Кайке ТВН

Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Кафедра электрических станций, сетей и систем

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1,2

по дисциплине: «Техника высоких напряжений.

Перенапряжения и изоляция»

Специальность 5В071800 - Электроэнергетика

Выполнил: Заркумов К.К. Группа БЭ-10-10

№ зачетной книжки: 104177

Руководитель Мухашева-Рамазанова Т. У.

«__» __________________________2013г.

Алматы 2013

Содержание

1 Задание	3
Задача №2	3
Задача №6	5
Задача №7	5
Задача №8	6
Задача №12	7
Задача №13 Заключение	7 9
Список литературы	10

1 Задание

Тупиковая подстанция питается по воздушной двухцепной линии электропередачи на железобетонных опорах, имеющей грозозащитный трос по всей длине. Потребители питаются от шин 10(6) кВ по кабельным или воздушным линиям электропередачи.

Таблица 1 – Исходные данные к выполнению работы

Uвн, кВ			110
Uнн, кВ			10
Питающая ЛЭП ВН	Провод, мм2	120
	Высота опор ЛЭП ВН, м	15
	Импульсное сопротивление заземления ЛЭП ВН, Ом	15
	Защитный угол, град.	30
Отходящие ЛЭП	Тип	возд
	Число	18
	Длина ЛЭП, м	3000
Тип разрядников на подходе к п/ст			РВМ
Проходной изолятор	Диаметр токоведущего стержня, м	0,05
	Высота фланца, м	0,25
	Внутренний диаметр фланца, м	0,20
	Толщина фарфоровой рубашки, м	0,012
	Число барьеров	2
	Диаметр жилы, м	0,20
	Толщина слоев изоляции, мм	5
	Диэлектрическая проницаемость	4 3
Импульсное сопротивление заземления подстанции			10
Вид погоды			изм
Продолжительность данной погоды, час			300
Степень загрязненности атмосферы			V

2.1 Задача №2

Определить импульсное разрядное напряжение между проводами линии электропередачи высокого напряжения, проводами и транспортным средством с середины пролёта, также величину тока молнии, необходимого для возникновения указанных напряжений, вероятность этого тока и вероятность возникновения перенапряжений.

Решение:

Импульсное разрядное напряжение определяется по формуле

где а_о=1 м – постоянная для промежутка стержня

Е_ло=1,5 кВ/см – начальная напряженность в канале лидера

Е_с=5 кВ/см – средняя напряженность поля в канале лидера

L - межэлектродному расстоянию,

проводами и транспортным средством середине пролета: h=15 м; h_н=7,5 м;

величину тока молнии определяем по формуле

где Z – эквивалентное волновое сопротивление канала молнии

где h, r – средняя высота и радиус провода. Высота провода над землей , а радиус провода определяем из формулы .

Отсюда где . И так Ом.

- скорость распространения волны;

с – скорость распространения электромагнитных волн в пустоте, равная .Для воздушных линий и . Для кабельных линий и - плотность отрицательного заряда на единицу длины.

где ,,.

И так

Вероятность этого тока и вероятность возникновения перенапряжений.

Если вероятность прорыва молнии сквозь тросовую защиту _, то вероятность возникновения перенапряжений равна

2.2 Задача № 6

Определить пробивное напряжение отходящего от подстанций одножильного кабеля с градированной двухслойной бумажно – масляной изоляцией.

Решение:

Хорошо высушенная и пропитанная под вакуумом бумажно-масляная изоляция практически не имеет газовых включений. Начальные ЧР в такой изоляции развиваются в виде отдельных электронных лавин в масляных прослойках в местах усиления поля: у микровыступов электродов, у края фольги в листовой конденсаторной изоляций. Появление начальных ЧР при непрерывном подъеме напряжения промышленной частоты особенно явно бывает выражено в бумажно-масляной изоляций с резконеоднородным полем у края электрода. Напряженность возникновения ЧР Ен зависит в этом случае от толщины диэлектрика и часто определяется опо электрическому соотношению

где d - толщина изоляции – 5 мм

Ен – средняя напряженность поля.

Коэффициент А=3,8 для кабельной бумаги. Напряжение возникновения начальных ЧР возрастает при росте избыточного давления масла.

