Выбор по мокроразрядной напряженности

Здесь kдоп-допустимая кратность перенапряжений. По ПУЭ: +1 (≤220кВ), +2(330кВ), +3(500кВ)

Определение длин воздушных изоляционных промежутковна ЛЭП и ПС определяются по Uрасч и опытным кривым разрядных напряжений.

Здесь kР-допустимая кратность перенапряжений. kσ=от 1 до 2

kδ =примерно 0,84. учитывает уменьшение Uр при неблагоприятных атмосферных условиях.

12. Коронный разряд на ЛЭП. Уравнение потерь общей короны Местная корона. Методы расчета потерь при местной короне Коронный разряд – самостоятельный разряд, возникающий в резконеоднородных полях, в кот. ионизационные процессы могут происходить только в узкой области вблизи электродов с малым радиусом кривизны. В рез-те ионизации воздуха у пов-ти провода образуется объемный заряд. Напряженность остается Ен, повышение напряжения на проводе приводит к росту объемного заряда и увеличению потерь на передвижение ионов от провода к земле. На проводах радиуса <1см возникает лавинная корона, больше – стримерная. Х-ки короны – начальное напряжение, потери энергии и радиопомехи – значительно зависят от погодных условий. Ток стримеров высокочастотный-эл/маг излучение широкого спектра
Для «-» полярности провода, но для «+» считается так же. m – коэф. негладкости (от 0,82 до 0,94)

ß х-ка зажигания короны. Внизу ток короны и ток ее первой гармоники.

Эффект биполярности в ЛЭП не учитываем, т.е. за полупериод заряды не успеют дойти до соседних фаз.

Uзаж=2Uн-Um , Um - амплитудное знач. напр.

Uзаж=Uн-Δu .

Расщепление проводов фазы – при требуемом суммарном сечении проводов позволяет существ. уменьшить макс. напряженность поля на их пов-ти. Эквив радиус (одиночного провода)- та же емкость что и у расщ.

 
Еср – средн. раб. напряженность на пов-ти проводов расщ фазы, Emax – максимальная, Ку – учитыв влияние зарядов на соседних проводах.
Cг=2πε0/ln(Dэ/rпр) Cоб=2πε0/ln(Dэ/rдр) Cг=СэСоб/(Сэ+Соб) à Сэ=….
Потери местной короны:
         

Ак=N2r2(Pxор,пhхор,п+ Pдожhдож+Pснегhснег+Pизмhизм) Pсреднегодовая=Ак/8760,

N-общее число расщепл проводов во всех фазах

13.Экологические аспекты электроустановок: напря-ть электри-ческого поля у пов-ти земли, создаваемая ВЛ; электромаг помехи и акустич. шумы от коронного разряда; доп. уровни помех и шумов. Ф-лы Масквелла: UA=αAAτA+ αABτB+ αACτC UB=αABτA+ αBBτB+ αBCτC и т.д.
Eh, кВ/м
Tдоп, мин в течение суток
             

Причина радиопомех (от 10кГц до 1ГГц) и шума – стримерная корона.

Выше 30МГц – влияние на телеприем и только от ВЛ 750кВ. Интенсив-

ность радиопомех характеризуется вертикальной составляющей напря-

женности эл.поля вблизи пов-ти земли (E2). Уровень радиопомех, дБ:

Где E-напряженность эл.поля, мкВ/м Y=20lgE при базовом E1=1мкВ/м

Допустимый уровень в хор. погоду 40дБ что по ф-ле дает E=100мкВ/м.

Это значение напряженности элполя радиопомех принято в качестве допустимого на расстоянии 100м от проекции на землю крайнего провода ВЛ 330кВ и более. Для подсчета – расчетная частота помех – 0,5 МГц. Радиопомехи практически не зависят от числа проводов расщепленной фазы т.к. происходит взаимное э/м экранирование проводов фазы. Зависимость амплитудного значения допустимой напряженности поля на поверхности проводов, при которой обеспечивается допустимый уровень радиопомех: Eдоп=32-17,4*lgr

Акустический шум возникает главным образом в плохую погоду, когда усиливается интенсивность коронирования проводов. Звуковой эффект 2 составляющие: 1) шипение, соответствующее частоте 100Гц и кратных ей частотам – обусловлена движением объемного заряда у проводов 2) широкополосный шум – генерируется стримерной короной

Допустимый уровень громкости по санитарным нормам – 45 дБ (А).

