изоляция (1)


1. Формы волн ПН, воздействующих на ПС. Форма кривой перенапряжения обусловливается длиной фронта, длительностью, числом импульсов и временем существования данного перенапряжения. На тупиковой подстанции происходит отражение и увеличение амплитуды падающей волны.
1084580870862UпадUпад–UпадUпад002UпадUпад–UпадUпад
271607683276Uост
tU
00Uост
tU

Вентильный разрядник
100946942545Uост
tU
00Uост
tU

ОПН
2. Волновые процессы на пс при набегании грозовых волн. Причиной возникновения на подстанции опасных перенапряжений от набегающих волн являются грозовые поражения воздушных линий (ВЛ) электропередачи. При ударе молнии в линию на проводах ВЛ образуется волна напряжения, движущаяся в сторону подстанции. Приход волны напряжения на подстанцию приводит к возникновению волнового переходного процесса, в результате которого на изоляции электрооборудования могут возникнуть опасные перенапряжения.
При попадании молнии в ЛЭП образуется канал разряда молнии, проводимость которого становится соизмеримой с проводимостью провода. В этот момент через этот канал начинает протекать ток замыкания . Но затем происходит быстрое охлаждение канала т.к. процесс протекания тока молнии длится лишь несколько десятков микросекунд. Быстрое охлаждение канала ведет к его деионизации т.е. проводимость канала уменьшается. Ток, протекающий через канал, изменяется по синусоидальному закону. В тот момент когда ток проходит через нулевое значение, ионизационный процесс прекращает свое действие и канал самовосстанавливается. Т.о. происходит самопогасание дуги. Вероятность самопогасания дуги напрямую зависит от величины емкости линии. Если емкость имеет большое значение, то появляется так называемая перемежающая дуга, которая приводит к дуговым перенапряжениям, т.к. она то гаснет, то вновь загорается. Дуга в этом случае служит своего рода контактором. Этот случай является самым тяжелым для оборудования ПС или СТ.
3. Защита ПС от волн ГПН набегающих с ЛЭП. Большую опасность для электрооборудования, к которому подключены ВЛ,представляют набегающие волны перенапряжений. От набегающих волн перенапряжений электроустановки защищают четырьмя типами защитных устройств: 1) роговыми разрядниками, 2)трубчатыми разрядниками, 3)вентильными разрядниками, 4) ограничителями перенапряжений, 5)длинноискровыми разрядниками. Наиболее совершенными являются ограничители перенапряжений, но они и самые дорогие. Широкое распространение получаю ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН). ОПН подключается через искровой промежуток и особенно эффективно ограничивают индуктированные перенапряжения. При массовой установке главная проблема ОПН- их высокая цена, для сети 10 кВ примерно 100 долларов США. Однако их применяют в сетях 6…35 кВ вместо вентильных разрядников, но они не обеспечивают эффективную защиту вращающихся машин. ОПН устанавливают параллельно контактам вакуумного выключателя для ограничения перенапряжений, возникающих при отключении электродвигателей и трансформаторов (5,1…6,1UФАЗ).
4. Выбор режима нейтрали эл сети. В зависимости от номинального напряжения нейтраль может быть изолирована или заземлена. При номинальном напряжении 6кВ, 10кВ, 15кВ, 20кВ, 35кВ нейтраль трансформатора делается изолированной, а при напряжении 110кВ и выше – заземленная или эффективно заземленная нейтраль. Основные режимы нейтрали: 1.Изолированная: 6,10,15,20,35 кВ; 2.Заземленная: 110 кВ и выше: эффективное заземление нейтрали – 110, 220 кВ; 3.глухозаземленная нейтраль - 330, 500 кВ и выше.
5.Векторные диаграмы напряжений различных режимов нейтрали сети В сети с изолированной нейтралью векторы напряжений фаз сдвинуты на 60 градусов при симметрии фаз. Для того чтобы напряжение нейтрали было равно нулю необходимо соблюсти условие, которое заключается в том, что углы между векторами напряжений должны быть равны 120 º. Наличие паразитных связей на ЛЭП приводит к изменению диаграммы напряжений, т.е. углы между векторами изменяются, вследствие чего напряжение нейтрали становится не равным нулю.
208915013144500-812808890U3
U2
1200
U1
Uн=0
00U3
U2
1200
U1
Uн=0

