологии»,
- •6.050702 «Электромеханика»
- •Содержание
- •1Введение
- •2 Общие методические рекомендации по самостоятельному изучению курса
- •3 Методические указания по изучению теоретического материала
- •Тема 1. Введение. Содержание и задачи курса
- •Тема 2. Электрические поля в высоковольтных установках
- •Тема 3. Электрические разряды в газах
- •Тема 4. Разряды в жидкой, твёрдой и комбинированной изоляции. Электрические характеристики внутренней изоляции.
- •Тема 5. Высоковольтные испытательные установки и измерения высоких напряжений
- •3.6 Изоляция устройств высокого напряжения
- •Тема 7. Перенапряжения в электрических системах и защита от перенапряжений
- •Тема 8. Координация изоляции электрических систем
- •4 Перечень лабораторных работ
- •5 Вопросы коллоквиумов
- •I. Силовые электрические кабели.
- •II. Методы и аппаратура испытаний
- •III. Молниезащита и заземление лэп и подстанций
- •IV. Изоляция лэп и ру высокого напряжения.
- •V. Защита электроустановок от перенапряжений.
- •6 Рекомендации по самостоятельному выполнению Практических заданий
- •6.1 Расчет гирлянды изоляторов
- •6.1.1 Определение числа изоляторов по величине средней допустимой мокроразрядной напряжённости
- •6.1.2 Определение числа изоляторов по величине средней допустимой длины пути утечки
- •6.1.3 Определение числа изоляторов по нормативным документам
- •6.2 Расчет потерь активной мощности на корону по аналитическим зависимостям
- •6.2.1 Дуговой разряд
- •6.3 Волновые процессы в линиях электропередач
- •6.3.1 Преломление и отражение волн перенапряжений в сэс
- •6.3.2 Прохождение волны перенапряжения через реактивные элементы сети
- •Задача для самостоятельного решения
- •Пример решения задачи
- •6.4 Выбор и расчёт системы защиты подстанции
- •Решение.
- •7 Вопросы для подготовки к экзамену
- •Список рекомендованных источников Основные
- •Дополнительные
III. Молниезащита и заземление лэп и подстанций
1. Основные принципы защиты ЛЭП и подстанций от прямых ударов молнии.
2. Виды и конструкции молниеотводов ЛЭП, подстанций и производственных зданий.
3. Расчет зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода.
4. Расчет зоны защиты двух- и более стержневых молниеотводов.
5. Расчет зоны защиты тросового молниеотвода.
6. Чем определяется и какими показателями характеризуется надёжность молниезащиты ?
7. Назначение заземляющих устройств в высоковольтных установках. Виды заземлений.
8. Требования к рабочему и защитному заземлению.
9. Требования к грозозащитному заземлению.
10. Применение переносных заземлений.
11. Расчет распределённых заземлителей с учетом влияния коэффициента импульса и удельного сопротивления грунта
12. Требования к импульсному сопротивлению опор ЛЭП и конструкции подстанций.
IV. Изоляция лэп и ру высокого напряжения.
Классификация изоляторов.
Материалы, используемые для изготовления изоляционных конструкций.
Общие требования к конструкциям изоляторов и принципы их выполнения.
Конструкции аппаратных изоляторов.
Конструкции линейных изоляторов.
Изоляция силовых трансформаторов.
Изоляция конденсаторов.
Изоляция вращающихся машин.
Характеристики линейных и станционно-аппаратных изоляторов.
Распределение напряжения вдоль гирлянды изоляторов.
Выбор изоляторов для ЛЭП и РУ.
Особенности работы изоляции на деревянных опорах.
Изоляционные расстояния в РУ. Выбор изоляции по нормативным документам.
Изоляционные расстояния на ЛЭП.
Эксплуатационный контроль линейной и подстанционной изоляции.
V. Защита электроустановок от перенапряжений.
1. Принцип работы и конструкция защитных промежутков. Область их применения.
2. Принцип работы и конструкция трубчатого разрядника.
3. Согласование характеристик и параметров трубчатого, вентильного разрядников и защищаемого участков сети.
4. Принцип работы и конструкция вентильного разрядника.
5. Вольт-амперные и вольт-секундные характеристики вентильных разрядников.
6. Нелинейные резисторы и материалы для их изготовления. Область применения.
7. Способы гашения дуги.
8. Коэффициенты, характеризующие работу вентильного разрядника.
9. Координация изоляции.
10. Нелинейные ограничители перенапряжений. Их конструкция и принципиальные различия с вентильным разрядником.
11. Применение разрядников для защиты от коммутационных перенапряжений отдельных элементов.
12. Применение вентильных разрядников для защиты вращающихся машин.
Маркировка и обозначение защитных промежутков, трубчатых разрядников,
вентильных разрядников и ограничителей перенапряжений на схемах и чертежах.
14. Система защиты подстанций от набегающих волн напряжения.
6 Рекомендации по самостоятельному выполнению Практических заданий
6.1 Расчет гирлянды изоляторов
Число аварийных отключений из-за перекрытия изоляторов при всех видах воздействующих напряжений и всех возможных изменениях метеорологических условий должно быть достаточно мало. В связи со случайным характером процессов, приводящих к перекрытиям и аварийным отключениям, задача выбора изоляторов для линий в полном объеме должна решаться, очевидно, статистическими методами с использованием функции распределения максимальных значений перенапряжений, параметров, характеризующих метеорологические условия, и т. д. Однако опыт проектирования и эксплуатации линий показывает, что определяющим является условие выбора изоляторов по рабочему напряжению. Число же отключений при перенапряжениях либо оказывается незначительным, либо его целесообразнее ограничивать до приемлемых значений с помощью средств грозозащиты, дугогасящих аппаратов, АПВ и др.
Существует несколько способов определения расчётного числа изоляторов в гирлянде:
- по величине средней допустимой мокроразрядной напряжённости;
- по величине средней допустимой длины пути токов утечки;
- по нормам, установленным ПУЭ.
Рассмотрим более подробно эти методы. Количество изоляторов в гирлянде определяется типом изолятора, номинальным напряжением линии, материалом опоры и расположением гирлянды. В общем виде можно записать
,
где nрасч –количество изоляторов, рассчитанное любым из методов,
nзап– количество запасных изоляторов, принимаемых в зависимости от уровня номинального напряжения ВЛЭП и вида опоры.
Число изоляторов в поддерживающих гирляндахдля учета возможных повреждений изоляторов в эксплуатации увеличивается:
для линий напряжением 110–220 кВ на один по отношению к расчетному,
для линий напряжением 330–500 кВ – на два,
для линий напряжением более 500 кВ – на 5 % от nрасч.
В натяжных гирляндахчисло изоляторов берется на один больше, чем в поддерживающих, так как натяжные гирлянды испытывают большие механические нагрузки, и вероятность повреждения изоляторов в этих гирляндах выше.