Наиболее существенны звуковые помехи в росу, слабый дождь, после сильного дождя, туман. Линии СВН не приближаются к границам насел. пункта ближе чем на 300м. Для оценки громкости при дожде м.б. использована эмпирическая ф-ла: А=16 + 1,14*Emax + 9*r + 15*lg(n) – 10* lg(l), гдеА – уровень громкости, дБ (А); r – радиус провода, см; Emax – максимальная напряженность поля на поверхности проводов, кВ/см, n – число проводов в расщепленной фазе, l – расстояние от крайней фазы, м

Интенсивность акуст помех возрастает при увел числа проводов в фазе

14. Внутренняя изоляция электроустановок станций и ПС. Основные требования к изоляции. Используемые диэлектрики. Изоляция необходима для того, чтобы разделять элементы конструкций с разными потенциалами. Основная функция изоляции - надежность работы ЛЭП и всего комплекса оборудования: генераторов, трансформаторов, компенсирующих устройств, коммутационного оборудования. Изоляция:- внешняя;- внутренняя. Внутренней изоляцией называют те участки электроизоляционной конструкции или системы электрической изоляции установки, в пределах которых изоляционные промежутки между проводниками заполнены газообразными, жидкими, твердыми диэлектриками или их комбинацией, но не атмосферным воздухом (изоляция обмоток трансформаторов, эл. машин, кабелей и т.д.). Не подвержена влиянию атм. условий, но сильно зависит от них(пример влажность) . Старение – ухудшение эл. х-к в процессе эксплуатации. Пробой твердой и комбинированной изоляции приводит к выходу из строя оборудования. Жидкая и газообразная внутренняя изоляция самовосстанавливается, однако характеристики ухудшаются => приходится постоянно контролировать состояние внутренней изоляции. Внутренняя изоляция должна обладать: 1. Высокой кратковременной и длительной электрической прочностью (высокие пробивные напряженности, малые диэлектрические потери, стойкость к воздействию частичных разрядов, отсутствие газовых включений) 2. Тепловые свойства (теплопроводность, стойкость к тепловому старению) 3. Механическая прочность (если она выполняет функцию механического крепления проводников и исключение появления трещин, расслоений и т.д. 4. Технологичность, экологичность, недефицитность.   Диэлектрики используемые во внутренней изоляции: Твердые: фарфор, стекло, слюда и изделия из нее, бумага, полиэтилен. Жидкие: масла Газообразные: Элегаз, Азот, Вакуум Комибинрованные. 15. Виды проводимости жидких и твердых диэлектриков. Зав-ть прово-димости от темп-ры, влажности, напряж-ти эл. поля. Виды поляризации диэлектриков. Зав-ть диэл. проницаемости и поляриз. потерь энергии от частоты воздейств. напряжения, температуры. Тангенс угла диэл. потерь и его завис-ть от темп-ры, частоты и велич. Воздейств. напряжения. Проводимость жидких диэлект.: 1.Ионная.2.Молионная(катафоретическая).
В слабых электрических полях: (J- плотность тока проводимости)
-удельная проводимость жидкого диэлектрика.
В сильных электрических полях
           

Проводимость твердых диэлектриков: 1.поверхностная-ys -зависит от спо-собности диэлектрика адсорбировать на своей поверхности влагу и смачи-ваться водой, а также от влажности окружающего воздуха. 2. объемная-способность твердого диэлектрика проводить в эл. поле ток. Свободные электроны в твердом диэлектрике образовываются в результате эмиссии с поверхности катода, эмиссии дырок с поверхности анода и туннельного перехода электронов из нормальной (валентной) зоны в зону

проводимости. Увлажнение твердых диэлектриков приводит к значительному увеличению объемной проводимости yv. Зависимости те же.

Поляризация: процесс приобретения диэлектриком наведенного электрич. момента под действием электрич. поля.1.обусловленная смещением в эл. поле связанных зарядов. – плотность тока. 2. миграционная – обусловленная движением свобод. Зарядов. Имеет место в неодно-

родных диэлектриках. При длительном приложении к диэлекрику постоянного напряжения U0 на слоях устанавливаются напряжения U1=U0∙R1/(R1+R2), U2=U0∙R2/(R1+R2), Для схемы замещения: Сr=С1∙С2/(С1+С2), R=R1+R2- сопротивление утечки. ∆С=[(R1∙C1-R2∙C2)2]/[(R1+R2) 2∙ (C1+C2)]; r=[R1∙R2∙(R1+R2)∙(C1+C2) 2 ]/[(R1∙C1-R2∙C2) 2];

C(ω)= Сг+∆С/[1+ ω2T2]; qабс=U0∙(R1∙C1-R2∙C2)/(R1+R2);

Диэлектрич. потери:
во многих случаях, особенно при низких частотах:
     

Зависимость связана с появлением частичных разрядов

 

16. Вольтвременная зависимость электрической прочности внутренней изоляции и основные механизмы пробоя жидких и твердых диэлектр.

