Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Перенапряжение и молниезащита

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 04.06.13. Сдан: 2013. Страниц: 39. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


ФБОУ ВПО «НОВОСИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА»
 
 
 
Кафедра « Электроэнергетические системы и электротехника (ЭСЭ) »
 
Дисциплина «Перенапряжение и молниезащита»
 
 
РЕФЕРАТ
  на тему
«Перенапряжение и молниезащита»
 
Вариант 7
 
 
 
Факультет: Заочный
Группа: ЭМ – 08
Шифр: 08-105
Выполнил:
Синицкий А.
Преподаватель:
д-р техн.наук, профессор
Горелов Валерий Павлович  
 
 
 
Новосибирск - 201
Содержание
  С.                    Введение………………………………………………………………………………………3
      Вольт-секундные характеристики и их значение при координации изоляции. Координация изоляции по внутренним перенапряжениям и по рабочему напряжению. (вопрос 7)………………………………………………………..11
      Заземление и конструктивное выполнение молниеотводов. (вопрос 17)…..16
      Перенапряжения при отключении конденсаторных батарей. (вопрос 27)…21
      Феррорезонансные напряжения.(вопрос 31)………………………………….26
      Основные схемы измерения в высоковольтной технике.(вопрос 11)……….29
      Трубчатые и вентильные разрядники.(вопрос 18)……………………………33
      Технические мероприятия по молниезащите подстанций.      
 Молниезащита электрических машин.(вопрос21…………………………....37
      Испытательные напряжения для изоляции линий электропередачи и
подстанционного оборудования.
 Координация изоляции  по атмосферным перенапряжениям (вопрос 6)…...47
Ответы на письма в редакцию…………………………………………………………..….51     Заключение………………………………………………………………………………..…55
Список реферативно использованной литературы…………………………………….…57
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Введение
Техический прогресс в современную эпоху измеряется не только достижениями в области космоса и электроники, но и ростом производства электроэнергии. Развитие электроэнергетики опережает развитие всех других отраслей промышленности и, следовательно, служит показателем общего роста индустриальной мощи страны. С ростом производства электроэнергии растут потоки мощности в электрических сетях и расстояния, на которые эти мощности передаются. Соответственно растут и напряжения электрических сетей и отдельных электропередач. Экономисты отмечают прямую связь между энергообеспеченностью, т.е. ежедневным потреблением всех видов энергоресурсов, и национальным доходом, приходящимся на душу населения. Так, например, первобытный человек, имевший в своем распоряжении только энергию собственных мускулов W0, ежедневно расходовал около 107 Дж (2500 ккал); в 1920 г средняя энергообеспеченность составляла 3 W0; в 1967 г - 12 W0. В передовых странах мира, в больших масштабах использующих энергию угля, нефти и газа, рек, атомную энергию, энергообеспеченность превысила 40 W0. В настоящее время в США она превышает 80 W0 и есть все основания ожидать, что в 2005 году в ряде стран энергообеспеченность превысит 200 W0.
Достигнутая энергообеспеченность послужила фундаментом для создания современной цивилизации. Причиной зависимости человека от энергии могут послужить последствия крупной аварии в энергосистеме на Севере СШАв ноябре 1965 г, парализовавшей на значительное время жизнь 15% населения страны, и жестокие энергетические кризисы 70-х и 90-х годов настоящего столетия.
Потребление и выработка  электроэнергии, являющейся наиболее совершенным промежуточным видом  энергии, а также доля ее в мировом  энергобалансе, неуклонно растут. Предполагается, что к 2005 году мировая выработка  энергии превысит 32 тыс. ТВт?ч.
Огромные возможности  решения энергетической проблемы открыла  ядерная физика. Вклад ядерной  энергетики в 2000 году оценивается в 1000 ГВт. Так как применение ядерных  реакторов на тепловых нейтронах  не обеспечивает решения энергетической проблемы из-за ограниченности разведанных  запасов рентабельных урановых руд, то более перспективными являются применение реакторов-размножителей, работы по созданию и совершенствованию которых проводятся в России, США, Англии и Франции. Работая на быстрых нейтронах, такие реакторы позволяют не только получать энергию, но и перерабатывать уран-238 в плутоний-239, а торий-232 - в уран-233, которые используются в качестве ядерного топлива. Это позволяет эффективно использовать природные урановые и ториевые руды. Ожидается, что в XXI веке на помощь традиционным и атомным станциям придут электростанции, использующие термоядерный синтез.
Энергетика России имеет  прочную базу для своего развития. Однако сравнительно низкий коэффициент полезного действия современных  электростанций, различная стоимость добычи и неравномерность распределения энергоресурсов по территории страны, неравноценные технико-экономические возможности и рентабельность транспортировки угля, нефти, газа и линий электропередачи (по этому показателю на первом месте - нефтепроводы, а на последнем - линии электропередачи) диктуют развитие энергетики при компромиссе между максимальной экономией энергоресурсов и минимуме затрат. В 1959 - 1961 гг. на территории СССР началась эксплуатация двухцепной линии 500 кВ Волжская ГЭС - Москва и одноцепной линии этого же класса напряжения Волжская ГЭС - Златоуст. Включена под напряжение опытно-промышленная электропередача 750 кВ Конаково - Москва и проведена подготовка к освоению линии электропередачи 1150 кВ. Принимая во внимание удвоение выработки электроэнергии примерно за 10 лет, есть все основания полагать, что к 2005 году суммарная мощность некоторых объединенных энергосистем (ОЭС) приблизится к 100 ГВт. Для передачи больших мощностей на значительные расстояния увеличивают номинальное напряжение линий электропередачи (П) переменного тока, что является основным фактором по удешевлению ЛЭП и улучшению их основных характеристик. Однако, опыт проектирования и исследования последних лет привели к выводу, что безграничный рост номинального напряжения у воздушных ЛЭП переменного тока, для которых воздух достаточно надежно служил изолирующей средой, невозможен. Поэтому в настоящее время проводится анализ современных и перспективных возможностей кабелей и ЛЭП постоянного тока; оцениваются техническая осуществимость и возможные характеристики линий электропередачи новых типов (газовых, криогенных и СВЧ), которые сравнительно мало известны.
Создание энергетических систем высокого и сверхвысокого  напряжения требует решения сложных  научно-технических проблем, среди  которых можно выделить комплекс вопросов, касающихся электрической  изоляции. Этот комплекс вопросов, объединенных единой целью – обеспечить безаварийную работу изоляции всех элементов системы, связан с изучением весьма разнородных физических процессов и относится к электрофизике высоких напряжений.
Рассмотрим основные вопросы, решаемые в Технике высоких напряжений (ТВН) и задачи, стоящие перед ней. В нормальных рабочих режимах  на изоляцию воздействует фазное напряжение. В переходных режимах, возникающих  при включении и отключении элементов  сети и коротких замыканиях в установившихся режимах, возникают так называемые внутренние перенапряжения. При грозовых разрядах в сетях возникают атмосферные  перенапряжения. Так как возможность  нарушения изоляции зависит от состояния  самой изоляции, то нельзя указать  определенной нижней границы, при которой  повышение напряжения становится перенапряжением  и, следовательно, термин «перенапряжение» имеет качественный характер.
Величины перенапряжений характеризуются их кратностью по отношению  к фазному напряжению Uф
                                               (1.1)
 