6.Харатер ПП в обмотке тр-ра при попадании на нее грозового импульса. Чаще всего переходные перенапряжения возникают вследствие грозовых разрядов вблизи высоковольтных линий передач, подсоединенных к трансформатору, однако иногда грозовой импульс может поразить трансформатор или саму линию передачи. Пиковая величина напряжения зависит от тока грозового импульса, является статистической переменной. Зарегистрированы токи грозового импульса свыше 100 кА. В соответствии с измерениями, проведенными на высоковольтных линиях электропередач в 50 % случаях пиковая величина токов грозового импульса находится в пределах от 10 до 20 кА. Расстояние между трансформатором и точкой воздействия грозового импульса влияет на время нарастания импульса, поразившего трансформатор, чем короче расстояние до трансформатора, тем короче время.
7.Защита от внутренних ПН с помощью резисторов в нейтрали.
Существуют два подхода к способу активного заземления:
1).Высокоомное заземление R=700-1000 Ом: Если I(1)з не большое, то возникает перемежающаяся дуга (то гаснет, то горит). Т.к. у нас есть R дуга не гаснет и сопротивление является ограничителем дуговых и феррорезонансных перенапряжений, при:
если в сети есть нелинейная индуктивность;
если в сети малая активная нагрузка;
если в сети есть несимметрия.
3497580894080Приборы отключения
I(1)3
R0
00Приборы отключения
I(1)3
R0
2).Низкоомные резисторы R 10 Ом. В этом случае должно быть быстрое отключение к.з. При быстродействующей защите это доли секунды.Смещение нейтрали происходит оттого, что существует проводник между нейтралью и землей. Разземление нейтрали предусматривается для уменьшения токов однофазного замыкания на землю.

60833069850I
00I
2). 1).
0
10801356835140I
00I

12611106950075I
00I
12611106950075I
00I

8.Вероятность возникновения ПН в сети с заземл. Нейтралью через дугогасящий ректор. Режим изолированной нейтрали обеспечивает надежное снабжение потребителей, т.к. в этом случае потребитель не чувствует замыкани. При замыкании на землю одной фазы, напряжение в оставшихся здоровых фазах будет равно .0000 Режим ДПЗ оказался очень актуальным в 50-е годы прошлого века, т.к. длины линий в послевоенные годы были короткими, а емкостное значение тока не превышало 5А. При попадании молнии в деревянную опору, она расщепляется и в некоторох случаях может обломаться и провод может упасть на землю. В этом случае возникает режим ДПЗ, который удобен тем, что не происходит прерывания снабжения потребителей. Но после того как длины линий со временем стали увеличиваться, а соответственно и емкость линии, ситуация стала меняться. Те режимы, которые были хороши для коротких линий, были непригодны для длинных линий. Необходимо было искать новые методы. Одним из новых введений стал дугогасящий реактор, который способствовал уменьшению тока КЗ. Дуга гаснет в момент, когда ic=0 или находится в области 0. Когда дуга гаснет, то прочность воздуха быстро восстанавливается Система ДПЗ – два провода земля. Она хороша тем, что если произошло к.з. в какой–либо фазе, потребитель все равно получает питание нормально, т.к. мощность не изменяется.
9.Схема замещения однообмоточного тр-ра. Схему замещения трансформатора можно представить следующим образом.
7620035015Схема замещения в индуктивном виде
C
L
K
U0
U0Uпад00Схема замещения в индуктивном виде
C
L
K
U0
U0Uпад

Для расчета это вид не очень удобен, поэтому нужно использовать дифференциальный вид 13335008216900lxU0
00lxU0
13335008216900lxU0
00lxU0
.