При разных временах τ процессы в изоляции, приводящие к пробою, имеют различную физическую природу. При малых временах τ, в изоляций возможен чисто электрический пробой, при некотором напряжении в изоляции создаются условия для образования и быстрого увеличения числа свободных электронов. Последние в сильном электрическом поле приобретают энергию, достаточную для ионизации нейтральных молекул и образования концентрированного потока электронов за счет энергии, выделяющейся при взаимодействии потока электронов с молекулами диэлектрика, происходит разрушение последнего с образованием проводящего канала. При τ >10-3 с для внутренней изоляции, содержащей большие объемы жидкого диэлектрика, может наблюдаться некоторое снижение Uпр. Это происходит вследствие того, что с увеличением τ сильнее проявляется влияние примесных твердых частиц, неизбежно присутствующих в технически чистых жидких диэлектриках. Такие частицы имеют, как правило, более высокую, чем у жидкости, диэлектрическую проницаемость. Поэтому около них происходит некоторое увеличение напряженности в жидкости, что влечет за собой снижение величины Uпр. Под действием электрического поля примесные частицы перемешаются в области повышенных напряженностей. Чем больше время τ, тем дальше успевают сместиться частицы, тем больше вероятность появления их в наиболее напряженной области изоляции и, следовательно, ниже пробивное напряжение Unp. Следующий участок кривой Uпр=f(τ ) -область теплового пробоя. В зависимости от размеров и свойств изоляции и температуры окружающей среды он может занимать диапазон от десятков секунд до нескольких часов. Тепловой пробой - разогрев изоляции за счет диэлектрических потерь до температуры, при которой происходит разрушение изоляции.

Последний участок зависимости Uпр=f(τ) соответствует временам τ от нескольких минут или часов до 10—15 лет и более. Это область, в которой пробои постепенно под­готавливается медленно протекающими процессами электрического старения изоляции. Эти процессы возникают под действием электрических полей и вызывают необратимое ухудшение диэлектрических свойств изоляций. , ,

 

17. Методы регулирования электрических полей во внутренней изоляции: уменьшение коэффициента неоднородности электрического поля, градирование изоляции, применение конденсаторных обкладок и полупроводящих покрытий. Комбинированная изоляция (МБИ и БМИ). Цель регулирования – повышение эффективности использования изоляции. Градирование – комбинация материалов с различными диэлектрическими проницаемостями. 1- неградированная изоляция 2- напряжённость в градированной изоляции   Конденсаторные обкладки – дополнительные электроды из металлической фольги, которые располагаются в толще изоляции между главными электродами и позволяющие регулировать напряжённость в радиальном и осевом направлениях. Полупроводящее покрытие наносится на электрод с острой кромкой.   МБИ- масло-барьерная из. – минеральное тр-ное масло. Для обеспечения механической прочности и увеличения эл. прочности используется элекрокартон, кабельная бумага и др. Для ↑ эл. прочности электроды покрывают тонким слоем полимера, устанавливают барьеры из элекрокартона. Используется в качестве главной изоляции в тр-х и реакторах. “+”: простота и хорошее охлаждение. “-”: низкая по сравнению с БМИ эл. прочность, пожароопасность, необходимость специальной защиты от увлажнения. БМИ – бумажно-масляная изоляция – кабельная или конденсаторная бумага и минеральное масло. Исп-ся в силовых конденсаторах, во вводах тр-в, в кабелях, в качестве витковой изоляции в тр-рах. “+”:малые диэл. потери tgδ=0,003-0,005; низкая стоимость; механизация наложения слоёв бумаги. “-”: не высокая доп. рабочая температура (90°С), горючесть, надёжная защита от увлажнения. 18. Кратковременная электрическая прочность внутренней изоляции и ее зависимость от длительности импульсов и их многократной повторяемости, от площади поверхности электродов. Внутренняя изоляция оборудования энергосистем дол­жна надежно выдерживать грозовые и внутренние перена­пряжения. Кратковременная электрическая проч­ность внутренней изоляции, или ее способность выдержи­вать воздействие перенапряжений, не всегда характеризу­ется напряжением полного (сквозного) пробоя, в ряде слу­чаев она определяется напряжением появления частичных разрядов с опасной для данной изоляции интенсивностью.   - Зависимость прочности материала от числа воздействующих импульсов     Кратковременная электрическая прочность большинства видов внутренней изоляции сложным образом зависит от длительности импульсов приложенного напряжения.   Кратковременная электрическая прочность зависит от площади электродов в конструкции. При прочих равных ус­ловиях с увеличением площади электродов электрическая прочность изоляции снижается. Увеличение площади электродов приводит к изменению функ­ции распределения напряжений Uи как показано на рис.: Влияние площади элект­родов на функцию распределения импульсной электрической прочно­сти внутренней изоляции   1 — для S1; 2 — для S2=n*S1, (S1 – площадь 1-го электрода, n>1) 19. Старение внутренней изоляции: тепловое, механическое, электрическое. Частичные разряды при постоянном и переменном напряжении, их основные характеристики. Методика определения допустимых рабочих напряжений и напряженностей. Процесс ухудшения свойств изоляции называют старением. Различают четыре основных вида воздействия на изоляцию и четыре процесса старения изоляции: электрические нагрузки, связанные с возможной ионизацией при большой напряженности электрического поля – эл. стар. из.; тепловые нагрузки, приводящие постепенному разложению или появлению трещин в изоляции – тепл. стар. из.; механические нагрузки, связанные с воникновением и развитием трещин в твердой изоляции – мех. стар.; проникновение влаги из окружающей среды - увлажнение из. Основной причиной эл. старения внутренней изоляции являются частичные разряды (ЧР), то есть такие разрядные процессы в изоляции, которые распространяются лишь на часть изоляционного промежутка. Они возникают в газовых включениях (наиболее опасны), в местах резкого усиления напряженности поля. Закономерности развития частичных разрядов можно проиллюстрировать схемой замещения, изображенной на рис., где изображен газовый пузырь в твердой изоляции и схема замещения изоляции.
напряжение на воздушном включении: При достижении этим напряжением пробивного напряжения газового включения Uв-пр происходит
     