Чем выше номинальное напряжение сети, тем меньшая кратность «k»  нормируется для изоляции. Это  объясняется тем, что с ростом «k» растет и доля стоимости изоляции в общей стоимости оборудования и линий, а для их удешевления  необходимо снижение уровня допустимых перенапряжений. Для обеспечения  нормальной работы электрических систем необходимо применять определенные средства грозозащиты, предотвращающие повреждения изоляции. Известными средствами грозозащиты являются молниеотводы надежно заземленные металлические провода или стержни, расположенные вблизи защищаемого объекта. На линии очень высокого напряжения в качестве молниеотводов применяются заземленные провода (тросы), подвешиваемые на опорах выше фазовых проводов. Несмотря на то, что защита тросами резко уменьшает вероятность появления на изоляции перенапряжений, но полностью ее не устраняет. Поэтому, помимо молниеотводов в целях грозозащиты применяются специальные защитные аппараты - разрядники и нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН).
В переходных режимах возникают  так называемые внутренние перенапряжения. Закон изменения во времени внутренних перенапряжений может быть самым  разнообразным, а длительность их изменяется от сотых долей секунды до нескольких секунд.
Прочность электрической  изоляции, как правило, уменьшается  при увеличении длительности воздействия  напряжения. Поэтому, одинаковые по амплитуде  грозовые и внутренние перенапряжения представляют неодинаковую опасность  для изоляции. Таким образом, уровень  изоляции нельзя характеризовать одной  величиной выдерживаемого напряжения, т.е. другими словами, выбор необходимого уровня изоляции невозможен без тщательного  анализа возникающих в системах перенапряжений и наоборот: оценка опасности данного перенапряжения не может быть выяснена без знания основных электрических характеристик изоляции.
Необходимо отметить, что  в процессе эксплуатации естественно  изоляция стареет. Это вызывает снижение уровня изоляции, и она может быть пробита, вызвав тем самым аварию. Для своевременного обнаружения  дефектов в изоляции должна быть разработана  система эксплуатационных испытаний  изоляции, которые называются профилактическими  испытаниями.
Фактическая электрическая  прочность многих изоляционных конструкций определяется электрической прочностью воздуха, знание которой приобретает принципиальное значение. Основным недостатком газовой изоляции является ее низкая электрическая прочность.
Электрическая прочность  возрастает с увеличением давления и при глубоком вакууме.
С точки зрения изоляции газ должен удовлетворять следующим  требованиям:
- быть химически инертным  и при ионизации не должен  выделять химически                          активных элементов;
- обладать низкой температурой  сжижения;
- обладать большой электрической  прочностью и высокой теплопроводностью;
- иметь низкую стоимость.
В последнее время серьезное  внимание уделяется различным газам, имеющим электрическую прочность  значительно большую, чем у воздуха. Относительная электрическая прочность некоторых из этих газов приведена в табл. В. 1
 
Таблица 1- Относительная  прочность некоторых газов
0
Наименование газа
    Воздух
    Водород
    Азот
    Элегаз (гексафторид серы)
    Фреон (дихлордифторметан)
    Трихлорфторметан
    Тетрахлорметан
 
H2
N2
SF6
CClF2
CCl3F
CCl4
1,0
0,6
1,0
2,9
2,5
4.5
6,3
 

 
Широкое применение в качестве изолирующей среды получили фреон  и элегаз, недостатком которых является выделение при ионизации химических веществ, вызывающих коррозию металлических деталей конструкции и большая стоимость. Идеальный газ абсолютно не проводит электрического тока, так как состоит из нейтральных молекул. В реальных газах за счет внешних воздействий (космические лучи, ультрафиолетовое излучение солнца, радиоактивное излучение почвы и т.п.) имеется определенное количество ионов и электронов, сообщающих газу проводимость.

Рисунок 1.1 - Зависимость тока в газе от приложенного напряжения
При приложении к газовому промежутку с плоскими электродами  постоянного напряжения обеспечивается направленное движение ионов
вдоль силовых линий поля, создающих ток в цепи (рисунок 1).
На участке 0-1 при повышении  напряжения ток возрастает за счет ионов, большая часть которых  достигает электродов не рекомбинировав в промежутке. При возрастании напряжения наступает режим насыщения (участок 1 - 2), когда ионы в промежутке не рекомбинируют. Участок 2-3 свидетельствует о начавшемся процессе ионизации в газе под действием электрического поля и характеризуется увеличением тока. Скачкообразное увеличение тока при некотором напряжении (U0), называемом разрядным напряжением, свидетельствует о качественном изменении состояния газа, и он из диэлектрика превращается в проводник.
Известно, что высокую  проводимость газ может приобретать  только в особом состоянии, называемом плазмой. Плазма это квазинейтральный газ (четвертое состояние вещества), когда значительная часть молекул газа ионизирована. Количество положительных и отрицательных зарядов в единице объема плазмы практически одинаково, причем носителями положительных зарядов являются ионы, а носителями отрицательных зарядов ионы и электроны.
Таким образом, разряд в газе сопровождается переходом в состояние  плазмы всего пространства между  электродами или его части. Устанавливающийся при этом в промежутке режим может приобретать различные качества в зависимости от вида электродов, мощности источника и давления газа. Можно назвать следующие основные виды разряда:
Тлеющий разряд возникает в промежутке при малых давлениях газа, когда плазма даже при высокой степени ионизации не может приобрести большую проводимость из-за недостаточного числа молекул газа в единице объема. Тлеющий разряд обычно занимает все пространство между электродами (газосветные трубки, лампы дневного света).
Искровой разряд образуется в промежутке при достаточно больших давлениях газа р и расстояниях между электродами (pS> 1000 см Ч мм рт.ст.) в случае, если мощность источника питания невелика или, если напряжение приложено к промежутку на очень короткое время. Дуговой разряд является последующей стадией искрового разряда при большой мощности источника. Проходящий через промежуток большой ток способствует разогреву канала проводящей плазмы и дальнейшему возрастанию его проводимости. Процесс дугового разряда достаточно длительный и характеризуется высокой температурой и значительной степенью ионизации газа.
Коронный разряд является своеобразной формой разряда, характерной  для резко неоднородных полей, когда  ионизация возникает только в  небольшой области возле электродов. При этом между электродами промежутка не возникает сквозного проводящего  канала, что исключает возможность  прохождения большого тока независимо от давления газа и мощности источника. Таким образом, образование коронного  разряда не означает полной потери газовым промежутком изолирующих  свойств.
 
 
 
 
 
 
1. Вольт-секундные характеристики и их значение при координации изоляции. Координация изоляции по внутренним перенапряжениям и по рабочему напряжению. (вопрос 7)
 
 
При снижении уровня изоляции влияние рабочего напряжения повышается не только с точки зрения его взаимосвязи  с воздействиями грозовых импульсов, но и с точки зрения обеспечения  надежности изоляции при длительном воздействии рабочего напряжения.
 В связи с этим  возникают следующие вопросы: 
Каким может быть предельно  допустимое значение рабочей напряженности  в изоляции.
Может ли влиять достаточно высокая рабочая напряженность  на электрическую прочность изоляции при воздействии импульсных перенапряжений.
Как обеспечить проверку изоляции относительно длительного воздействия  рабочего напряжения при выпуске  трансформатора на заводе - изготовителе.
 
Для решения первого вопроса  были проведены специальные исследования на моделях изоляции, воспроизводивших наиболее напряженные зоны при различных (возможных в эксплуатации) условиях в части температуры и влагосодержания [3].
 

