- •Лопухова Татьяна Викторовна
- •Лекции по дисциплине «Изоляция и перенапряжения»
- •1.1. Применение высоких напряжений для передачи электрической энергии
- •1.2. Изоляция электрических установок
- •1.3. Перенапряжения, воздействующие на электроустановки
- •1.4. Работа изоляции в условиях длительного воздействия рабочего напряжения
- •1.5. Влияние режима нейтрали на уровни перенапряжений
- •Резистивное заземление нейтрали
- •2.1. Общая характеристика внешней изоляции
- •2.2. Регулирование электрических полей во внешней изоляции
- •2.3. Диэлектрики, используемые во внешней изоляции
- •2.4. Назначение и типы изоляторов.
- •2.5. Электрофизические процессы в газах
- •2.6. Лавина электронов и условие самостоятельности разряда.
- •2.7. Время разряда и вольт-секундные характеристики воздушных промежутков.
- •2.8. Разряд в длинных воздушных промежутках.
- •3.1. Механизм перекрытия изолятора в сухом состоянии.
- •3.2. Механизм перекрытия изолятора при загрязненной поверхности и под дождем.
- •3.3. Выбор изоляторов воздушных лэп и ру.
- •4.1. Общие свойства внутренней изоляции
- •4.2. Виды внутренней изоляции и материалы, используемые для их изготовления.
- •4.3. Зависимость электрической прочности внутренней изоляции от длительности воздействия напряжения.
- •5.1. Понятие “кратковременная электрическая прочность” внутренней изоляции и поведение изоляции при воздействии перенапряжений
- •5.2. Длительная электрическая прочность внутренней изоляции.
- •5.3. Срок службы изоляции
- •5.4. Старение изоляции под воздействием частичных разрядов
- •5.5. Тепловое старение внутренней изоляции
- •5.6. Старение изоляции при механических нагрузках
- •5.7. Увлажнение как форма старения изоляции
- •5.8. Допустимые рабочие нагрузки на внутреннюю изоляцию
- •6.1. Системы контроля качества изоляционных конструкций
- •6.2. Испытания изоляции повышенным напряжением
- •6.3. Испытания напряжением промышленной частоты
- •6.4. Измерения характеристик и испытания изоляции при повышенном напряжении
- •6.5. Профилактические испытания и диагностика изоляции оборудования высокого напряжения
- •7.1. Физика разряда молнии
- •8.1. Допустимое число отключений воздушных линий электропередачи.
- •8.2. Ожидаемое число грозовых отключений линии
- •8.3. Грозоупорность воздушных лэп
- •Удар молнии в трос.
- •2. Удар молнии в опору.
- •3. Удар мимо троса.
- •4. Индуктирование перенапряжения в линии.
- •8.4. Показатели качества грозозащиты вл
- •8.5. Основные средства молниезащиты вл
- •10.1. Импульсы грозовых перенапряжений, набегающие на подстанцию.
- •10.3. Принципы защиты электрооборудования от набегающих импульсов грозовых перенапряжений
- •10.4. Ограничители перенапряжений
- •Лекция 11. Внутренние перенапряжения в электроэнергетических системах
- •11.1. Общая характеристика внутренних перенапряжений
- •11.2. Классификация внутренних перенапряжений
- •11.3. Коммутационные перенапряжения
- •О тключение короткого замыкания (к..З.)в цикле апв
- •12.1. Перенапряжения в длинных линиях за счет емкостного эффекта
- •12.2. Феррорезонансные перенапряжения
- •Феррорезонансные перенапряжения в сетях с глухозаземленной нейтралью
- •Феррорезонансные перенапряжения в сетях с изолированной нейтралью
- •13.1. Система защиты от перенапряжений
- •13.2. Основные средства ограничения перенапряжений
- •13.3. Нелинейные ограничители перенапряжений (опн)
- •14.1 Влияние электромагнитных полей установок высокого напряжения на людей
- •14.2. Влияние коронного разряда на связь
- •14.3. Защита птиц от воздействия высокого напряжения
11.3. Коммутационные перенапряжения
Коммутационные перенапряжения в литературе часто называют перенапряжениями переходного режима. Они существуют сравнительно малое время, но по сравнению с грозовыми перенапряжениями в сотни раз больше.
ф=100-300 мкс, и=1000-3000 мкс
Если прочная изоляция выдержала сильное кратковременное воздействие испытательного напряжения, то она выдержит и большую часть воздействующих коммутационных перенапряжений (координация изоляции).
Источником внутренних перенапряжений являются генераторы самой системы. Так как мощность генераторов нормирована, то и перенапряжения не могут иметь бесконечно большую величину.
К ратность перенапряжений: составляет обычно от 2 до 3,5.
Любая система имеет индуктивные (L) и емкостные (C) элементы.
L: трансформаторы, генераторы, реакторы, синхронные компенсаторы, двигатели.
С: проводники (ЛЭП), емкость ошиновки подстанции, емкость всех изоляционных конструкций, специальные батареи конденсаторов, которые используются для улучшения качества электроэнергии.
В нормальном режиме в энергосистеме такого контура образоваться не может.
В колебательном контуре происходят волновые
процессы при R 0; ХL ХС.
Если условие резонанса не выполняются,
то резонансных перенапряжений не будет, а если выполняются, резонансные перенапряжения будут больше коммутационных. Условие R0 выполняется только при отсутствии нагрузки.
Смф – междуфазная емкость. Смф имеет значения на порядок ниже, чем С.
Рассмотрим следующие виды перенапряжений:
Коммутационные перенапряжения при включении:
- ненагруженной ЛЭП (в этом случае потребитель не пострадает, но можно повредить коммутационное оборудование).
Коммутационные перенапряжения при отключении:
- ненагруженной ЛЭ (оставшаяся энергия распределяется между L и С и начинается волновой процесс);
- ненагруженных трансформаторов и реакторов (оставшаяся в аппарате энергия вызывает волновой процесс в обмотке).
Коммутационные перенапряжения при АПВ.
Дуговые перенапряжения (они существуют в сетях с изолированной нейтралью). Длительность дуговых перенапряжений соизмерима с длительностью перемежающейся дуги.
Перенапряжения при включении ненагруженной линии.
ЭДС на шинах до включения линии: Emaxsin(t+)=Eш.
,
где k – декремент затухания на k–ой частоте, , где С0 – скорость света, =314 1/с, k – k-ый корень уравнения , , – угол между током и напряжением в момент коммутации.
Угол коммутации на определенной частоте: .
На каждой частоте затухание происходит со своей характеристикой.
Если происходит КЗ и действует АПВ, на линии остается остаточный заряд. За время бестоковой паузы (∆ t ) заряд разрядится не успевает и при включении имеет большую величину.
При АПВ и наличии остаточного тока напряжение на конце будет рассчитываться по следующей формуле:
П ока контакты выключателя не замкнуты, происходят стримерные разряды с частотой k и только после замыкания устанавливается дуга с = 50Гц.
U0 берется с учетом знака остаточного заряда на линии.
При увеличении паузы АПВ происходит уменьшение остаточного заряда и уменьшение уровня перенапряжения.
tапв, с |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
|
U0/Emax |
в хорошую погоду |
1,1 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
0,65 |
в плохую погоду |
0,5 |
0,25 |
0,1 |
0,05 |
0,01 |
В плохую погоду перенапряжения меньше за счет быстрого стекания заряда по изоляторам.
Коэффициент внутренних перенапряжений
Берутся среднеарифметические параметры - математическое ожидание и среднеквадратичное отклонение k.
k – среднеквадратичное отклонение распределение амплитуды.
Ударный коэффициент равен или больше 1.