Напряжения для кабельных электрических сетей европейских стран
| Остаточное напряжение u, % опорного напряжения | Длительность провала (прерывания) напряжения Δtп, с | |||||
| 0,01 < Δtп ≤ 0,1 | 0,1 < Δtп ≤ 0,5 | 0,5 < Δtп ≤ 1 | 1 < Δtп ≤ 3 | 3 < Δtп ≤ 20 | 20 < Δtп ≤ 60 | |
| 90 > u ≥ 70 | ||||||
| 70 > u ≥ 40 | ||||||
| 40 > u ≥ 0 | ||||||
| u = 0 |
Таблица 2.9 – Результаты измерений характеристик провалов и прерываний
Напряжения для смешанных (кабельных и воздушных) сетей европейских стран
| Остаточное напряжение u, % опорного напряжения | Длительность провала (прерывания) напряжения Δtп, с | |||||
| 0,01 < Δtп ≤ 0,1 | 0,1 < Δtп ≤ 0,5 | 0,5 < Δtп ≤ 1 | 1 < Δtп ≤ 3 | 3 < Δtп ≤ 20 | 20 < Δtп ≤ 60 | |
| 90 > u ≥ 70 | ||||||
| 70 > u ≥ 40 | ||||||
| 40 > u ≥ 0 | ||||||
| u = 0 |
Перенапряжения
Перенапряжения, как правило, вызываются переключениями и отключениями нагрузки. Перенапряжения могут возникать между фазными проводниками или между фазными и защитным проводниками. В зависимости от устройства заземления короткие замыкания на землю могут также приводить к возникновению перенапряжения между фазными и нейтральным проводниками. Перенапряжение рассматривается как электромагнитная помеха, интенсивность которой определяется как напряжением, так и длительностью. Длительность перенапряжения может быть до 1 мин [1].
Провалы и перенапряжения – непредсказуемы и в значительной степени случайны. Частота возникновения их зависит от типа системы электроснабжения, точки наблюдения, времени года.
Пороговое значение начала перенапряжения принимают равным 110% опорного напряжения.
В среднем за год в точке присоединения возможны около 30 перенапряжений. При обрыве нулевого проводника в трехфазных электрических сетях напряжением до 1 кВ, работающих с глухо заземленной нейтралью, возникают временные перенапряжения между фазой и землей. Уровень таких перенапряжений при значительной несимметрии фазных нагрузок может достигать значений линейного напряжения, а длительность – нескольких часов.
В системах низкого напряжения, при определенных обстоятельствах, неисправность, произошедшая электрически выше трансформатора, может породить временные перенапряжения на стороне низкого напряжения на время, в течение которого протекает ток, вызванный неисправностью. Такие перенапряжения в общем случае не превышают 1,5 кВ.
Для систем среднего напряжения ожидаемая величина такого перенапряжения зависит от типа заземления в системе. В системах с жестко заземленной нейтралью или с заземлением нейтрали через сопротивление перенапряжение обычно не превышает 1,7Uc. В системах с изолированной нейтралью или с заземлением нейтрали через реактор перенапряжение обычно не превышает 2,0Uc. Тип заземления указывается оператором сети.
Импульсные напряжения
Импульсные напряжения в точке передачи электрической энергии пользователю электрической сети вызываются в основном молниевыми разрядами или процессами коммутации в электрической сети или электроустановке потребителя электрической энергии. Время нарастания импульсных напряжений может изменяться в широких пределах (от значений менее 1 микросекунды до нескольких миллисекунд).
Импульсные напряжения, вызванные молниевыми разрядами в основном имеют большие амплитуды, но меньшие значения энергии, чем импульсные напряжения, вызванные коммутационными процессами, характеризующимися, как правило, большей длительностью [1].
Расчетные значения импульсных напряжений, вызываемых молниевыми разрядами в точках присоединения к электрической сети, показанных на рисунке 2.1, приведены для фазных номинальных напряжений сети в таблице 2.10 [2].
Рисунок 2.1 – Точки присоединения к электрической сети
Таблица 2.10 – Значения импульсных напряжений, вызываемых молниевыми разрядами, кВ
| Место расположения точек присоединения | Варианты точек на рисунке 2.1 | Номинальное напряжение электрической сети, кВ | |||||
| 0,38 | |||||||
| Воздушная линия (ВЛ) | a, c | <5> | |||||
| b <1> | ------ | ------ | ------ | ------ | ------ | ||
| Кабельная линия (КЛ) | d | <5> | |||||
| l <2> | - | ||||||
| e, k <3> | - | - | - | - | - | - | |
| Силовой трансформатор (Тр) | f, g, n <4> | - | |||||
| m | - | ||||||
| <1> В варианте точек присоединения b в числителе указано импульсное напряжение на металлических и железобетонных опорах, в знаменателе - на деревянных опорах. <2> Импульсные напряжения в точке присоединения l соответствуют случаю отсутствия |
Продолжение таблицы 2.10
| воздушной линии электропередачи на стороне вторичного напряжения Uн2 трансформатора Тр2 и значениям напряжений обмоток Тр2 Uн1, Uн2 , соответствующим двум номинальным напряжениям, расположенным рядом в шкале стандартных напряжений (например 35 и 10 кВ, 110 и 220 кВ). При других сочетаниях номинальных напряжений Тр2 (например, 110 и 10 кВ, 35 и 6 кВ и т.д.) импульсные напряжения, проходящие через обмотки трансформатора, меньше указанных значений. <3> При наличии на распределительной подстанции типа РП-Б, РП-В воздушных линий электропередачи значения импульсных напряжений в точках присоединения e и k такое же, как в варианте точек присоединения d и c. При отсутствии на распределительной подстанции типа РП-Б, РП-В воздушных линий электропередачи импульсные напряжения в точках присоединения e и k определяются значениями импульсных напряжений в начале кабельной линии (точки d и l), уменьшенными в соответствии с данными по затуханию грозовых импульсов в кабельных линиях в зависимости от длины линии. <4> Указанные в данной строке значения импульсных напряжений справедливы при условии расположения точек общего присоединения f, g, n на вводах силового трансформатора и наличии связи рассматриваемой обмотки с воздушной линией. При отсутствии связи (точка m на рисунке 2.1) импульсные напряжения соответствуют точке присоединения l. <5> Значения импульсных напряжений с вероятностью 90% не превышают 10 кВ - в воздушной сети напряжением 0,38 кВ и 6 кВ - во внутренней проводке зданий и сооружений. |
Значения коммутационных импульсных напряжений при их длительности на уровне 0,5 амплитуды импульса, равной 1000 – 5000 мкс, приведены в таблице 2.11 [2].
Таблица 2.11 – Значения коммутационных импульсных напряжений
| Номинальное напряжение электрической сети, кВ | 0,38 | |||||||
| Коммутационное импульсное напряжение, кВ | 4,5 | 15,5 | 85,5 |
Вероятность превышения значений коммутационных импульсных напряжений, указанных в таблице 2.11, составляет не более 5%, а значений импульсных напряжений, вызываемых молниевыми разрядами (таблица 2.10) – не более 10% для воздушных линий с металлическими и железобетонными опорами и 20% – для воздушных линий с деревянными опорами.
Значения импульсных напряжений в электрической сети потребителя могут превышать указанные в таблице 2.10 значения за счет молниевых поражений в самой сети потребителя, отражений и преломлений импульсов в сети потребителя и частично – за счет разброса параметров импульсов.
Формы импульсов, характерные для точек присоединения на рисунке 2.1, показаны на рисунках 2.2, 2.3 и 2.4 [2].
Рисунок 2.2 – Форма импульсов, характерная для точек
Присоединения a, c, d, e
Рисунок 2.3 – Форма импульсов, характерная для точек
Присоединения f, g, n
Рисунок 2.4 – Форма импульсов, характерная для точек
Присоединения b, l, k