 
Рисунок 2.1 Вольт-секундная характеристика маслобарьерной изоляции
Результаты этих исследований показаны на рис. 7, где  дана вольт-секундная
 характеристика маслобарьерной  изоляции (основной вид изоляции, применяемый в трансформаторах  сверхвысокого напряжения).
 Исследования при воздействии  напряжения длительностью до 1000 ч показали, что электрическая  прочность главной изоляции в  этом диапазоне длительностей определяется, как и при кратковременных воздействиях, электрической прочностью прилегающего к обмотке масляного канала, которая, в свою очередь, зависит от величины средней напряженности в канале, его ширины и конструкции дистанцирующих изоляционных деталей. Нарушение электрической прочности при всех исследованных длительностях происходит в виде пробоя канала, регистрирующегося как мощный частичный разряд (ЧР), интенсивность которого равна (1 - 5)-10-7 Кл.
 Перед пробоем канала  не наблюдается постепенного  роста интенсивности ЧР выше  уровня помех, равного (2,5 •  10-11 - 5 • 10-10) Кл.
 Отсюда следует сделать  вывод, что при указанном времени  воздействия напряжения процессы  ионизации, происходящие в малых  объемах масла в местах повышенной  напряженности, еще не оказывают  влияния на электрическую прочность  масляного канала и не участвуют  в подготовке его пробоя, т.е.  вольт-секундная характеристика  в этом диапазоне определяется  статистическими явлениями.
 Экстраполируя вольт-секундную  характеристику до времени, равного  сроку службы трансформатора (25 лет), и принимая соотношение допустимой  и минимальной напряженностей  то же, что и при переменном  одноминутном воздействии, получаем, что длительная электрическая  прочность маслобарьерной изоляции, соответствующая этому времени,  составляет 0,8 одноминутной прочности  для всех исследованных конструкций  изоляции.
 Известно, что при длительном  воздействии электрического поля  на масляную и бумажную изоляцию (картон) происходит разложение их  составляющих, вследствие протекания  процессов слабой ионизации и  токов проводимости с выделением  газов, воды и шлама. При  воздействии напряжения переменного  тока наиболее существенное влияние  на снижение электрической прочности  изоляции, из числа вышеназванных  продуктов разложения, могут оказать  газы.
 В масле работающего  трансформатора всегда имеется  определенное количество растворенных  газов, которые попадают в него  путем диффузии с его поверхности и возникают внутри трансформатора в результате термических и ионизационных процессов старения изоляции. Часть этих газов абсорбируется примесями, имеющимися в масле, а также твердой изоляцией и металлическими поверхностями, погруженными в масло.
 Растворенный в масле  и абсорбированный различными  примесями газ может стать  причиной снижения электрической  прочности внутренней изоляции  трансформатора, если он переходит  в пузырьковое состояние. Газ  в масле в растворенном состоянии  и в пузырьках может существовать  одновременно в основном в  тех случаях, когда жидкость  перенасыщена газом. При небольших  колебаниях давления вероятность  выделения абсорбированного газа  существенно выше, чем растворенного.  Волокна и твердая изоляция  особенно эффективно абсорбируют  газы, выделяющиеся из внутреннего  источника, и очень слабо поглощают  газ, поступающий путем диффузии  через поверхность масла.
 
При длительном воздействии  рабочей напряженности на изоляцию необходимо выполнение условий, при  которых объемная концентрация газа в масле не должна превышать концентрации газа, соответствующей насыщенному  маслу.
 Для изучения процессов  газовыделения при длительном воздействии электрического поля с напряженностью, близкой к допустимой, рассчитанной по вольт-секундной характеристике, были проведены специальные исследования.
 Исследования показали, что в качестве допустимой  напряженности в ближайшем к  обмотке масляном канале, в средней  части между обмотками, может  быть принято значение, равное 50 кВ/см. При больших значениях напряженности были выявлены процессы газообразования с нарастанием в течение времени концентрации.
 Исследования с наложением  коммутационных импульсов на  напряжение промышленной частоты  показали, что при напряжении  промышленной частоты, соответствующем до 55% среднего значения одноминутной прочности, не выявлено его влияния на прочность при коммутационном импульсе. При напряжении промышленной частоты, соответствующем 70% одноминутной прочности, пробой при коммутации импульса инициировал пробой при напряжении промышленной частоты.
 Исследования показали, что в маслобарьерной изоляции, не имеющей случайных (производственных) дефектов, начальная стадия нарушения  прочности представляет собой  пробой масляного канала, отмечаемый  как сильные ЧР, имеющие уровень  (кажущийся заряд единичного разряда) 10-8 - 10"7 Кл. Производственные дефекты  (нарушение сборочных допусков, газовые  включения в твердом диэлектрике  и т. п.) вызывают, как правило,  местные неоднородности поля. Частичные  разряды возникают при напряженности,  существенно меньшей, чем пробивная;  начальная стадия — несильные  ЧР уровня 10 "9 - 10-10 Кл.
 Изоляция должна отбраковываться,  если при Uпов измерен уровень ЧР, вызывающий при длительном воздействии рабочего напряжения необратимые изменения (повреждения) в изоляции.
 На основании отечественных  исследований, с учетом зарубежных  публикаций, следует считать, что  при длительном воздействии рабочего  напряжения недопустимы ЧР уровня 10-9 Кл. Такие ЧР представляют собой,  например, начальную стадию повреждения  главной изоляции обмотки в  месте, где за ее поверхность  выступает, касаясь изоляционного  цилиндра, межкатушечное соединение. В этом и других подобных случаях „слабые” скользящие разряды вдоль изоляционного барьера за время от десятков часов до одного часа (в зависимости от ряда факторов) вызывают в твердом диэлектрике повреждения, которые могут привести к его полному перекрытию.
 Испытание изоляции  для выявления дефектов, способных  при рабочем напряжении вызвать  ЧР уровня 10-9 Кл, должно проводиться  при напряжении Uпов, превышающем рабочее напряжение (кратность Uпов по отношению к рабочему напряжению обозначаем кпов). Это превышение должно учитывать разброс напряжения возникновения ЧР, обусловливаемый статистическим характером прочности трансформаторного масла, а также возможность снижения прочности изоляции в эксплуатации по сравнению с прочностью во время заводского испытания.
 По данным наших  исследований возможное в эксплуатации  увеличение влагосодержания изоляции, по сравнению с влагосодержанием  при испытании трансформатора  на заводе, повышает разброс напряжения  возникновения ЧР с уровнем  10-9 Кл и снижает среднее значение  этого напряжения.
 Полученные данные  могут быть следующим образом  учтены при выборе кпов. Для трансформаторов с силикагелевым осушителем и термосифонным фильтром
 
                   (2.1)
Где
1,3 и 2,3 — коэффициенты, соответствующие (при нормальном  распределении) 90% вероятности отбраковки  при приемо-сдаточном испытании  трансформатора с дефектом изоляции  и 99% вероятности невозникновения ЧР уровня 10-9 Кл в эксплуатации при рабочем напряжении;
0,08 и 0,1 —коэффициенты  вариации напряжения возникновения  ЧР соответственно в условиях  испытания и эксплуатационных, определенные  из исследования;
0,95 — коэффициент, учитывающий  снижение в эксплуатации среднего  значения напряжения возникновения  ЧР.
 Для трансформаторов  с более совершенными системами  защиты изоляции от увлажнения  аналогичные расчеты выявляют  возможность применения кПОВ со значениями меньшими 1,5, вплоть до 1,3.
 Таким образом, рассмотренные  выше особенности координации  изоляции силовых трансформаторов  со сниженным уровнем изоляции  позволят более обоснованно подойти  к выбору уровня испытательных  напряжений и проверки качества  изоляции при длительном воздействии  рабочего напряжения.
 