пробой газового включения с резким снижением напряжения на нем до уровня напряжения гашения Uв-г , которое меньше пробивного напряжения. После этого, если напряжение на всей изоляции продолжает возрастать, то снова начинается рост напряжения и на газовом включении и может произойти новый пробой, то есть в газовом включении происходят многократные пробои промежутка.Необходимо обеспечить отсутствие ЧР при рабочем напряжении, -> Uд.р.< Uч.р. (Uч.р.- напр., при котором во включении возникают ЧР) Uд.р= Uч.р.- 3σч.р., где Uч.р.- среднее значение напр. появления ЧР, σч.р.- СКО. Для распространения результатов экспериментов на другие конструкции и оценки Uд.р. определяют Eд.р. Для конструкций со слабонеоднородным полем определяют максимальную в изол-м промежутке напряжённость Eд.р.= Uд.р.*Kн/d, где d – толщина изол., Kн- коэф-т неоднородности. Для констр. с резко неоднородным полем опред-ют средние допустимые рабочие напряж-ти.

 20 Напряжения, воздействующие на ЭО в процессе экс­плуатации,. Заземление нейтралей электрических сис­тем. Координация изо­ля­ции. Испытательные напряжения. Методика опред. испыт. напр. Номинальное напряжение ­­­­– нормированное значение напряжения., от которого производится. отсчет отклонения напряжения. Наибольшее рабочее напряжение – ­­­напряжение при котором изоляция вырабатывает весь срок службы. (макс доп. рабочее) Перенапряжения ­­­– любое напр. большее амлитуды фазного наиб. раб. Внутренние: а) Коммутационные – при различн. коммут. эл. цепи. б) Квазистационарные(режимные) – при неблаг. сочетаниях реак­т. эл-тов сети и ЭДС ИП. Дли­т­ельный хар-р., пока не устранится причина возникновения. Внешние а) Грозовые перенапряжения (прямой удар; индуктированные; приход волны с уд. точки линии) б) Связанные с объектами внешних цепей. Координация изоляции – выбор таких характеристик изоляции и защиты от перенапр., который обеспечивает наибольший экон. эффект с учетом статистической природы объекта. При проектировании изол. конструкций учитывают 1) макс. значение перенапр. или кратность перенапр. (Kп=UMAX / UНР*√2) 2) Форму кривой перенапр., позволяющую определить длительность воздействий на изоляцию оборудования. 3) состав электрооб. подверженного данному виду перенапр. Эти хар-ки имеют большой статистический разброс, т.к. значения зависят от множества факторов, большинство – случайные. Поэтому существен­ное значение при расчете изоляции имеет то, сколь часто возможно появ­ление перенапр., превосх. заданную кратность за опред. период времени.   Способ заземления нейтрали зависит от: уровня емкостного тока сети; допуст. тока ОЗЗ (исходя из разрушений в месте повреждения); электро­безопасности, допустимости немедленного откл. ОЗЗ (технолог. процесс) Нейтраль бывает: изолированная глухозаземленная; заземленная через дугогасящий реактор; заземленная через резистор. При изол. нейтрали. треугольник лин. напряжений у потребителя не искажен. Фазное поднимается до линейного. Токи обычно маленькие. Дуга быстро гаснет. Из. нейтраль для сетей 6-35кВ. Для каждого напр. – свои макс. допустимые емкостные токи. Дугогасящ. реактор. – применяется при больших емк. токах, которые компенс. катушкой Петерсона. Проблема – настройка при разных схемах сети(некоторые присоед. могут быть откл – емкость меньше) При заземл. нейтрали (110кв и выше) – большие токи → срабатывание РЗ Вект. диаграмма К(1) фазы С в сети с дугогасящим реактором.
21. Хар-ки грозовой деят-ти. Пар-ры токов молнии. Зоны защиты стержн и трос молниеотводов. Заземление молниеотв. Доп расстояние защищаемого объекта от молниеотвода.Интенсивность грозовой деят-ти характ средним числом грозовых часов в году DГ, средним числом ударов молнии nУД на 1 км2 поверх-ти земли за 100 грозовых часов. Годовое число ударов молнии в линию длиной l при чис­ле грозовых часов в году DГ опр. как nГОД= nУД·l/100·DГ/100. Параметры импульса тока:
Вероятность появления тока молнии с амплитудой превышающей IM, равна:

