Техника высоких напряжений

Контрольная работа - Физика

Другие контрольные работы по предмету Физика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Техника высоких напряжений

Вариант 2.

перенапряжение электрическое поле изоляция

Задача 2

Недалеко от воздушной ЛЭП, Uном произошел грозовой разряд при токе молнии Iм. воздушная волна перенапряжения перешла на кабель с волновым сопротивлением Zкаб. Средняя высота подвеса проводов воздушной линии ЛЭП hср, диаметр проводов d.

.Определить амплитуды волн напряжения и тока, перешедших на кабель. Во сколько раз кабельная вставка снижает амплитуду волн перенапряжений, набегающих с линий.

.Определить переломное напряжение, действующее на изоляцию кабельной воронки, если в точке перехода воздушной ЛЭП на кабель включен разрядник. Сопротивление заземления разрядника R.

.Сравнить величины преломленного напряжения в обоих случаях и сделать вывод, во сколько раз остаточное напряжение, созданное разрядником, меньше преломленного.

Дано: ном = 6 кВ.м = 40 кА.каб = 25 Ом.ср = 7 м.= 8 мм.= 17 ом.

 

Решение

 

.Случай с одной кабельной вставкой:

Определим волновое сопротивление ВЛ по формуле:

ZЛЭП = 138 ;ЛЭП = 138 х = 489,081 Ом.

 

Определяем амплитуду индуктированного перенапряжения, возникающего в ВЛ при ударе молнии вблизи ЛЭП

инд = 5,3 х Iм = 5,3 х 40 = 212 кВ.

 

Амплитуда индуктированного перенапряжения соответствует амплитуде падающей волны, которая набегает с воздушной ЛЭП на кабель.

инд = Uпад = 212 кВ.;

 

Амплитуда переломленной волны напряжения, т. е. перешедшей на кабель будет:

 

Uпрелом 1 = Uпад • ?1, где ?1 = = = 0,097.прелом 1= 212 • 0,097 = 20,564 кВ.

 

Амплитуда преломленной волны тока определяется по закону Ома для волны:

прелом 1 = Uпрелом 1 / ZЛЭП = 20,564 / 489,081 = 0,042 кА = 42 А.

 

Кабельная вставка, таким образом, снижает амплитуду перенапряжения в 40 000 / 42 = 952,381 раза в 1000 раз.

2.Случай с установкой разрядника

Изобразим схему набегания волны перенапряжения на узловую точку, к которой присоединен кабель Zкаб и разрядник R:

 

Рис.1. Схема набегания волны перенапряжения.

 

Составим схему замещения, в которой волновые сопротивления ZЛЭП и Zкаб заменим равными им активными сопротивлениями, а сопротивление разрядника R оставим без изменений.

 

Рис. 2. Схема замещения.

 

Амплитуда преломленной волны напряжения будет:

Uпрелом 2 = Uпад • ?2, где ?2 = и Zэкв = ;экв = = 425/ 42 = 10,119 Ом;

?2 = = 20,238 / 499,2 = 0,0405;прелом 2 = 212 х 0,0405 = 8,595 кВ.

 

3.В результате проведенных расчетов мы получили:

прелом 1= 20,564 кВ.прелом 2 = 8,595 кВ.

 

Таким образом, преломленное напряжение оказывается меньше в 20,564/8,595 = 2,4 раза при применении разрядников.

 

Вопрос 12.

Классификация перенапряжений в электроустановках. Распространение электромагнитных волн в линиях. Фронт волны. От чего зависит скорость перемещения фронта волны?

 

Ответ

 

Перенапряжениями называются любые повышения напряжения в электрической системе выше длительно допустимых..Перенапряжения в электрических системах можно классифицировать как:

.Внутренние.)Коммутационные перенапряжения.

Коммутации могут быть оперативными, например: включение и отключение ненагруженных линий; отключение ненагруженных трансформаторов и реакторов поперечной компенсации; отключение конденсаторных батарей. Чаще такие перенапряжения возникают при аварийной коммутации в результате действия релейной защиты или противоаварийной автоматики. К аварийным коммутациям относят: отключение выключателями короткого замыкания (КЗ); автоматическое повторное включение (АПВ) линии; внезапный сброс нагрузки; разрыв передачи при выпадении из синхронизма и др.)Перенапряжения при однофазных дуговых замыканиях на землю в сетях с изолированную нейтралью.

Возникновение дуговых перенапряжений обычно связано с перемежающимся характером дуги КЗ.)Феррорезонансные перенапряжения при неполнофазных режимах.

При включении или отключении линии или трансформатора возможны случаи отказа одной из фаз выключателя. Тогда возникают неполнофазные режимы, которые могут привести к значительным перенапряжениям резонансного характера.

В сетях 35 = 110 кВ отмечены случаи появления такого перенапряжения при обрывах проводов, часто сопровождающихся падением на землю и заземлением одного из концов; перегоранием плавких вставок в одной или двух фазах и т. п.)Резонансные перенапряжения в системах сверхвысокого напряжения.

Такие перенапряжения возможны при симметричном трехфазном режиме, особенно в конце линии, обусловленные прохождением емкостного тока через сосредоточенную индуктивность источника и распределенную индуктивность линии.

.Внешние (атмосферные)

Грозовые перенапряжения. Они в свою очередь подразделяются на перенапряжения от прямого попадания молнии и индуцированные (удар молнии вблизи электрооборудования). .Распространение электромагнитных волн в линии

Внезапное изменение напряжения в одной точке линии передается в соседние точки не мгновенно, а в виде электромагнитной волны, распространяющейся в воздухе (диэлектрике) вдоль проводов линии со скоростью:

= ,м/мкс., где с = 300 м/мкс - скорость света

 

Скорость распространения зависит от электрических (диэлектрическая проницаемость среды) и магнитных (магнитная проницаемость) свойств среды (в нашем случае это чаще всего медь и алюминий).

Волна характеризуется фро?/p>