10.Распределение напряжение по емкостям обмотки в начальный момен времени. В t=0 заряжаются емкости ближние к входу и в меньшей мере заряжаются дальние емкости. Чем дальше емкость, тем меньше она заряжается. Входная емкость не равняется геометрической. Контур многочастотный, т.к. параметры элементов разнообразны.
Рассмотрим два случая:
3792855206375lt(1,1-1,2)U
U0
t=
t=0
U
00lt(1,1-1,2)U
U0
t=
t=0
U
-59690186055ltt=
t=0
2U0
U0
U
00ltt=
t=0
2U0
U0
U

Нейтраль изолирована Нейтраль заземлена:Это применяется в основном на трансформаторах 500 кВ и выше.
11.что есть входная емкость тр-ра. При подходе волны перенапряжения к зажимам трансформатора напряжение на них вследствие большой крутизны фронта волны очень быстро возрастает. Скорость этого процесса настолько велика, что ток, создаваемый электрическим зарядом волны, из-за большой индуктивности обмотки сначала проходит не по виткам обмотки,, а по ее емкостной цепи (рис. 17-9, б). Поэтому в момент подхода волны трансформатор в целом действует как некоторая емкость Свх, называемая входной емкостью. Процесс заряда емкостей цепи обмотки (рис. 17-9,6) при подходе волны длится доли микросекунды. Этот процесс называется зарядом входной емкости, а устанавливающееся в результате его распределение потенциалов или напряжения вдбль цепи обмотки — начальным распределением напряжения. В .начале этого процесса (рис. 17-10) напряжение волны на зажимах трансформатора падает до нуля, а затем волна отражается и напряжение на зажимах возрастает до двукратного значения амплитуды волны UА.
12.Волновой процесс перераспределения градиентов.
13.Каким образом распределение напряжения в уст. режиме зависит от способа заземления нейтрали обмотки тр-ра.
14.Особенности ПП в обмотках авт-ра?
15.Какой случай наиболее опасен для золяции автотр-ра,приход грозовой волны со стороны высокого или среднего напряжения? Если в системе с эффективно заземленной нейтралью включить понижающий АТ с незаземлённой нейтралью, то при замыкании на землю одной фазы в сети СН на последовательную обмотку этой фазы будет воздействовать полное напряжение вместо , напряжение выводов обмотки СН возрастёт примерно до , резко увеличится напряжение, приложенное к обмоткам неповреждённых фаз. Аналогично будет при подключении повышающего АТ.Такие перенапряжения недопустимы, поэтому нейтрали всех АТ глухо заземляются. В этом случае заземления на линии со стороны ВН и СН не вызывают опасных перенапряжений, однако в системах ВН и СН возрастают токи однофазного КЗ.
16.Защита тр-в и авт-в от волн грозовых ПН набегающих с ЛЭП? ТР-Р:Трансформаторы, работающие в сети с изолированной нейтралью, выпускают с ослабленной изоляцией нейтрали, т.к. это очень экономично. Поэтому нужно ставить защитный аппарат. АВТ-Р: Установка защитного аппарата со стороны НН необходимо в случае, если обмотка может оказаться ненагруженной. Между обмотками, имеющими трансформаторную связь, также существует емкостная связь и за счет этого происходит емкостная трансформация импульса в обмотку НН со стороны ВН (СН). ОПН со стороны НН устанавливается в том случае, если обмотка НН окажется в ненагруженном режиме.
-250371-292736ОПН–500
220
ОПН–220
ОПН–10
500
U0
СН
ltВН
Uвн0
t=
t=0
U
Uсн0
2Uсн0
t=
t=0
СН
ltВН
4Uсн0
t=
t=0
U
00ОПН–500
220
ОПН–220
ОПН–10
500
U0
СН
ltВН
Uвн0
t=
t=0
U
Uсн0
2Uсн0
t=
t=0
СН
ltВН
4Uсн0
t=
t=0
U
ав-р:
17.В чем принципиальное отличие защиты ОПН от ВР? В отличии от РВ ОПН является постоянно под нагрузкой и через него течет ток утечки. При прохождении тока молнии ОПН нагревается, и это может привести к необратимым последствиям. Поэтому ОПН выбирают не только по току молнии, но и по току к.з. Раньше использовали разрядники РВМГ – разрядник вентильный с магнитным гашением. В нем дуга вращается в магнитном поле и гаснет быстрее, т.к. она тратит энергию на механическое движение. При этом увеличивается длина дуги и поверхность охлаждения. Со временем этого стало не достаточно. Чтобы уменьшить дугу, нужно увеличить ток гашения Iгаш при неизменном напряжении гашения Uгаш, поэтому характеристика уходит вниз.Стали использовать разрядники РВРД и РВТ. В них сохраняется принцип магнитного поля и еще дуга затягивается в щели из газогенерирующего материала. Из-за этого цены на разрядники стали очень быстро расти.
302260-322580РВ
UОПНостI
Iкоор=15кА
Iгаш1
IгашUгашUост
U
iрвв-с. х. ИП
UпрUостU
00РВ
UОПНостI
Iкоор=15кА
Iгаш1
IгашUгашUост
U
iрвв-с. х. ИП
UпрUостU