 
2. Заземление и конструктивное выполнение молниеотводов. (вопрос 17)
 
Токоотвод присоединяют к  контуру заземления сваркой или  болтами.
Если несколько молниеотводов, имеющих свои контуры заземления, связаны между собой (например, устанавливаемые  на крыше), токоотводы присоединяют к  контурам заземления через болтовые соединения, чтобы иметь возможность  проверить сопротивление растеканию каждого контура.
Если верхние слои грунта имеют значительно меньшее сопротивление  растеканию, чем нижние, то выбирается поверхностная конструкция контура  заземления, и наоборот.
Если заземление молниеотвода выполняется несколькими стержнями  или полосами, то сопротивление его  при стекании тока молнии можно рассчитать по формуле
Монтажная организация представляет: акты на выполнение скрытых работ (заземления и фундаменты, труднодоступные для  осмотра элементы молниезащиты — токоотводы, молниеприемники, опоры).
При приеме в эксплуатацию после ремонта (или испытания) устройств  молниезащиты представляется следующая документация: ведомость выборочной проверки на прочность соединений заземляющего контура с токоотводящими спусками и проверки на степень поражения коррозией молниеприемников, токоотводов и заземлений; ведомости выполненных ремонтных работ по восстановлению необходимых параметров молниезащиты; протоколы замеров сопротивления растеканию тока промышленной частоты всех заземлителей.
При капитальном ремонте  сооружений молниезащиты производят следующий работы: проверку состояния элементов заземляющего устройства путем выборочного осмотра находящихся в земле и полностью всех остальных элементов в пределах их доступности к осмотру; проверку цепи между контуром заземления и заземляемыми элементами; проверку надежности соединений заземлителей с заземляющими устройствами; измерение переходного сопротивления заземляющего устройства.
При текущем ремонте проверяют  состояние элементов заземляющего устройства, наличие цепи между контуром заземления и заземляемыми элементами, измеряют переходное сопротивление  заземляющего устройства.
Проверка работоспособности  схем управления, сигнализации, приборов электроавтоматики и системы возбуждения, крепления деталей и узлов агрегата, исправности заземления.
Текущий ремонт — выполняется  объем работ осмотра и, кроме  того: проверка крепления электродвигателя, проверка крепления обмотки статора, исправности заземления, исправности  работы охлаждения и вентиляции, чистка и частичная разборка электродвигателя со снятием крышек, продувка его  сжатым воздухом, проверка крепления  и ремонт вентилятора, подтяжка контактных соединений ошиновки в коробе и кабелей 6 кВ, чистка изоляторов в коробе и проходных изоляторов в нише кабельных вводов.
При текущем ремонте —  проверка крепления электродвигателей, подшипников, исправности заземления, степени нагрева и состояние  корпуса и подшипников, правильности выбора плавких вставок предохранителей  и уставок автоматов; исправности работы охлаждения.
При техническом осмотре  трансформаторов должны быть проверены: показания термометров и мановакууметров; состояние кожухов трансформаторов и отсутствие течи масла, соответствие уровня масла в расширителе по температурной отметке; состояние маслоохлаждающих и масло-сборных устройств, состояние изоляторов; состояние ошиновки и кабелей; состояние сети заземления; состояние термосифонных фильтров и влагопоглощающих патронов; состояние трансформаторного помещения.
При текущем ремонте выполняется  объем работ осмотра и, кроме  того: очистка изоляторов и бака, проверка измерительных и защитных устройств; проверка состояния всех уплотнений и спускного крана; проверка исправности мембраны выхлопной  трубы, спуск грязи из расширителя  и доливка масла; проверка исправности  заземления, покраска трансформатора и ошиновки (при необходимости), ревизия  вентиляторов обдува, электрические испытания.
); наличие течи масла  и состояние кожухов трансформаторов;  состояние ошиновки и кабелей,  отсутствие нагрева контактов;  состояние цепи заземления.
Текущий ремонт — проверка крепления трансформаторов, отсутствие следов перегрева токоведущих частей контактов и трансформаторного  железа; отсутствие течи масла, очистка  всех частей трансформатора; проверка исправности заземления; долив или смена масла; электрические испытания.
Технический осмотр — наружный осмотр всех узлов и сборок; проверка исправности ограждений и замков, проверка исправности заземления и  освещения.
Текущий ремонт — очистка  от пыли, грязи и копоти; удаление брызг металла с изоляционных деталей; проверка затяжки болтов, винтов и гаек; удаление старой смазки и  нанесение новой; проверка состояния  зазоров, зачистка подгоревших контактов, чистка дугогасительных камер; проверка механизма свободного расцепления; проверка работы блок-контактов и конечных выключателей дополнительных и максимальных расцепи-телей; проверка исправности заземления, проверка состояния проводок.
Текущий ремонт — наружный осмотр сетей заземления; измерение  сопротивления растекания контура  заземления, измерение сопротивления  металлической связи заземления между заземленным оборудованием и магистралью заземления.
Капитальный ремонт — выполняется  объем работ текущего ремонта  и, кроме того: проверка отдельных  стыков (с выборочным вскрытием грунта); замена отдельных участков сети заземления; окраска сетей и при необходимости  закладка нового заземления взамен старого; измерение полного сопротивления  петли «фаза — нуль» в установках напряжением до 1000 В с глухим заземлением нейтрали.
Измерение сопротивления  заземления опор с выборочным вскрытием  отдельных элементов заземления
Текущий ремонт — выполняется  объем работ осмотра и, кроме  того: проверка исправности корпуса  силовой сборки и его герметичности; исправности запоров; подтяжка креплений  элементов в сборке (панели); осмотр всей схемы; проверка исправности заземления; проверка отсутствия видимых повреждений  ошиновки, рубильников, автоматов, предохранителей, магнитных пускателей, кабелей, в  том числе контрольных; протирка и зачистка рабочих контактов; пров'ерка соответствия установок автоматов и предохранителей нагрузке.
При текущем ремонте должны выполняться: очистка от ныли, грязи  и копоти; удаление брызг металла  с изоляционных деталей; проверка состояния  зазоров, зачистка подгоревших контактов; чистка дугогасительных камер; проверка работы механизма свободного расцепления; проверка работы блок-контактов п конечных выключателей дополнительных и максимальных расцепителей; проверка исправности заземления.
Капитальный ремонт — проводятся все операции текущего ремонта, кроме  того: производится частичное вскрытие грунта и проверка контуров заземления, по необходимости производится усиление контура заземления; замена (по необходимости) снижающих проводов и штырей молниеприемников; замена неисправных вентильных и трубчатых разрядников; электрические измерения и испытания в полном объеме.
Конструктивное выполнение молниеотводов и заземлений.
При этом производятся: внешний  осмотр генератора, коммутационной ивспомогательной электроаппаратуры и кабелей распределительного устройства электростанции; измерения сопротивления изоляции обмоток генератора, возбудителя и кабелей; проверка положения и осмотр вала генератора и возбудителя; проверка зазоров в подшипниках и затяжки гаек крепления подшипников; проверка зазоров междужелезного пространства генератора и возбудителя; измерение сопротивления изоляции коммутационной аппаратуры и измерительных трансформаторов и опробование трехкратным включением и отключением на рабочее напряжение; проверка взаимного положения ротора и статора в аксиальном положении, а также центровки генератора с двигателем; проверка схемы первичной и вторичной коммутации; проверка защиты и автомата гашения поля; проверка состояния измерительных приборов, их опробование на щитах; проверка аппаратуры синхронизации и регулирования напряжения; испытание электрической прочности изоляции обмоток генератора, кабелей и распределительного устройства 6 и 10 кВ; измерение сопротивления рабочего и защитного заземления; проверка фа-зировки генераторов и присоединенных к ним трансформаторов и сетей; измерение омического сопротивления обмоток статора, ротора и возбудителя; опробование генератора и возбудителя при совместной работе на холостом ходу и при нагрузке; опробование генератора при работе в течение 72 ч с номинальной нагрузкой, с контролем нагрева его обмоток и железа; снятие характеристик холостого хода и короткого замыкания генератора.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Перенапряжения при отключении конденсаторных батарей.
(вопрос 27)
В настоящее время батареи  конденсаторов широко применяются  в электрических системах.
При отключении конденсаторной батареи (рис. 7), так  же как и при отключении ненагруженной  линии, емкостный ток обрывается в момент максимума напряжения на конденсаторе и напряжение между  контактами выключателя изменяется в соответствии с кривой U2 на рис. 3, б. Благодаря этому имеется вероятность повторного зажигания, которое сопровождается колебаниями с амплитудой 2Uф. В процессе этих колебаний напряжение на батарее достигает 3Uф.