500 кВ/см - прочночть бумажно-маслянной изоляции, d -5 мм = 0,5 см

Ответ: =1000 В

2.3 Задача № 7

Определить предельное расстояние между разрядником и трансформатором при набегании на подстанцию длиной косоугольной волны напряжения с длиной фронта 2мкс.

Решение:

Предельное удаление вентильных разрядников от защищаемого оборудования определяется импульсным пробивным напряжением разрядника и импульсным испытательным напряжением оборудования (силового трансформатора)

По таблицам 22.4 и 25.1 находим:

- скорость волны

Ответ: l=163,158 м

2.4 Задача № 8

Выбрать тип и количество изоляторов в поддерживающей натяжной гирлянде ЛЭП высокого напряжения в соответствии с заданной степенью загрязненности атмосферного района и проверить по условию работы гирлянды под дождем.

Решение:

Число изоляторов в гирлянде определяем по формуле:

где - коэффициент эффективности изолятора

- удельная эффективная длина пути утечки. Значение берется из [2]-учебного пособия таблица 17.1

- наибольшее рабочее междуфазное напряжение

-геометрическая длина утечки одного изолятора

Так как в нашей задаче район с повышенным уровнем загрязнения выбираем изолятора типа ПФГ6-А

Характеристики изолятора ПФГ6-А ([1]-учебное пособие - Таблица 31.1)

Строительная высота Н=198 мм

Диаметр D=270 мм

Длина пути утечки =455 мм

Коэффициент эффективности k=1,1

Расчетная средняя микро разрядная напряженность 2 кВ/см

А теперь проверим по условию работы гирлянды под дождем:

где - расчетная кратность внутренних перенапряжений =3,0

( стр. 384)

- наибольшее рабочее (фазное) напряжение;

- расчетная микро разрядное напряжение (стр. 395)

2.5 Задача № 12

Определить напряжение на изоляции силовых трансформаторов при набегании на подстанцию прямоугольной волны амплитудой 2 Uн длиной 2 мкс при наличии на подстанции конденсатора связи ёмкостью 3000 пФ.

Решение:

Найдем крутизну поперечной волны с учетом влияния С.

Ответ: Umax=84,64 кВ

2.6 Задача № 13

Определить минимальную мощность дугогасящей катушки, предназначенной для установки сети 10 кВ, а также напряжение смещения нейтрали в отсутствии ДГК и при её наличии, если ёмкостные проводимости фаз соотносятся как 1:0,8:0,9.

Решение:

Определим ток замыкания на землю для кабельной сети

где

– линейное напряжение сети;

– длина ЛЭП.

Определим мощность дугогасительной катушки

где

- фазное напряжение сети.

Определим напряжение смещения нейтрал в отсутствии ДГК

где

Определим напряжение смещения нейтрал при наличии ДГК

где

Ответ:

Заключение

Выполняя расчетно-графические работы я научился самостоятельно решать задачи по основным разделам курса предмета «Техника высоких напряжений. Перенапряжения и изоляция». Научился отвечать на поставленные вопросы, а также развить навыки работы с технической литературой.

В работе решались вопросы создания надежной и экономически выгодной изоляции электрических установок линий электропередач. Также определялись условия работы изоляционных конструкций величиной воздействующих напряжений и определения изолирующей способности воздушных промежутков между потенциальными точками линий электропередачи, проводниками и заземленными частями ЛЭП.

Рассматриваются вопросы, связанные с поверхностным и коронным разрядом, изоляцией кабеля и опор ЛЭП, защиты от атмосферных и внутренних перенапряжений.

Проводятся расчеты грозоупорности линий электропередачи, напряжения на изоляции силовых трансформаторов, напряжения смещения нейтрали в сетях ЛЭП 10 кВ.

Список литературы:

1. Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких напряжений. Изоляция и перенапряжение в электрических системах. – М.: Энергоатомиздат, 1986.

2. Михалков А.В. Техника высоких напряжений в примерах и задачах. – М.: Энергия,1988.

3. Техника высоких напряжений. Под редакцией Разевига Д.В. –М.: Энергия,1978.

4. Степанчук К.Ф., Тиняков Н.А. Техника высоких напряжений. – Минск: Высшая школа,1982.