Крутизна тока молнии определяет уровень напряж. на индуктивности dI/dt=aИ. Защитное действие стержневого молниеотвода характеризуется зоной защиты и сопротивлением заземления, а тросового – защитным углом. Зона защиты – пространство вблизи молниеотвода, вероятность попадания молнии в которое не превышает оп­ределенного малого значения. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода представляет собой круговой конус с вершиной на высоте h0<h, сечение которого на вы­соте hx имеет радиус гх. Сопротивление заземлителя

зависит от его геометрических размеров и удельного сопротивления грунта. Сопротивление заземлителя, рассчитанное для перем. тока частотой 50 Гц наз-ся стационарным. При больших импульсах тока вокруг электродов образуются зоны искрения, увеличивающие их эффективные размеры, и сопротивление заземления уменьшается. Быстрое нарастание тока молнии на фронте импульса создаёт падение напряжения на индуктивности протяжённого заземлителя. -> Импульсное сопротивление – сопр. при похождении тока молнии, отличается от стационарного.Отношение импульсного к стационарному сопротивлению наз-ся импульсным коэф-м αИ=RИ/R. При прохождении тока молнии по молниеотводу создаётся падение напряжения н сопротивлении заземлителя молниеотвода и на инд-ти токоотвода. Вблизи молниеотвода образуется опасный потенциал. Расстояние по воздуху между молниеотводом и защищаемым устройством lв должно быть не менее 5 м, а в земле lз не менее 3 м.

 22.Трубчатые и вентильные разрядники, ОПН. Для предотвращения пробоев и перекрытий изоляции и оборудования ПС параллельно ей устанавливают искровые промежутки (ИП), имеющее мень-шее пробивное напряжение, чем допуст. нпряж-е на изоляции, пробиваясь они шунтируют защищаемый объект. Устройства, в которых реализованы механизмы гашения дуги ИП – Защитные разрядники Защитные разр-ядники:Трубчатые, Вентильные, ОПН (самый популярн.)Трубчатые разрядники (РТ): В РТ дуга гаснет за счет интенсивного продольного дутья.
1-Трубка из фибропласта или винипласта 2-Стержневой электрод; 3-Колцевой электрод, с отверстием для выхлопа 4-Защит-ный промежуток (для защиты трубки).

РТ имеют верхний и нижний предел отключ. токов. Оба предела определяя-ются интенсивностью горения дуги. РТВ-110/2-10 (В- винипластовый, на напряжение 110 кВ,2 нижний предел отключаемого тока 2кА,10-верхний 10кА).Вентильные разрядники (РВ): В РВ дуга сопровождающего тока гаснет за счет нелинейного резистора установленного последовательно с

Искровым промежутком.
дельтаUk-координационный интервал. При напряжениях, близких к пробивному, сопротивление нели-

нейного резистора мало и почти не влияет на процесс. В конце переходного процесса , когда напряжение падает до рабочего напр-я сети, сопротиление НР резко возрастает (на порядки), тем самым ограничивается ток дуги и обеспечивается ее гашение. Недостатки РВ: малая пропускная способно-

сть(мах токи через НР<10-15кА ); недостаточная нелинейность его ВАХ;

наличие искрового промежутка; Ограничитель перенапряжений нелиней-ный (ОПН) Нелинейные резисторы ОПН выполнены на основе оксида цинка ZnO (последовательное соед. металооксидн. резисторов, размещ. внутри изоляц. корпуса). Высокая степень нелинейности материала позволяет исключить искровой промежуток. ОПН хар-ется остающимся Напряжением, соответв. опред. току коорд. который с одной стороны не должен превышать термич. стойкости ОПН, с другой, быть больше макс. возможного тока набегающих на ПС волн