Рисунок 3.1 Упрощенная схема отключения батарей конденсаторов
 
Современные конденсаторные батареи комплектуются обычно последовательно-параллельным соединением отдельных секций, каждая из которых защищается предохранителем. Поэтому в батареях практически  не бывает полных коротких замыканий, что позволяет применять выключатели  облегченного типа с очень большой  скоростью восстановления напряжения, исключающей возможность повторных  зажиганий.
Меры ограничения внутренних перенапряжений
 
Применение вентильных разрядников. Вентильный разрядник является аппаратом, который вступает в действие, когда напряжение в точке его установки превышает пробивное напряжение искровых промежутков, и ограничивает перенапряжения на изоляции до допустимого уровня.
Наибольшие перенапряжения возникают на разомкнутом конце  линии. Там же могут быть установлены  реакторы поперечной компенсации, конденсаторы связи, выключатели, разъединители, трансформаторы напряжения. Для их защиты вблизи линейного разъединителя со стороны линии устанавливают комбинированный вентильный разрядник c повышенной пропускной способностью. На него возлагается задача ограничения как коммутационных, так и грозовых перенапряжений.
При коммутационных перенапряжениях  амплитуда тока через разрядник  после пробоя его искрового промежутка обычно не превышает 1,5…2 кА, однако в силу значительной длительности перенапряжения энергия, рассеиваемая в нелинейном сопротивлении, на несколько порядков превосходит энергию грозового импульса. Условия гашения дуги в разрядниках при коммутационных перенапряжениях получаются более тяжелыми, чем при грозовых. На рис. 8 показаны кривые напряжения в точке подключения разрядника и тока через разрядник. Когда мгновенное значение напряжения на разряднике достигает пробивного напряжения искрового промежутка, происходит подключение его нелинейного сопротивления к фазному проводу (точка a). При прохождении напряжения и тока разрядника через нуль, искровой промежуток обрывает ток. В следующий полупериод разрядник может сработать вновь (точка b), если напряжение на нем растет быстрее, чем восстанавливающаяся прочность его искрового промежутка; при этом напряжение второго и всех последующих пробоев меньше, чем в первый полупериод.

Рисунок 3.2 Работа вентильного разрядника при коммутационных перенапряжениях:
1 – кривая  напряжения при переходном процессе; 2 – ток через разрядник
 
Напряжение, при котором  повторные пробои больше не происходят, должно быть меньше напряжения гашения Uгаш. Срабатывание разрядника должно прекратиться после затухания переходного процесса, но установившееся напряжение Uуст может значительно превышать фазное напряжение за счет емкостного эффекта или несимметрии. Обычно электрическую прочность искровых промежутков характеризуют напряжением гашения Uгаш.
Поэтому напряжение гашения  коммутационных разрядников должно быть значительно выше, чем у грозозащитных  разрядников, а коэффициент гашения  kгаш = Uпр/Uгаш должен быть значительно ниже.
Для разрядников РВМК отношение Uгаш и пробивного напряжения искровых промежутков Uпр равно h = 0,7; в разрядниках РВМКП  
h = Uгаш/Uпр = 0,9. Надежное дугогашение гарантируется, если установившееся напряжение не превышает hUпр.
В табл. 2 приведены  максимальные значения Uy,max в сетях 330…750 кВ, в которых коммутационные разрядники в состоянии погасить дугу. Если установившееся напряжение Uy,max превышает значения, приведенные в табл. 1, то разрядник будет срабатывать многократно, что обычно недопустимо. Поэтому для надежной работы разрядника снижают установившееся напряжение установкой реакторов поперечной компенсации, подключаемых наглухо или через искровой промежуток.
 
Таблица 2 - Допустимые значения установившегося напряжения.
Uном, кВ
Uпр/Uф.max
Uу.max/Uф.max
h = 0,7
h = 0,9
330
2,5
1,4
1,8
500
2,3
1,3
1,7
750
2,0
1,15
1,5

 
Установка вентильных разрядников  для защиты от коммутационных перенапряжений производится по концам линий электропередачи, так как наибольшие перенапряжения возникают на разомкнутом конце. Пробивное напряжение искровых промежутков разрядника должно быть ниже уровня допустимых перенапряжений для установленного по концам линии оборудования и линейной изоляции с достаточной степенью надежности.
Применение  реакторов с искровым присоединением. Глухое присоединение реакторов, обеспечивающих снижение установившегося напряжения при коммутациях, имеет существенный недостаток. Он состоит в том, что глухое присоединение приводит к дополнительным потерям реактивной мощности в нормальных режимах передачи больших мощностей. Поэтому может быть применено включение реакторов через искровой промежуток, шунтированный выключателем (рис. 9).

Рисунок 3.3 Схема электропередачи с реактором, включенным  
через искровой промежуток
 
При возникновении  перенапряжений, превышающих уставку искрового промежутка Uпр , последний пробивается и подключает к линии реактор, обеспечивая соответствующее снижение Uу . Для ограничения теплового воздействия дуги на электроды промежуток между ними шунтируют выключателем, включающимся от сигнала релейной защиты, которая срабатывает при появлении тока в реакторе. Эффективность действия реактора, подключаемого через искровое присоединение с точки зрения ограничения коммутационных перенапряжений тем больше, чем меньше пробивное напряжение Uпр, искровых промежутков. Нижний предел пробивного напряжения искрового промежутка реактора выбирается по условию отстройки от срабатываний промежутка при повышении напряжения в режиме качаний. При этом учитывается разброс пробивных напряжений. Если принять возможное повышение напряжения при качаниях порядка (1,1…1,2) Uф.мах и разброс пробивного напряжения искрового промежутка 0,2 Uпр (что отвечает открытому искровому промежутку), то нижний предел пробивного напряжения 0,2Uпр »(1,35…1,5) Uф.max..
Эффективность действия реактора с искровым промежутком  зависит от характера переходного процесса. В табл. 3 приведены данные, показывающие влияние реактора на установившееся и максимальное напряжения.
 