10801356546850РВ
UОПНостI
Iкоор=15кА
Iгаш1
IгашUгашUост
U
iрвв-с. х. ИП
UпрUостU
00РВ
UОПНостI
Iкоор=15кА
Iгаш1
IгашUгашUост
U
iрвв-с. х. ИП
UпрUостU
10801356546850РВ
UОПНостI
Iкоор=15кА
Iгаш1
IгашUгашUост
U
iрвв-с. х. ИП
UпрUостU
00РВ
UОПНостI
Iкоор=15кА
Iгаш1
IгашUгашUост
U
iрвв-с. х. ИП
UпрUостU

Тогда стали использовать ОПН. ОПН пропускает очень легко ток молнии и создает ему очень большое сопротивление. В основе ОПН ледит окись цинка.Первые ОПН использовали неохотно, т.к. они выделяли газ и взрывались. Встала задача надежной герметизации ОПН. Несмотря на это ОПН очень удобны, т.к. они компактны.
4245431724Р.Н.Н.
М.Н. ОПН
К.П.
Г.П.
4
3
2
1
1000
100
10
104
100
10-4
10-6
I, А
U, кВСхема замещения ОПН
00Р.Н.Н.
М.Н. ОПН
К.П.
Г.П.
4
3
2
1
1000
100
10
104
100
10-4
10-6
I, А
U, кВСхема замещения ОПН

18.Составляющие тока протекающие через ОПН в норальном режиме?
19.От каких факторовзависит пропускная способность ОПН по току?
Для разных участков схема замещения ОПН разная.
2. 3. 4.
-1270101600С
RzL
С
RnL
R
L
00С
RzL
С
RnL
R
L

408305132080РВ
UОПНостI
Iкоор=15кА
Iгаш1
IгашUгашUост
U
iрвв-с. х. ИП
UпрUостU
00РВ
UОПНостI
Iкоор=15кА
Iгаш1
IгашUгашUост
U
iрвв-с. х. ИП
UпрUостU

Rв обусловлено неизменной во всей области воздействующих напряжений проводимостью, определяемой температурой отрезка.Rn обусловлено проводимостью и определяющее ВАХ всего резистора в области рабочих напряжений и перенапряжений.Rв определяется объемным сопротивлением гранул оксида цинка и представляет собой проводимость нелинейного резистора при больших значениях тока.L следует учитывать в режимах быстрорастущих больших импульсных токов.307530595250ZnO10-3 мм
00ZnO10-3 мм
Примерная структура материала:
нелинейного варистора
Нелинейность и стабильность характеристики зависит от наличия и состава других материалов керамики, режима обжига материалов, от температуры варистора и окружающей среды и формы, протекающего через резистор тока.
20.Схема сети для расчета тока однофазного замыкания на землю при нейтрали сети заземленной через резистор?
21.Какие виды внутренних ПН наиболее опасны в сетях с изолированной нейтралью? Классификация внутренних перенапряжений:1.Коммутационные 2.Резонансные.
Источником внутренних перенапряжений является генератор самой системы. Т.к. мощность генераторов нормирована, то и перенапряжения не могут быть .
22.Какие виды комутационных Пн характерны для сетей с заземленной нейтралью? Коммутационные перенапряжения в литературе часто называют перенапряжениями переходного режима. Они существуют сравнительно малое время, но по сравнению с грозовыми перенапряжениями в сотни раз больше.
Коммутационные перенапряжения при включении ненагруженной ЛЭП.
В этом случае потребитель не пострадает, но можно повредить коммутационное оборудование.
Коммутационные перенапряжения при отключении:
ненагруженной ЛЭП:Оставшаяся энергия распределяется между L и С и начинается волновой процесс.
ненагруженных трансформаторов и реакторов.
Коммутационные перенапряжения при АПВ.
23.Основные параметры комутационных ПН? При выполнении каких условий возникают эти ПН?
24.методы и способы ограничения комутациных ПН.
25.Какие виды резонансных Пн характерны для сетей 110-220 Кв? У установившихся перенапряжений частота совпадает с частотой сети.
Ударный коэффициент перенапряжений:

