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>