Таблица 3 - Значения перенапряжений в линиях с реакторами
Uу.max/Uф.max
Umax/Uф.max
при отсутствии реактора
при наличии  
реактора
глухое  
присоединение
искровое  
присоединение
1,5
1,3
1,81
1,92
1,9
1,6
2,83
2,92

 
Управление  моментом включения выключателя. Значение перенапряжений, возникающих при включении линии, зависит от фазы ЭДС j в момент включения. Для каждой частоты свободных колебаний электропередачи можно указать такой угол включения, когда возникающее перенапряжение будет минимально. Исключение представляет только случай резонанса (w = w1), когда при любой фазе включения коэффициент kуд  = 1.
Возможность управления моментом включения выключателей высокого напряжения в значительной мере определяется конструкцией выключателя и его системы управления.
Разброс во времени  при управляемом включении не должен превышать 
1 мс. Такие требования могут быть выполнены, например, в воздушных выключателях со светооптической и механической системами управления.
Применение  шунтирующих сопротивлений в выключателях. Эффективным средством для ограничения возникающих перенапряжений, служит сопротивление, встраиваемое в выключатели. Принципиальная схема выключателя с шунтирующим сопротивлением показана на рис. 10.

Рисунок 3.4 Применение выключателя с шунтирующим резистором:
ГК – главные  контакты; ВК – вспомогательные  контакты
 
Такой выключатель имеет  две системы контактов: ГК – главные  контакты и ВК – вспомогательные. При включении линии первыми замыкаются контакты ВК, тем самым вводя последовательно с линией сопротивление Rш . Соответствующим подбором значения Rш можно существенно демпфировать колебания напряжения в переходном процессе. Спустя некоторое время, обычно через 1,5…2 периода промышленной частоты, замыкаются контакты ГК, заканчивая операцию включения линии.
 
4. Феррорезонансные напряжения.(вопрос 31)
 
  Чтобы проанализировать  процессы, которые происходят при  феррорезонансе напряжения, рассмотрим электрическую цепь, состоящую из последовательно соединенных катушки с ферромагнитным сердечником и конденсатора (рис. 4.1).

 
Рисунок 4.1 Простейшая электрическая цепь для исследования феррорезонанса напряжений: L - катушка с ферромагнитным сердечником; C - конденсатор.
 
С учетом принятых допущений  напряжение  на катушке и напряжение  на конденсаторе по фазе прямо противоположны друг другу. Напряжение  на зажимах цепи равно абсолютному значению разности напряжений на катушке и конденсаторе , причем возможно как преобладание  над , так и над . На рис. 4.2 приведены зависимости напряжения на элементах цепи от тока. Зависимость напряжения на катушке от тока представляется кривой , а зависимость напряжения на конденсаторе от тока  - наклонной прямой линией, проходящей через начало координат. Когда указанные зависимости не пересекаются - резонанс в цепи не возникает. Если же конденсатор имеет такую емкость, что прямая  пересекается с кривой , то после вычитания из ординат кривой соответствующих ординат прямой получается кривая , определяющая значения общего напряжения при разных значениях тока. Точка пересечения кривой  с осью абсцисс (ток ) является точкой резонанса напряжений, так как в этой точке напряжения ,  равны и взаимно компенсируются. Так как действующее напряжение - положительная величина, то кривая  совпадает с кривой только при . При кривая  представляет собой зеркальное отражение кривой .

 
 
Рисунок 4.2 Зависимости напряжения на элементах цепи и действующего напряжения от тока:  Uc- напряжение на конденсаторе;UL  - напряжение на катушке; U - разность напряжений на катушке и конденсаторе;U - действующее напряжение на зажимах цепи;Io - точка резонанса напряжений.
  На практике из-за  потерь в стали и в сопротивлении  обмотки, а особенно из-за искажения  формы кривых тока и напряжения  кривая  приобретает вид, приведенный  на рис 3. Данная кривая имеет  несколько участков. При плавном  повышении напряжения питания  от нуля до  (участок характеристики  0-1) ток по фазе отстает от напряжения . В точке происходит скачок, при котором ток резко возрастает до значения, соответствующего точке 2 и начинает опережать напряжение по фазе , т. е. происходит опрокидывание фазы. Дальнейшее возрастание напряжения (участок характеристики 2-3 и выше) сопровождается плавным увеличением тока. Уменьшение напряжения до значения U3 вызывает срыв, который сопровождается резким уменьшением тока и соответствует переходу из точки 4 в точку 5.
 

 
Рисунок 4.3 Реальная кривая действующего напряжения на зажимах цепи от тока
.
Некоторому значению напряжения источника  на характеристике соответствуют три значения тока ,  и . Точке соответствует ток, который протекает в цепи при повышении напряжения от значения меньшего, чем , до значения . Точке соответствует ток, получающийся при снижении напряжения от значения большего, чем , до значения . Точка , лежащая в промежутке между точками скачкообразного изменения тока (точки 1 и 4), не может быть достигнута при питании цепи от источника напряжения. Характеристику при всех значениях тока можно получить в случае питания цепи не от источника напряжения, а от источника тока.
 
5. Основные схемы измерения в высоковольтной технике.(вопрос 11)
 
Измерение постоянных токов  до 6000 А обычно производится при помощи приборов магнитоэлектрической системы с шунтами.
Шунты на большие токи становятся громоздкими, тяжелыми и дорогими, так, например, шунт типа 75ШС 6000 А весит 24 кг. Кроме того, применение шунтов на большие токи не обеспечивает достаточной точности и мощность потерь в них велика, например, в упомянутом шунте при номинальном напряжении 75 мВ мощность потерь 6 000 А х 0,075 В = 450 Вт. Поэтому для измерения больших постоянных токов применяются трансформаторы постоянного тока, которые изготавливаются на номинальные первичные токи от 7,5 до 70 кА при вторичном токе 5 А.
 

 
 
Рисунок 5.1 Шунт B6 - номинальный ток 1A - 15кA - падение напряжения 100мВ
 
Схема трансформатора постоянного тока дана на рис. 5.2
Трансформатор постоянного  тока состоит из двух одинаковых замкнутых  сердечников, на каждый из которых наложено по две обмотки. Сердечники изготовлены  из пермаллоя.
Измеряемый постоянный ток  проходит по первичным обмоткам, соединенным  последовательно. Две вторичные  обмотки, соединенные между собой последовательно (или параллельно), через выпрямитель присоединяются к источнику питания с переменным напряжением.
Вторичные обмотки соединены  так, что в течение первого  полупериода переменного тока i2 вторичная н. с. i2w2 в первом сердечнике имеет встречное направление по отношению к первичной н. с. i1w21 а во втором сердечнике направления первичной и вторичной н. с. совпадают. В течение второго полупериода, наоборот, в первом сердечнике направления н. с. совпадают, а во втором они будут иметь встречные направления.
 

 
 
Рисунок 5.2 Схема измерительного трансформатора постоянного тока
 
При наличии постоянного  измеряемого тока в первичной  цепи трансформатора тока во вторичной  цепи будет проходить переменный ток с прямоугольной формой кривой, а в диагонали мостовой выпрямительной схемы, в которую включен измерительный  механизм, будет проходить постоянный ток. Изменение величины измеряемого  тока вызовет изменение первичной  н. с. F=i1wl.
Измеряя вторичный ток  и умножая его на действительный коэффициент трансформации, получим  действительное значение первичного тока.
 