Коэффициент установившегося режима:
kпер=kудkуст
Установившиеся перенапряжения в литературе называют резонансными. Их длительность может достигать несколько секунд. Бороться с резонансными перенапряжениями очень сложно, т.к. из-за их длительного воздействия выделяется большое количество энергии и не один защитный аппарат не выдерживает этого.
26.Для каких Лэп свойственны резонансные ПН за счет емкостного эффекта?Способы их ограничения? На линиях 330 кВ и выше являются опасными перенапряжения за счет емкостного эффекта линии. Они возникают только в ненагруженных линиях, т.е. в момент каких-то компенсаций. Такие перенапряжения ограничивают реакторами. При изолированной нейтрали напряжение на здоровых фазах при перенапряжении увеличивается в раз, а при заземленной нейтрали в 1,4 раза.
27.Условия возникновения феррорезонансных ПН?
Они возникают, если выполняются условия:
наличие нелинейной индуктивности L;
несимметричный режим;
r0.
Контур, в котором возникают феррорезонансные перенапряжения можно представить в виде:
-12509554610Uэ
C
r=0
L
00Uэ
C
r=0
L

28.Способы ограничения феррорезонансных ПН?
-47897158043
2
1
003
2
1

Феррорезонансные перенапряжения в сетях с глухозаземленной нейтралью: При кз феррорезонанса не возникает, т.к. появляются большие потери.Представим , что произошел обрыв провода без падения на землю (допустим вблизи подстанции).У неповрежденных фаз стекание тока на землю есть, но он очень маленький.прИМЕНЯются ОПН,РВ.
Uэ=1,5Uф – наиболее распространенный случай в сетях с изолированной нейтралью, так что разрядники и ОПН в этом случае не помогут. Поэтому либо вообще не допускать такого случая (программные мероприятия), либо добавить активное сопротивление. Реле нужно в тех случаях, когда нельзя работать без разомкнутого трансформатора.
1555115349250
б
в
а
UC
UL
–Uэ
+Uэ
00
б
в
а
UC
UL
–Uэ
+Uэ
В настоящее время добавляют в нейтраль резистор, и характеристика принимает вид:
29.Графоаналитический метод анализа феррор-х ПН?
30.Почему оборудование с элегазовой изоляцией может быть установленно на РУ,как в густонаселенных,так и в пустынныхи в прибрежных районах? Элегаз химически крайне инертен и, при отсутствии в нем примесей, абсолютно безвреден для человека. Безвреден элегаз и в смеси с воздухом.. Безопасная доза для человека – не более 1 % содержания газообразного элегаза в воздухе. Поскольку элегаз тяжелее воздуха и плохо улетучивается, он накапливается в нижней части помещений, подвалах, в кабельных каналах, и, следовательно, в этих местах может образовываться концентрация элегаза в воздухе больше допустимой. Чистый элегаз не разлагается до температуры 800 оС и не взаимодействует с металлами до высокой температуры. Даже при температуре около 500 оС элегаз не действует на стекло, не реагирует с Н2, О2 и с другими активными веществами, не взаимодействует с медью. Диэлектрики не изменяют свои свойства в атмосфере чистого элегаза. высокая диэлектрическая прочность элегаза позволяет сократить изоляционные расстояния при небольшом рабочем давлении газа, в результате этого уменьшаются масса и габариты электротехнического оборудования. Это, в свою очередь, дает возможность уменьшить габариты ячеек КРУЭ, что очень важно
31.Формула,физические и химические свойства элегаза? Электротехнический газ (элегаз) – шестифтористая сера (SF6), в газообразном состоянии бесцветный, без запаха, негорючий, неядовитый и взрывобезопасный, представляет собой газ с шестифтористыми молекулами: в центре молекулы расположен атом серы и на равном расстоянии от него в вершинах правильного октаэдра располагаются шесть атомов фтора. В нем содержится 21,95 % серы и 78,05 % фтора. Его молекулярная масса 146,06. Плотность элегаза при = 273 К и Р = 0,1 МПа составляет 6,56 кГ/м3. Абсолютная диэлектрическая постоянная а = 1,0021. Критические давление и температура элегаза, при которых граница между газом и жидкостью стирается, составляют 3,71 МПа и 318,7 К. Эти значения определяют критическую точку – элегаз находится в парообразном