 23. Молниезащита воздушных линий электропередач без тросовой и с тросовой защитой на деревянных и металлических опорах. Основным показателем грозоупорности ВЛ является число грозовых отключений: nОТКЛ=nУД·PПЕР∙η , где η – вероятность перехода перекрытия в устойчивую дугу. PПЕР – вероятность перекрытия, nУДАРОВ=6,7 уд/(км2∙100гр.ч.).
Металлические и ЖБ опоры. Перекрытие по пути: провод-опора. (η=0,7) IКР=2·U50%/ZВ Деревянные опоры. Перекрытие по пути: гирлянда-траверса- гирлянда. (η=0,2) IКР=2·U50%/(ZВ∙(1-K)), K=0,2-0,3

С тросами:

nОТКЛ=4∙hСР·DГ/100·L/100·{ΔОП·PПЕР.ОП + ΔТР·PПЕР.ТР + ΔПР·PПЕР.ПР}

ΔОП=4·hОП/LПРОЛ ; ΔПР=(1- ΔОП)·Pα ; ΔТР=1- ΔОП- ΔПР

Δ – доля ударов в опору, трос, провод.

UОП(t) = RОП·iМ(t)+LОП·d iМ(t)/dt+ M·d iМ(t)/dt

M – взаимоиндукция м/у каналом молнии и петлёй опора-провод-бесконечность-земля.

UОП(t) = RОП·iМ(t)+( LОП+M) ·a

Линии на деревянных опорах обладают малым числом отключений за счёт низкого η.

 

Возможны два пути умень­шения числа грозовых отключений линии: уменьшение ве­роятности перекрытия и уменьшение вероятности перехода импульсного перекрытия в устойчивую дугу тока короткого замыкания. Первый метод реализуется подвеской тросовых молниеотводов и созданием малого импульсного сопротив­ления заземления опор. Второй метод осуществляется путем удлинения пути перекрытия, что приводит к сни­жению средней рабочей напряженности, или с помощью дугогасящих реакторов в сетях 6—35 кВ, что дает значи­тельное увеличение вероятности самопроизвольного пога­сания дуги замыкания на землю.

Линии 35 кВ и ниже не защищают тросами (используется компенсация тока в месте замыкания с помощью дугогасящего реактора, включаемого в

ней­траль трансформатора).

Испытательные напряжения.

Испытательные напряжения. Основной вид – 1минутное испытание повыш. напр-ем дает воз­можность судить о надежности изоляции. при внутр. перенапр. Пока­зы­вает ра­бото­способность при раб. напряжении.

Внутр. изоляция: Uрасч=kP∙Uнр, Uисп=Uрасч∙kКУМ/ kИМП, ­ ­где kP – расч. кратность внутр. пере­напр.(зависит от класса напряжения)

kКУМ=(1.1÷1.15) – учитывает кумулятивный эффект и старение изоляции в процессе эксплуатации. kИМП =(1.3÷1.35) ­­ - коэф. импульса, учитывает повышение эл. проч­ности при кратковременном воздействии.

Внеш. изоляция: испытывается под дождем и в сухих условиях.

Под ливневым дождем Uисп.д=Uрасч/ kДАВЛ/ kИМП. (kДАВЛ­ учит. воз­мож­ность изм. атмосф. давления. для высот <1000м - kДАВЛ­=0.94)

В сухих усл-ях. учитыв. снижениен эл.прочности из-за изменения ат­мосферных условий.: Uисп.с=Uрасч.д / 0.84

Испыт. напр. грозовых импульсов уста­новлены для коор­д. эл. проч­ности изоля­ции ЭО с воз­действ. на нее гро­зовыми перенапр, ограниченными защ. раз­рядниками(ЗР). Испытания проводятся станд. импуль­са­ми 1,2/50 мкс (полными импульсами), а также срезанными при предразрядном вре­мени 2— 3 мкс(время открытия ЗР) (срезанными импульсами)

При определении требований к изоляции за основу бе­рется расчетное зна­­че­­ние грозовых перенапряжений UРАСЧ. Для полных импульсов рас­чет­ное значение перенапряже­ния UРАСЧ.П связано с UОСТ ЗР соотношением

3—220 кВ: UРАСЧ.П = 1,1∙UОСТ+15, 330кВ: UРАСЧ.П = 1,2∙UОСТ+15

Для коорд. изоляции ЭО с хар-ками ЗР при малых временах воз­дей­ствия установлено расчетное пере­напр. срезанного импульса UРАСЧ.СР.. Для ЭО 3—15 кВ оно принято на 20 % выше, а для элек­трооборудования на все другие классы напряжения — на 25 % выше, чем для полного импульса; UРАСЧ.СР=(1,2-1,25) UРАСЧ.П,

Амплитуда испыт. импульсов выбирается от возможн. ЗР с запасом + от накопле­ния дефек­тов при многократн. воздействии импульсн. перенапр.

Испытания коммутационнымимп. – проводится для ЭО 330-500кВ. Uисп=1.15Uном. Импульсы апериодические – 250/2500 и 100/1000 мкс

 

 

24. Молниезащита оборудования ст. и п/ст. от прямых ударов молнии и от гроз. импульсов, приходящих по ЛЭП. Влияние расстояния между защищ. объектом и разрядником (ОПН), крутизны гроз. импульса на вел-ну напр-я на защищ. объекте. Длина защитного подхода и пок-ль грозоупорности п/ст. Выбор РВ и ОПН. Основные аппараты защиты – вентильные разрядники и ОПН. Для обеспечения защиты оборудования с помощью РВ, импуьлсный ток через РВ не должен превышать ток координации. Основная х-ка РВ – остающееся напр-е (падение напр-я на сопр-нии резистора при определенном имп. токе, называемом током координации – 5-14 кА). При близких от п-ст. ударах ток в РВ будет недопустим. Iрв=Iм*R/(R+Rрв), R-сопр. опоры. Поэтому участки линии 1-3 км, примыкающие к п/cт., защищаются тросовыми молниеотводами.

а – крутизна фронта набегающей волны, hср – сред. высота подвеса пров.,

k – коэф., учит. кол-во проводов в фазе.

Выбор ОПН по Uост.:

Дельта Uk=20-50% от Uдоп.

 

M=1/(β1+β2+β3); β1 – число откл-й в год в рез-те прорывов молнии ч/з защиту п-ст.; β2 – ч. о. в г. из-за обр. перекрытий с молниеотводов; β3 – ч. о. в г. за счет волн, набегающих с ВЛ.

 25. Перенапряжения в длинной разомкнутой линии; влияние длины линии, индуктивность источника, короны. Влияние реакторов.
Дифф. уравнения длинной линии: для линии без потерь R` и g` = 0

--убыль напряжения вдоль линии обусловлена ЭДС самоиндукции, возникающей в проводе под действием переем.магнитного поля, прониз. рамку «провод-земля».

-убыль тока вдоль линии обусловлена его стеканием на землю через распределенную емкость линии

U(x)=U1cos(βx)-jZcI1sin(βx) I(x)=-j(U1/Zc)sin(βx)+I1cos(βx)

U(x`)=U2cos(βx`)+jZcI2sin(βx`) I(x`)=j(U1/Zc)sin(βx`)+I1cos(βx`)

Для линий, сопротивление источника которых =0 при βl=π/2 или l=1500км наступает резонанс. При длине линии <1500км или при βl<π/2 входное сопротивление линии Zвх имеет емкостной характер.

При сопротивлении источника не =0 точка резонанса сдвинута в сторону меньших длин, т.к. к индуктивности линии добавляется индуктивность источника.Возникновение короны на линии эквивалентно появлению в схеме замещения длинной линии активно проводимости g` и добавочной емкости ΔC`, зависящих от напряжения U(x) в данной точке линии.

g` и ΔC` в расчетах могут приближенно определяться по формулам:

g`/ωC`≈η(1-Uк/U) ; ΔC`/C`≈θ(U/Uк-1), где Uк-напряж. возник. Короны, η,θ-коэф, уменьш с увеличен эквивалентным радиусом расщ.проводов. В коронирующей линии увеличивается β-коэф.изм.фазы и α-затухани (волновое сопротивление Zc). Влияние реакторов: Если входное сопротивление имеет емкостной характер, то возникают емкостные токи, которые приводят к повышению напряжения. Компенсация производится с помощью реакторов, устан. На концах перед. и на пром.п/ст.Мощн. реакторов≈мощн.распред.емк.ЛЭП

 

