TVN

Задание №1

Расчет параметров электрического поля коронного разряда

Цель работы - определить напряженность электрического поля в межэлектродном промежутке

Таблица 1.1 – Исходные данные

Вариант №	R0, мм	U, кВ	h, мм	ρ	ε0, Ф/м	k, м2/В∙с
6	0,156	36	96	1,29	8,85 ∙10-12	2

где

U - напряжение сети;

R₀ - радиус коронирующего электрода;

h - расстояние от коронирующего электрода до плоскости;

ρ - относительная плотность воздуха;

ε₀ - электрическая постоянная;

k - подвижность ионов.

Решение

1. Критическая напряженность коронного разряда

(1.1)

2. Коэффициент, показывающий, во сколько раз приложенное напряжение короны выше начального

(1.2)

3. Ток короны на единицу длины коронирующего электрода

(1.3)

4. Зависимость напряженности поля от расстояния между электродами

E(x)) (1.4)

2,53х10⁷

5,0х10⁶

1,0х10⁷

1,5х10⁷

2,0х10⁷

0

0

0,002

0,004

0,006

0,008

0,01

х

Е(х)

Рисунок 1.1 - Зависимость напряженности поля от расстояния между электродами

Задание №2

Расчет генератора импульсных напряжений (ГИН)

Цель работы - провести расчет параметров генератора импульсных токов (ГИТ) следующей последовательности.

Таблица 2.1 – Исходные данные

Вариант №	U, кВ	С∙10-9, Ф	L∙10-6, Гн
6	45	4	3

1. Напряжение разряда конденсатора, В

(2.1)

где

α – 1,6

2. Максимальный разрядный ток, А

(2.2)

А

3. Оптимальное расстояние между электродами, м

(2.3)

м

4. Cопротивление канала разряда, в момент максимума силы разрядного тока, Ом

(2.4)

Ом

5. Максимальная мощность, развиваемая в конце разряда, Вт

(2.5)

Вт

6. Энергия, выделяемая в межэлектродном промежутке единичным пульсом, Дж

(2.6)

7. Время разряда, с

(2.7)

8. Максимальное давление на фронте волны, развиваемое в канале разряда, Па

(2.8)

где х - это расстояние от фронта волны до оси канала.

Результаты расчета представлены в таблице 2.1.

Таблице 2.1 – Зависимость максимальное давление на фронте волны от расстояние от фронта волны до оси канала

х
0	∞
0,4	2,54
0,8	1,79
1,2	1,47
1,6	1,27
2	1,14

9. Построим график зависимости максимальное давление на фронте волны от расстояние.

Рисунок 2.1 - график зависимости максимальное давление на фронте волны от расстояние

10. Средняя мощность разрядной цепи, Вт

(2.9)

f=0,2 Гц – частота следования импульсов

11. Постоянная времени зарядки, с

(2.10)

12. КПД зарядной цепи

(2.11)

13. Полная мощность трансформатора, Вт

(2.12)

Задание №3

Расчет заземления подстанции

Цель практических занятий - уметь определять конструктивные параметры заземляющего устройства подстанции по заданным электрическим характеристикам.

Согласно ПУЭ [2] заземляющие устройства электроустановок 220 кВ выполняются с учетом сопротивления заземляющего устройства Ом или допустимого напряжения прикосновения.

Расчет по допустимому сопротивлению Ом приводит к неоправданному перерасходу проводникового материала и трудозатрат при сооружении заземляющего устройства для подстанции небольшой площадью, не имеющей естественных заземлителей. Опыт эксплуатации РУ–220 кВ и выше позволяет перейти к нормированию напряжения прикосновения, а не величины .

Заземляющие устройства в электроустановках 220 кВ и выше должны проектироваться так, чтобы в любое время года на всей территории подстанции напряжение прикосновения, под которое может попасть человек, не превышало допустимого напряжения . Безопасная величина зависит от времени его воздействия на человека. Рекомендуемые величины приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Допустимое напряжение прикосновения

Длительность воздействия , с	До 0,1	0,2	0,5	0,7	1	От 1 до 3
, В	500	400	200	130	100	65

В связи с большим сроком эксплуатации существующего заземляющего устройства (ЗУ) и недопустимости снижения уровня безопасности обслуживающего персонала необходимо новое ЗУ.

Заземляющее устройство для установок 220 кВ и выше выполняется из вертикальных заземлителей, соединительных полос, полос, проложенных вдоль рядов оборудования, и выравнивающих полос, проложенных в поперечном направлении и создающих заземляющую сетку с переменным шагом.

Произведем расчет заземляющего устройства по допустимому напряжению прикосновения.

Расчетная длительность воздействия напряжения прикосновения:

(3.1)

где

полное время отключения выключателя (для выключателя МКП – 110 это время составляет 0,08 с).

с.

Наибольшее допустимое напряжение прикосновения дляс

(3.2)

=1,5∙150∙0,5+0,5∙1000=613 В

Коэффициент прикосновения:

(3.3)

где

-длина вертикального заземлителя, м;

-длина горизонтального заземлителя, м;

-расстояние между вертикальными заземлителями, м;

– площадь заземляющего устройства, м²;

М – расчетный параметр, зависящий от ;

удельное сопротивление слоев земли, Омм;

; м; .

коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека и сопротивлению растеканию тока от ступней .

(3.4)

Ом

;

М=0,72 для .

Потенциал на заземлителе:

(3.5)

В< 10000 В (в пределах допустимого),

Допустимое сопротивление заземляющего устройства:

(3.6)

где

ток, стекающий с заземлителя проектируемого заземляющего устройства при однофазном КЗ, А.

(3.7)

А.

Ом.

Действительный план заземляющего устройства преобразуем в расчетную модель со стороной м.

Число ячеек по стороне квадрата:

(3.8)

Принимаем m = 7.

Длина полос в расчетной модели:

(3.9)

м.

Длина сторон ячейки:

(3.10)

м.

Рисунок – 3.1 Расчётная модель заземляющего устройства

Число вертикальных заземлителей по периметру контура:

(3.11)

принимаем n_в равное 28.

Общая длина вертикальных заземлителей:

(3.12)

м.

Относительная глубина:

(3.13)

где

глубина заложения горизонтальных проводников, м (t = 0,7 м).

Так как , то общее сопротивление сложного заземлителя, преобразованного в расчетную модель:

(3.14)

где

Для ; a/l_В=1,8;

Определяем , тогда

Общее сопротивление сложного заземлителя

Ом, что меньше допустимого значения

Напряжение прикосновения:

(3.15)

В, что меньше допустимого значения 500 В.

Определим наибольший допустимый ток, стекающий с заземлителей подстанции при КЗ:

(3.16)

А.

Список использованной литературы:

1. Серебряков, Александр Сергеевич. Электротехническое материаловедение. Электроизоляционные материалы [Текст] : Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта / А. С. Серебряков, 2005. - 280 с.

2. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 2010.

3. Техника высоких напряжений. Под редакцией Кучинского Г. С. СПб.: Энергоатомиздат, 2003. – 608 с.

4. Харченко А. Ф. Техника высоких напряжений. –М. МИИТ, 2010.

5. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. М.: Энергоатомиздат, 2003.

6. Техника высоких напряжений /Под ред.М. В. Костенко. М.: Высш. школа, 1973. – 528 с.

16