Анализ применения ограничителей перенапряжений в электросетях 0,38-110 кВ
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
? величины линейного напряжения и не представляют опасности для электрооборудования.
Если L >Lnp, то повышение напряжения определяется:
На рис. 3.5 приведена обобщенная зависимость фазного напряжения на линии Uфл от тока намагничивания трансформатора Iм с изолированной нейтралью при обрыве фазы этой линии (отпайки от нее). Параметры зависимости приведены в о.е.: напряжения - по отношению к номинальному напряжению трансформатора и тока - по отношению к номинальному току намагничивания трансформатора (току холостого хода).
По двум точкам строят зависимость напряжения на емкости линии U рассчитывая ее значения по формуле:
= - 1,5 + IмнI/YLUфн (3.9)
где Y - удельная проводимость линии по нулевой последовательности, сим;- длина линии от места обрыва до трансформатора, км;мн - номинальный ток намагничивания трансформаторов, А;- номинальный ток намагничивания, о.е. по отношению к номинальному току трансформатора, о. е.фн - номинальное фазное напряжение трансформатора, кВ.
Пересечение построенной прямой U с обобщенной зависимостью Uфл дает значение установившегося перенапряжения на линии. Эти перенапряжения могут существовать несколько часов.
По зависимости "напряжение - время" ОПН для случая без предварительного нагружения энергией при длительности 11000 сек определяют значение Kt, рассчитывают U = Uy/Kt. Полученное значение U сравнивают с выбранным значением наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения ОПН
Если Uн.д > U, то выбранный тип ОПН удовлетворяет всем условиям.
Если Uн.д < U, то выбирают ОПН с новым Uн.д, удовлетворяющим условию:
н.д < U (3.10)
Рис. 3.5 - Обобщенная зависимость фазного напряжения на линии Uфл от тока намагничивания трансформатора Iм
3.5.8 Выбор параметров ограничителей для защиты сети СН электростанций от перенапряжений при дуговых замыканиях на землю
В сетях СН электростанций ОПН устанавливают для защиты сети и электродвигателей от коммутационных перенапряжений, возникающих при дуговых замыканиях на землю. Т.к. наименьший выдерживаемый уровень изоляции имеет электродвигатель, то ограничитель выбирают в первую очередь из условия ограничения перенапряжений до величины, допустимой для электродвигателя.
Сеть СН электростанции может работать с изолированной нейтралью, либо с нейтралью, заземленной через дугогасительный реактор (ДГР), либо с нейтралью, заземленной через резистор.
3.6 Оценка эффективности применения нелинейных ограничителей перенапряжений для ограничения перенапряжений
Рассмотрим защиту подстанций от набегающих волн перенапряжения. Для защиты подстанционного оборудования от волн, набегающих с линии, применяются нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН) или вентильные разрядники, задача которых ограничить максимальное значение волны напряжения, пришедшей с линии, до значения, безопасного для изоляции оборудования.
В схеме рис. 3.6,а объект (например, линейный разъединитель или выключатель) расположен до разрядника на расстоянии l от него, а в схеме рис. 3.6,б объект (трансформатор) расположен после разрядника также на расстоянии l. На эти схемы воздействует волна uпад, набегающая с линии. Нелинейный ограничитель характеризуется остающимся напряжением Uост.
Рис. 3.6 - Упрощенные схемы замещения тупиковой подстанции
сеть защита перенапряжение ограничитель
Рис. 3.7 - Изменение напряжении в схеме рис.3.6,а при С=0: а - в точке 1; б - в точке 2
На рис. 3.7,а и б изображены напряжения uи и uр соответственно в точках 1 и 2 схемы рис. 3.6,а без учета емкости объекта (С=0), а также падающая uпад и отраженная uотр волны. Падающая волна, дойдя до точки 2, отражается с тем же знаком, пока не будет достигнуто пробивное напряжение искрового промежутка разрядника Uпр,и. После пробоя промежутка (время t1) напряжение на разряднике практически стабилизируется и в момент времени t2 отраженная волна меняет знак на обратный.
Влияние емкости С защищаемого объекта иллюстрируется рис. 3.8,а и б. Падающая волна в точке 1 (рис. 3.6) преломляется и доходит до разрядника со сглаженным фронтом (Uпад.1) Отраженная волна, приходя в точку 1, также сглаживается емкостью (uотр.1), и суммарное напряжение на изоляции (рис. 3.8,а) изменяется более плавно, чем при отсутствии емкости (рис. 3.7,а), но основные характерные черты явления сохраняются: напряжение в пределах фронта нарастает, а затем падает до остающегося напряжения разрядника. Максимум напряжения на изоляции тем больше, чем больше крутизна падающей волны и время до прихода отраженной волны, которое в свою очередь возрастает с увеличением расстояния между разрядником и защищаемым объектом.
Рис. 3.8 - Изменение напряжений в схеме рис.3.6,а при С0
Если в точке 1 в схеме рис. 3.6,а включить волновое сопротивление z, имитирующее отходящую линию (показано пунктиром), то это приводит к уменьшению максимального значения и крутизны волны, набегающей на разрядник, что в свою очередь снижает напряжение в точке 1. Включение z параллельно разряднику изменяет главным образом только начальную часть отраженной волны и значительно меньше сказывается на Uи,мах. Таким образом, отходящая линия снижает перенапряжения, но ее влияние зависит от места ее включения.
На рис. 3.9 представлены кривые напряжения в схеме рис. 3.6,б для случая, когда 2Uпр, и/U, что имеет место в реальных условиях. Через интервал времени 2 после прихода падающей волны на разрядник к нему приходит волна, отраженная от ?/p>