состоянии. Молекула элегаза представляет собой высококомпактное и высокосимметричное образование сильно электроотрицательных атомов с большой молекулярной массой. При этом образуются малоподвижные, тяжелые отрицательные ионы, которые медленно разгоняются электрическим полем. В центре молекулы расположен атом серы, и на равном расстоянии от него в вершинах правильного октаэдра располагаются шесть атомов фтора. Это определяет высокую эффективность захвата электронов молекулами, их относительно большую длину свободного пробега и слабую реакционную способность. Элегаз не стареет, т. е. не меняет своих свойств с течением времени, при электрическом разряде распадается, но быстро рекомбинирует, восстанавливая первоначальную электрическую прочность.
Недостатком элегаза является переход из газообразного состояния в жидкое при относительно высоких температурах. При атмосферном давлении (примерно 0,1 МПа) температура сжижения элегаза tсж ≈ -64 оС, соответственно при 0,4 МПа tсж ≈ -40 оС, при 1,25 МПа tсж ≈ 0 оС32.В каких случаях применяются блоки PASS,в чем их преимущество? В настоящее время в связи с процессом реконструкции старых подстанций, а также для строительства новых подстанций фирмой АВВ были разработаны высоковольтные электроустановки, называемые PASS (система “штепсель – выключатель”). Сущность этой установки заключается в том, что в одном, относительно небольших размеров, электроаппарате нашли место несколько коммутационных электроаппаратов. Таким образом, в блок PASS входят шинный и линейный разъединители, непосредственно сам выключатель, трансформатор тока и напряжения (выполнены в комбинированном виде), а также заземляющие ножи. Такая сконцентрированность стала возможной благодаря применению элегаза в качестве изолирующей среды. Блоки PASS собираются и испытываются до установки на месте. Также оборудование изготавливается только под заказ, на месте установки остается только включить его под напряжение, поэтому здесь имеет место простое “штекерное” присоединение, а такая система называется “штепсель выключатель”.
Таким образом, можно выделить следующие преимущества блоков PASS:
1)лучшая управляемость основными фондами:
а) снижение капитальных затрат – это затраты на сам аппарат, его транспортировку, установку, отчуждение земли;
б) снижение эксплутационных затрат – это затраты на содержание ремонтной бригады, проведение ремонтов, как в случае с традиционным РУ (при применении PASS снижение эксплуатационных затрат происходит посредством перехода от техобслуживания, основанного на времени эксплуатации, к основанному на условиях работы – это самоконтроль электроники, постоянный мониторинг плотности элегаза, самоконтроль всех устройств);в) повторное использование ячеек – PASS легко вписывается в ячейки любых электрических схем ОРУ и ЗРУ, оставляя нетронутым основные сооружения, сводя к минимуму объем строительно-монтажных работ;
2) простота:
а) несколько функций в одном модуле – это комбинированный трансформатор тока и напряжения, комбинированный разъединитель – заземлитель, выключатель;
б) собран и испытан до установки на месте;
в) простое «штекерное» присоединение – все действия после установки сводятся к простому «воткни» и включи;
3)повышенная готовность:
а) подвижные части под напряжением находятся внутри корпуса;
б) совершенная технология выключателя;
в) мониторинг и диагностика;
г) минимальное время простоев;
4)неограниченные возможности:
а) открытая архитектура системы позволяет использовать оборудование РЗ и автоматики других производителей;
б) возможны любые конфигурации (системы шин).
В качестве примера в табл. 5.1 приведены параметры ячейки PASS на напряжение 300 кВ33.На какие номинальные напряжения выполняются кабели с полиэтиленовой изоляцией?
34.В чем преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена по сравнению с кабелями из бумажно-маслянной изоляцией?

Приложенные файлы

  • docx 4904816
    Размер файла: 744 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий