26.Заземления в электрических установках высокого напряжения. Требования к заземлению станций и подстанций.

Для устройства заземлений применяются вертикальные и горизонтальные электроды (заземлители). Для горизон­тальных заземлителей используется полосовая сталь шири­ной 20—40 мм и толщиной не менее 4 мм, а также сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм. В качестве вер­тикальных заземлителей применяются стальные трубы, стержни и профильная сталь. На подстанциях заземлитель представляет собой сложную систему, состоящую обычно из горизонтальных полос, объединяющих вертикальные электроды и образующих сетку на площади, занимаемой подстанцией. На линиях электропередачи в качестве зазем-лителя опор могут использоваться их железобетонные фун­даменты.

Заземлитель характеризуется значением сопротивления, которое окружающая земля оказывает стекающему с него току. Сопротивление заземлителя зависит от его геометри­ческих размеров и удельного сопротивления грунта р, в ко­тором он находится.

При больших импульсных токах — токах молнии — плотность проходящего через заземляющие электроды тока велика, поэтому в земле у поверхности электродов соз­даются очень высокие напряженности поля Е=1р, превос­ходящие пробивные напряженности грунта. Вокруг электро­дов образуются зоны искрения, увеличивающие их эффективные размеры, и сопротивление заземления умень­шается.

Быстрое же нарастание тока молнии на фронте импуль­са создает падение напряжения на индуктивности протяжен­ного заземлителя, что ограничивает отвод тока с удаленных его частей. При этом сопротивление заземления, наоборот, увеличивается.

В результате влияния того или иного фактора (образо­вания зоны искрения или падения напряжения на индук­тивности) сопротивление заземлителя при прохождении то­ка молнии — так называемое импульсное сопротивление Яа — отличается от стационарного сопротивления заземле­ния, измеренного при переменном напряжении и сравни­тельно небольшом токе или рассчитанного по (21.8) — (21.10).

Отношение импульсного и стационарного сопротивлений заземления называется импульсным коэффициентом

Искровая зона вокруг вертикального электрода

Импульсные коэф­фициенты вертикальных элект­родов

Импульсный коэффициент протяженного горизонталь­ного заземлителя больше единицы, и чем больше его дли­на и меньше длительность фронта импульсного тока, тем выше значение а

Следует иметь в виду, что у поверхности протяженного заземлителя имеют место искровые процессы, однако они ослабевают по мере удаления от начала заземлителя, по­скольку уменьшаются его потенциал и плотность стекаю­щего тока. Искровые процессы в земле существенно влия­ют на импульсное сопротивление протяженного заземли­теля. При малых длинах его, когда плотности тока велики, искровые процессы могут привести к уменьшению импульс­ного коэффициента до а_и<[ 1.

27.Общая характеристика перенапряжений. Виды перенапряжений.

Перенапряжение- это напряжение превышающее амплитуду наибольшего рабочего напряжения на изоляции элементов сети.

В зависимости от места приложения различаются на фазные , междуфазные, внутриобмоточные, междуконтактные.

Характеристики перенапряжения:

1. Максимальное значение U_max , или кратность К= U_max / U_НОМ

2. Длительность воздействия

3. Широта обхвата элементов сети

Перенапряжение:

• Внешнее:

А) Грозовые: 1,2,3.

• Внутренее:

Б) Коммутационные: 4,5,6,7,8

В) Квазистационарные и стационарные: 9,10,11,12,13.

1- Индуктированные на линии на изоляции электрических машин;

2-на подстанции и электрической машине вследствие перехода волн линии;

3-на линии и на подстанции при прямом ударе молнии;

4-дуговые;

5-при отключении трансформаторов;

6-при отключении линии с повторными зажиганиями дуги в выключателях;

7-при АПВ линии;

8-при включении линии и трансформаторов;

9-параметрический резонанс;

10-феррорезонасные на высших и низших гармониках;

11-феррорезонанс на промышленной частоте;

12-резонансные на высших гармониках;

13-резонансные на промышленной частоте.

Внутренние перенапряжения вызываются колебаниями электромагнитной энергии, запасенной в элементах сети, либо поступающей в сеть от генераторов.

Коммутационные возникают при внезапных изменениях в схеме или параметрах сети (плановые либо аварийные переключения, замыкания на землю или между фазами). При этом возникают колебательные переходные процессы.

При возникновении короны потери оказывают демпфирующее действие на первые максимумы перенапряжения. Отключение ёмкостных токов сопровождается повторными зажиганиями дуги выключателя. Отключение малых индуктивных токов – принудительным обрывом дуги.

Причина квазистационарных перенапряжений – это ёмкостный эффект (одностороннее питание от генератора). Несимметричные режимы линий являются причиной перенапряжений на высших гармониках, кратной частоте ЭДС генератора.

Источниками высших и низших гармонических и феррорезонансных перенапряжений являются элементы со значительными нелинейными характеристиками (насыщение трансформатора или магнитопровода трансформатора).

При наличии источника механической энергии периодически изменяющего параметр цепи в такт с частотой собственных колебаний цепи возникает параметрический резонанс.

Для ограничения коммутационных перенапряжений в сетях применяют мощные вентильные разрядники или реакторы.

Грозовые возникают при воздействии внешних ЭДС.

Индуктированное перенапряжение приводит к увеличению напряжения на изоляции.

Координация изоляции – это выбор необходимого уровня изоляции, то есть это выбор испытательных напряжений с учетом возникающих в системе перенапряжений.

Основная задача координации – это установление уровней изоляции системы. В системе до координация проводится по атмосферным перенапряжениям, для систем свышекоординация проводится с учетом внутренних перенапряжений.

Сущность координации – это согласование импульсных характеристик изоляции с характеристиками вентильных разрядников. Необходимая кратность перенапряжения должна обеспечиваться схемой сети.