Схема защиты подстанции от набегающих волн и выбор аппаратов защиты
Контрольная работа №2
по предмету: «Техника высоких напряжений».
Выполнил студент
группы 1024-06 :
Шанайда А.А.
Проверил преподаватель:
Какурин А.С.
Псков 2017
Задача №1
На генератор по высоковольтной линии передачи набегает импульсная волна напряжения.
Определить величину ёмкости, которую необходимо включить на зажимы генератора для того, чтобы при воздействии волны перенапряжения не была нарушена главная и продольная изоляция генератора. Определить также ёмкость, при которой крутизна падающей волны была бы не опасна для витковой изоляции генератора.
Исходные данные:
км, - длина волны
кВ, - амплитуда напряжения
Гн/км, - индуктивность линии
мкФ/км – ёмкость линии эл.передачи
Ом, - волновое сопротивление генератора
кВ, - уровень главной изоляции генератора
d 
кВ/м пробивной градиент витковой изоляции
Решение:
Определим скорость распространения электромагнитной волны:
м/сек, - скорость распространения световых волн
- относительная диэлектрическая проницаемость воздуха
𝜇 =1 - относительная магнитная проницаемость воздуха
Волновое сопротивление линии:
Емкость конденсатора, при которой величина перенапряжений будет ниже уровня главной изоляции генератора:
|
|
|
Емкость конденсатора, при которой крутизна падающей волны неопасна для витковой изоляции:
Схема защиты волны от набегающих волн генератора работающего на воздушную сеть представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схемы защиты вращающихся машин, работающих на воздушную сеть:
а 
схема защиты с воздушным подходом; б 
схема использования защитных свойств кабельной вставки; в схема с воздушным подходом и реактором.
Рисунок 2. Схема замещения
Ответ: принимаем значение емкости 
при которой не будет нарушена главная и продольная изоляция генератора, емкость конденсатора 
, при которой крутизна падающей волны неопасна для витковой изоляции.
Задача 2
Определить максимальную высоту объектов на территории подстанции, которые будут надежно защищены молниеотводами.
Расчет и построение зон защиты молниеотводов
Каждый молниеотвод образует вблизи себя строго определенное пространство, вероятность попадания в которое молнии практически равна нулю. Это пространство называют зоной защиты. Наименьшей и постоянной по величине степенью надежности обладает поверхность зоны защиты; по мере продвижения внутрь зоны надежность защиты увеличивается.
|
|
|
Рисунок 3 – Зона защиты двойного стержневого молниеотвода
Объект защиты - Открытое распределительное устройство подстанции напряжением 35 кВ.
Размеры защищаемого объекта:
Длина– 50 метров
Ширина – 50 метров
Высота молниеотводов – 16 метров
На основании данных об объекте можно построить зону защиты.
Зона защиты приведена на чертеже.
Расстояние между соседними молниеотводами 50 метров.
Количество молниеотводов на подстанции 4 шт.
a=50м – расстояние между электродами
h=16м – длина молниеотводов
0,2h=3,2м
0,75h=12м
1,5h=24м
hx=h-D/8=7,2м
rx=(1.6/(1+hx/h))*(h-hx)=9,7м
R=91м – радиус зоны 100%-ного попадания
h0=h-(a/7)=8,8м – фиктивная высота защищаемой точки для каждой пары электродов
0,2h0=1,8м
0,75h0=6,6м
1,5h0=13,3м
r0x=(1.6/(1+hx/h0))*(h0-hx)=1,4м
Схема защиты подстанции от набегающих волн и выбор аппаратов защиты
На линиях 35 кВ с металлическими или железобетонными опорами защита от прямых ударов молнии не предусматривается. Прямой удар молнии в линию без троса обычно поражает один из проводов и вызывает перекрытие фазы на землю. В сетях 35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью дуга, вызванная замыканием на землю, гаснет обычно в течение нескольких периодов и, следовательно, не вызывает отключения линии. Отключение линии происходит вследствие возникновения междуфазного короткого замыкания в результате обратного перекрытия на неповрежденных фазах. Защитный уровень таких линий не превышает 45 кА. Повысить защитный уровень их можно только путем снижения импульсного сопротивления заземления опор с 10 до 5 Ом. Это мероприятие целесообразно проводить при грунтах, имеющих удельное сопротивление.
Согласно требованиям ПУЭ на линиях электропередачи 35 кВ металлические и железобетонные опоры должны быть заземлены. Требуемое сопротивление растекания контура заземления опор должна иметь величину, указанную в ПУЭ.
|
|
|
Рисунок 4 – Схемы защиты подстанции 35 кВ
а) – линия 35 кВ на металлических опорах; б) – защита подходов к подстанциям напряжением 35 кВ, включенным отпайкой к действующим линиям на металлических опорах.
Для защиты оборудования применены вентильные разрядники РВС-35. Вместо разрядников на замену или на вновь сооружаемых подстанциях применяются ОПН-35.
Вентильный разрядник состоит из двух основных компонентов: многократного искрового промежутка (состоящего из нескольких однократных) и рабочего резистора (состоящего из последовательного набора вилитовых или тиритовых дисков). Многократный искровой промежуток последовательно соединен с рабочим резистором. В связи с тем, что вилит меняет характеристики при увлажнении, рабочий резистор герметично закрывается от внешней среды. Во время перенапряжения многократный искровой промежуток пробивается, задача рабочего резистора - снизить значение сопровождающего тока до величины, которая сможет быть успешно погашена искровыми промежутками. Вентиль обладает особенным свойством - его вольт-амперная характеристика нелинейна , падает с увеличением значения силы тока. Это свойство позволяет пропустить больший ток при меньшем падении напряжения. Благодаря этому свойству вилита вентильные разрядники и получили своё название. Среди прочих преимуществ вентильных разрядников следует отметить бесшумность срабатывания и отсутствие выбросов газа или пламени.
|
|
|
Вентильный разрядник РВС и его характеристики
Разрядник типа РВС (разрядник вентильный станционный на 10 кВ (РВС-10), показан на рисунке 5). Основными элементами являются вилитовые кольца 1, искровые промежутки 2 и рабочие резисторы 3. Эти элементы расположены внутри фарфорового кожуха 4, который с торцов имеет специальные фланцы 5 для крепления и присоединения разрядника.
Рабочие резисторы 3 изменяют свои характеристики при наличии влаги. Кроме того, влага, оседая на стенках и деталях внутри разрядника, ухудшает его изоляцию и создает возможность перекрытия. Для исключения проникновения влаги кожух разрядника герметизируется по торцам с помощью пластин 6 и уплотнительных прокладок из озоностойкой резины 7.
Работа разрядника происходит в следующем порядке.
При появлении перенапряжения пробиваются три последовательно включенных блока искровых промежутков 2. Импульс тока при этом через рабочие резисторы замыкается на землю. Возникший сопровождающий ток ограничивается рабочими резисторами, которые создают условия для гашения дуги сопровождающего тока.
Рисунок 5 – Конструкция разрядника РВС-10 и его характеристики
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 551; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!