 
 
Рисунок 5.3 Характеристики трансформатора тока: а - кривая намагничивания; б - кривая тока во вторичной цепи; в - кривая тока в измерителе.
 
Измерение больших переменных токов, как правило, производится амперметрами электромагнитной, ферро-динамической, электродинамической систем, включаемых через измерительные трансформаторы тока, которые изготавливаются на номинальные первичные токи до 25 кА.
Применяющееся в некоторых  случаях включение амперметров  непосредственно в рассечку проводов или шин (без трансформаторов  тока) при напряжениях в цепи выше 500 В должно быть выполнено так, чтобы обеспечивались безопасность обслуживания и удобство наблюдения за показаниями прибора. Амперметры в таких случаях часто изолируются от земли путем установки их на изоляторах.
В цепях высокого напряжения независимо от рода тока и частоты  надо стремиться включать амперметр  в участок цепи с потенциалом, равным или близким к потенциалу земли, потому что в противном  случае создается опасность для  экспериментатора и обслуживающего персонала, могут возникать дополнительные погрешности от электрического поля, создаются неблагоприятные условия  для работы изоляции прибора, которая  в этом случае должна находиться в  соответствии с рабочим напряжением  измеряемой цепи.
В высоковольтных цепях постоянного  тока напряжение можно измерять:
1) вольтметрами магнитоэлектрической  системы, которые изготавливаются  на номинальные напряжения до 6 кВ,
2) вольтметрами электростатической  системы, которые изготавливаются  на номинальные напряжения до 100 кВ,
3) применяя измерительные  трансформаторы напряжения постоянного  тока.
На рис. 5.4 дана схема измерительного трансформатора постоянного напряжения. Первичные обмотки трансформатора, соединенные последовательно с добавочным сопротивлением, подключены к измеряемому напряжению. Вторичные обмотки, соединенные параллельно, через выпрямитель присоединяются к источнику питания с переменным напряжением. В диагонали выпрямительной схемы включен измерительный механизм.
 
 
 

Рисунок 5.4 Схема измерительного трансформатора постоянного напряжения
 
В цепях высокого напряжения переменного тока измерение напряжения, как правило, производится вольтметрами с номинальным напряжением 100 В, включаемыми через измерительные трансформаторы напряжения. В этом случае, с одной стороны, отпадают трудности изготовления приборов непосредственно на высокое напряжение, с другой — устраняется опасность для обслуживающего персонала при работе с измерительными приборами, присоединенными непосредственно к проводам высокого напряжения.
В высоковольтной технике  для измерения высоких напряжений часто пользуются специальными электростатическими  вольтметрами, шаровыми разрядниками, клидонографами, электронными осциллографами. Два последних из указанных приборов применяются преимущественно для  измерения импульсов напряжения.
 
 
 
 
6. Трубчатые и вентильные разрядники.(вопрос 18)
 
 
Через хорошо заземленный  искровой промежуток вслед за импульсным током, возникающим после пробоя перенапряжением, проходит сопровождающий ток нормальной частоты (50 Гц), обусловленный  рабочим напряжением. Разрядник  должен обладать способностью быстро погасить сопровождающий ток после исчезновения перенапряжения. Для этого разрядник снабжают помимо искрового промежутка последовательно включенным с ним специальным элементом, обеспечивающим гашение сопровождающего тока.
Гашение сопровождающего  тока обеспечивается двумя способами: в трубчатых разрядниках - специальным дугогасительным устройством;
в вентильных разрядниках - активными сопротивлениями с  нелинейной (зависящей от приложенного напряжения) характеристикой (рис. 2, а).
Нелинейная характеристика (рис. 6.1, б) должна быть такой, чтобы при перенапряжениях сопротивление разрядника было малым. При рабочих напряжениях сопротивление разрядника должно быть большим, чтобы гасился сопровождающий ток.
 

 
Рисунок 6.1 Вентильный разрядник: а - схема; б - защитная характеристика
 
Трубчатые разрядники применяются  как основное средство для защиты изоляции линии электропередачи  и как вспомогательное средство защиты изоляции оборудования подстанций. Они выполняются с номинальными напряжениями 6, 10, 35 кВ.
Основной частью разрядника является трубка из твердого газогенерирующего  диэлектрика (фибра, фибробакелит у разрядников серий РТ, РТФ; винипласт - у разрядников серии РТВ). Разрядник (рис. 3) имеет 2 искровых промежутка: внешний (3) и внутренний (2). Внешний изолирует трубку от постоянного соприкосновения с токоведущей частью, находящейся под напряжением. При пробое искровых промежутков под воздействием высокой температуры электрической дуги трубка 1 разлагается и генерирует газ (в основном водород), облегчающий гашение электрической дуги. Необходимость гашения дуги объясняется тем, что после прохождения перенапряжения по искровым промежуткам проходит сопровождающий ток разрядника, обусловленный рабочим напряжением электрической сети и имеющий частоту 50 Гц. Поэтому в обозначении разрядника, кроме букв, присутствует дробь, где числитель указывает номинальное напряжение, а знаменатель - пределы сопровождающего тока, успешно отключаемого разрядником. Например,  обозначает: трубчатый разрядник на 10 кВ, отключающий сопровождающий ток (равный току КЗ) от 0,5 до 7 кА.
 

 
Рисунок 6.2 Устройство трубчатого разрядника
 
Вентильные разрядники предназначены  для защиты от атмосферных перенапряжений оборудования электростанций и подстанций, главным образом, силовых трансформаторов. Основными элементами разрядника являются многократные искровые промежутки и соединенные последовательно с ними нелинейные сопротивления в виде дисков из вилита. Термин «нелинейное сопротивление» означает, что сопротивление зависит от проходящего по нему тока. Сопротивление вилита уменьшается при возрастании проходящего по нему тока. Вилит не влагостоек, поэтому его помещают в герметизированный фарфоровый корпус. Для защиты подстанций используют разрядники серий РВП (разрядник вентильный подстанционный) и РВН (разрядник вентильный низковольтный). Устройство вентильного разрядника показано на рис. 6.3
 

 
Рисунок 6.3 Устройство вентильного разрядника серии РВП
 
Разрядник работает следующим  образом. При перенапряжениях искровые промежутки 3 пробиваются, и по вилитовым дискам блока 4 ток проходит в землю. Сопротивление вилита резко уменьшается и перенапряжение на оборудование подстанции не поступает. При исчезновении перенапряжения сопротивление вилита возрастает, дуга в искровом промежутке гаснет, и ток через разрядник не проходит. Специальная защита воздушных линий от атмосферных перенапряжений не устанавливается, так как молния может ударить в линию в любой ее точке. Все воздушные линии оборудуются устройствами АПВ, т. к. после КЗ, вызванного перенапряжением, и отключения линии, ее изоляционные свойства восстанавливаются. Поэтому повторное включение линии оказывается в большинстве случаев успешным. В настоящее время широкое распространение получают ограничители перенапряжений (ОПН), представляющие собой нелинейные активные сопротивления без специальных искровых промежутков. ОПН обычно изготовляют путем спекания оксидов цинка и других металлов. В полученной после спекания поликристаллической керамике кристаллы окиси цинка имеют высокую проводимость, а межкристальные промежутки, сформированные из оксидов других металлов, имеют высокое сопротивление. Точечные контакты между кристаллами окиси цинка, возникающие при спекании, являются микроваристорами, т. е. имеют так называемые р-n переходы. Защитная характеристика ОПН имеет вид, близкий к нелинейной характеристике вентильного разрядника (рис. 2, б). Однако оксидно-цинковые сопротивления имеют значительно более высокую нелинейность, чем вилитовые сопротивления. Благодаря этому в ОПН нет необходимости использования искровых промежутков. Выпуск вентильных разрядников в нашей стране прекращен в 90-е годы из-за высокой трудоемкости производства и настройки искровых промежутков. При том существенно расширена номенклатура выпускаемых ОПН. Достоинствами ОПН, по сравнению с вентильными разрядниками, являются взрывобезопасность, более высокая надежность, снижение уровня перенапряжений, воздействующих на защищаемое оборудование, и возможность контроля старения сопротивлений по току в рабочем режиме. Существенным недостатком ОПН и вентильных разрядников является невозможность обеспечения с их помощью защиты от квазистационарных перенапряжений (резонансные и феррорезонансные перенапряжения, смещение нейтрали при перемежающейся электрической дуге). Не следует забывать, что при длительных перенапряжениях происходит интенсивное старение ОПН, и они могут отказать, т. е. повредиться.
7.Технические мероприятия по молниезащите подстанций. Молниезащита электрических машин.(вопрос 21)
 
Грозозащита станций и подстанций
По экономическим соображениям уровень изоляции подстанционного  оборудования ниже уровня изоляции линий  электропередач. Из этого следует, что с линий передачи на подстанцию могут набегать волны перенапряжения, опасные для подстанционного оборудования. Перекрытие изоляции электрооборудования подстанции связано с отключением части подстанции и возможным погашением целого района. Грозозащита подстанции должна быть существенно более надежной, чем грозозащита линий. Она включает в себя следующие обязательные виды защиты:
1) от прямых ударов молнии в подстанцию;
2) от перекрытий при ударах молнии в заземленные конструкции
подстанции;
3) от волн, приходящих с линий;
4) от ударов молнии в подходы линии к подстанции.
Расчетное число лет безаварийной работы подстанции определяется:
 
М 1 ( 1 2 ), = b1 + b2                     (3.1)
 
где b - число прорывов молнии мимо молниеотводов;
b1 – число обратных перекрытий с заземлителя на установку;
b1 – число высоких потенциалов, вызванных волнами набегающими с линии.
Учитывая, что поражаемость 1 км2 расчетной площади равна 0,067
за один грозовой час, получаем число ударов в молниеотводы подстанции при средней грозовой деятельности 30 грозовых часов:
 
N=S•0,067•30=2(a+6h)•(b+6h)•10-6 1/ год,        (3.2)
 
где а – ширина подстанции; в – длина; h – высота молниеотвода.
 
В целях экономии металла  и упрощения устройства ОРУ молниеотводы устанавливаются на конструкциях подстанции, осветительных мачтах и крышах зданий. Однако, при такой установке вследствие удара молнии может возникнуть перекрытие гирлянды из-за высокого импульсного напряжения между опорой и проводом; или перекрытие можетпроизойти по воздуху между молниеотводом и оборудованием. Возникает также опасность пробоя в земле между заземлением отдельно стоящего молниеотвода и заземлителем всей подстанции. Для защиты от этих перекрытий необходимо иметь малое импульсное сопротивление заземления молниеотводов и соответствующую импульсную прочность гирлянд изоляторов и воздушных промежутков. Для подстанции 35 кВ приемлемый показатель грозоупроности не может быть обеспечен при высоком удельном сопротивлении грунта.
Вэтом случае предусматривают отдельно стоящие молниеотводы с обособленными заземлителями, которые электрически не связаны с заземлителем подстанции (рис. 7.1).
 

 
Рисунок 7.1. Пути обратного перекрытия с отдельно стоящих молниеотводов на
заземлитель или  оборудование подстанции где: 1 – заземлитель  молниеотвода;
2 – заземлитель  подстанции.
Потенциал индивидуального  заземлителя не должен превышать  пробивного напряжения в земле между  заземлителем молниеотвода и заземлителем ОРУ.
При отдельно стоящих молниеотводах  не рекомендуется присоединять тросы  к порталам подстанции, а защита последнего пролета производится стержневыми  молниеотводами. Особую трудность представляет защита от перекрытий изоляции обмоток  трансформатора 6...35кВ. При невозможности  установки отдельно стоящих молниеотводов  приходится устанавливать их на трансформаторном портале. Необходимо при этом выдерживать  расстояние вдоль заземляющей полосы от молниеотвода до корпуса трансформатора 20...40 м и возможно ближе к трансформатору установить РВ, присоединив их к  заземлению междумолниеотводом и трансформатором. Набегающая на подстанцию с линии волна перенапряжения под действием импульсной короны имеет сглаженный фронт волны с максимальной амплитудой, не превышающей разрядного напряжения изоляции линии. Защита подстанционной изоляции от этих волн осуществляется вентильными разрядниками. Если разрядник установлен рядом с изоляцией (несколько метров), то напряжение на изоляции (С) равно напряжению на РВ. Так как характеристики РВ скоординированы с импульсными характеристиками изоляции, то изоляция защищена от грозовых перенапряжений. Но на подстанциях разрядник должен защищать всю изоляцию ОРУ, в общем случае находящуюся на расстоянии l от разрядника (рис.6.2).
 

Рисунок 7.2. Простейшая расчетная схема для определения перепада напряжения между РВ и изоляцией
 
МеждуРВ и изоляцией возникает перепад напряжения Du, зависимость которого от параметров схемы и волны рассмотрены на схеме(рис. 7.3).

 
Рисунок7.3. Кривые напряжения на
разряднике uр и изоляции uс
 
 Набегающая волна имеет  косоугольную форму с фронтом  длиной tфр и крутизной фронта a=u0/tфр. Волновой процесс в схеме разделяется на две стадии– до и после срабатывания РВ.
До срабатывания РВ волна  проходит мимо него без преломле-
ния. Напряжение на емкости:
uc=2a[t-T(1-e-t/T)]         (3.3)
 
где T=zC. ЕмкостьС сглаживает фронт волны.
Напряжение на РВ до прихода  отраженной от емкости волны, т.е. домомента t=2t(t=l/C), изменяется по закону up=2at. При t>2? напряжение up находится наложением волны 2at и отраженной волны от емкости волны.
Максимальное напряжение на емкости (изоляции), определенное по пробивному напряжению РВ (uпр) равно:
U(1)cm=uпр+?u                  (3.4)
Значение ?u определяется построением на рис.6.3. В случае
uпр<u* напряжение на изоляции не достигнет uпр. Вэтом оказывается бла-
гоприятный эффект емкости С. При времени t>t* напряжение на изоля-
ции уже выше uпр. По мере заряда емкости перепад напряжения стремит-
ся к значению:
?u = 2a?
Из этого следует, что  ?u тем меньше, чем меньше крутизна набегающей волны (а) и расстояниеl, а также чем больше емкость защищаемой изоляции. Таким образом, разрядник на подстанции имеет определенную зону защиты, зависящую от характеристик изоляции и РВ и параметров набегающей волны. При прямом ударе молнии в провода или при обратном перекрытии в месте удара возникает волна, фронт которой может быть принят практически прямоугольным. После пробега расстояния L фронт волны под действием импульсной короны удлиняется с нулевого значения по длине
tфр
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.