   1.Определение функций электр изоляции высоковольтного оборуд-я. Осн-е различия внеш и внут изоляции.Внеш Изоляция 2.Осн электрофизические процессы и их хар-ка: длина свободного пробега, диффузия, дрейф, подвижность, ионизация, возбуждение, прилипание, развал, рекомбинация.3.Электронная лавина: число электронов и ионов, радиус, электрическое поле зарядов. Условия перехода лавины в стример. 4.Условие самостоят-ти разряда. Начальное напряжение. Закон Пашена. Особ возникн-я самост разряда в промеж с неодн полем: начальная напряженность, закон подобия, влияние полярности.5. Понятие о стримере и его основные хар-ки. Особенности возник-ия и развития стримеров в промежутках с неоднород полем при положительной и отрицательной полярностях. Стримерный пробой: влияние геометрии промежутка, коэфф-та неоднородности, плотности газа. 6. Понятие о лидере и его основные хар-ики. Особенности возникновения лидера при положительной и отрицательной полярности. Лидерный пробой.7. Время развития заряда и его составляющие. Вольтсекундные хар-ки воздушных промежутков при грозовых и коммутац импульсах; влияние степени неоднородности эл поля. Оценка минимальной электрич прочности при коммутац импульсах. 8. Зависимость начальных и разрядных напряжений воздушных промежутков от температуры, давления и влажности воздуха, от частоты воздействующего напряжения. 9. Влияние твердого диэлектрика на возникн-е и развитие разряда вдоль поверхности диэлектрика в сухих условиях: влияние влажности воздуха, материала диэлектрика, формы электрического поля. Роль поверхностной емкости на возникновение и развитие поверхностного разряда. 10. Развитие разряда вдоль загрязненной и увлажненной поверх-ти изолятора: условия перекрытия, влияние интенсивности увлажнения, формы поверх-ти диэлектрика.11. Изоляция воздушных линий электропередачи, электро-оборудования станций и подстанций. Типы изоляторов и их констру-ктивные особенности. Выбор типа и числа изоляторов ЛЭП на подстанции. Выбор длин воздушных изоляционных промежутков на ЛЭП и ПС. 12. Коронный разряд на воздушной ЛЭП. Уравнение потерь общей короны( Левитова В.И.). Местная корона. Методы расчета потерь при местной короне (по Левитову и по “Руководящим указаниям…”). Расщепленные провода и их характеристика. 13.Экологические аспекты электроустановок высокого напряж-я: напряж-ть эл поля у пов-ти земли, создаваемая ЛЭП; электромагнитные помехи и акустические шумы от коронного разряда; допустимые уровни помех и шумов, доп. Напряженности Эл. поля Внутренняя изоляция 14. Внутренняя изоляция электроустановок станций и подстанций. Основные требования, предъявляемые к внутренней изоляции. Диэлектрики, используемые во внутренней изоляции.15. Виды проводимости жидких и твердых диэлектриков. Зависимость проводимости от температуры, влажности, напряженности электрического поля.  
    Виды поляризации диэлектриков. Зависимость диэлектрической проницаемости поляризацаонных потерь энергии от частоты воздействующего напряжения, температуры. Тангенс угла диэлектрических потерь и его зависимость от температуры, частоты и величины воздействующего напряжения.16. Вольтвременная зависимость электрической прочности внутренней изоляции и основные механизмы пробоя жидких и твердых диэлектриков.17. Методы регулирования электрических полей во внутренней изоляции: уменьшение коэффициента неоднородности электрического поля, градирование изоляции, применение конденсаторных обкладок и полупроводящих покрытий. Комбинированная изоляция (МБИ и БМИ).18. Кратковременная электрическая прочность внутренней изоляции и ее зависимость от длительности импульсов и их многократной повторяемости, от площади поверхности электродов.19. Старение внутренней изоляции: тепловое, механическое, электрическое. Частичные разряды при постоянном и переменном напряжении, их основные характеристики. Методика определения допустимых рабочих напряжений и напряженностей.Напряжения, воздействующие на электрооборудование20 Напряжения, воздействующие на электрооборудование в процессе эксплуатации, (номинальное, наибольшее рабочее, внутренние и грозовые перенапряжения). Заземление нейтралей электрических систем. Понятие координации изоляции. Испытательные напряжения внешней и внутренней изоляции напряжением промышленной частоты, грозовыми и коммутационными импульсами. Методика определения испытательных напряжений. Грозовые Перенапряжения 21. Характеристики грозовой деятельности. Параметры токов молнии. Зоны защиты стержневых и тросовых молниеотводов. Заземление молниеотводов. Допустимое расстояние защищаемого объекта от молниеотвода. 22. Трубчатые и вентильные разрядники, ограничители перенапряжений: конструкции, электрические характеристика. 23. Молниезащита воздушных линий электропередач без тросовой и с тросовой защитой на деревянных и металлических опорах.24. Молниезащита оборудования станций и подстанций от прямых ударов молнии и от грозовых импульсов приходящих по линиям электропередачи. Влияние расстояние между защищаемым объектом и разрядником (ОПН), крутизны грозового импульса на величину напряжения на защищаемом объекте. Определение длины защитного подхода к подстанции (станции) и показателя грозоупорности подстанции. Методика выбора вентильных разрядников и ОПН.Внутренние перенапряжения. 25. Перенапряжения в длинной разомкнутой линии; влияние длины линии, индуктивности источника, короны. Влияние реакторов.