Перенапряжения и защита от них. (Лекция 2.2)

Содержание

Слайд 2

КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ *) ПУМ - прямой удар молнии

КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

*) ПУМ - прямой удар молнии

Слайд 3

Характеристики перенапряжений: 1) Кратность 2) Длительность воздействия 3) Форма кривой напряжений

Характеристики перенапряжений:

1) Кратность

2) Длительность воздействия

3) Форма кривой напряжений (апериодическая , колебательная

высокочастотная и т.д.)

4) Широта охвата электрической сети

Слайд 4

Внутренние перенапряжения Причины возникновения: колебания энергии, запасенной в элементах сети (трансформаторы,

Внутренние перенапряжения

Причины возникновения: колебания энергии, запасенной в элементах сети (трансформаторы, реакторы,

батареи конденсаторов, собственная емкость линий электропередачи и т.п.), вызванные изменениями режима сети.

Переходный процесс

Квазистационар

Новый режим генератора

Слайд 5

ВНУТРЕННИЕ ПЕРНАПРЯЖЕНИЯ Коммутационные Квазистационарные КОММУТАЦИОННЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

ВНУТРЕННИЕ ПЕРНАПРЯЖЕНИЯ

Коммутационные

Квазистационарные

КОММУТАЦИОННЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

Слайд 6

Включение линии электропередачи (очень простая модель) Короткая линия: собственная частота колебаний

Включение линии электропередачи (очень простая модель)

Короткая линия: собственная частота колебаний ω

>> ωо =314 1/c много больше частоты сети – схема замещения:
Слайд 7

Пример коммутации заряженной линии Пример коммутации незаряженной линии Предельная кратность (Uc0=

Пример коммутации заряженной линии

Пример коммутации незаряженной линии

Предельная кратность (Uc0= - Em)

Максимально

заряженная линия K=3

Незаряженная линия K=2

При δ=0 и cos () = - 1

Слайд 8

Общий случай (произвольное соотношение между ω и ωо) кратность перенапряжений ,

Общий случай (произвольное соотношение между ω и ωо)

кратность перенапряжений , создаваемая

переходным процессом по отношению к квазистационарному режиму в конце линии U уст m

- кратность перенапряжений в квазистационарном режиме

Краткая запись для оценки максимального напряжения

Ударный коэффициент Kуд =2-3

Слайд 9

В условиях эксплуатации значения параметров определены со статистической погрешностью, т.е. это - случайные величины

В условиях эксплуатации значения параметров

определены со статистической погрешностью, т.е. это
- случайные

величины
Слайд 10

Результаты статистических исследований Вероятность значения коэффициента коммутационных перенапряжений χ σ=0.183 -

Результаты статистических исследований

Вероятность значения коэффициента коммутационных перенапряжений χ

σ=0.183 - стандартное

отклонение

- среднее значение

Вынужденное напряжение

На питающем конце линии

На разомкнутом конце линии

Слайд 11

Мероприятия по снижению коммутационных перенапряжений Меры по ограничению вынужденной составляющей V:

Мероприятия по снижению коммутационных перенапряжений

Меры по ограничению вынужденной составляющей V:


- Деление дальних линий на участки 250-300 км с подключением к промежуточным точкам устройств поддержания нормального уровня напряжения
- применение трансформаторов с регулируемым коэффициентом трансформации, шунтирующих реакторов и синхронных компенсаторов
- при включении с двух сторон, первой коммутируется более мощная подстанция

Меры ослабления переходной составляющей
шунтирующие сопротивления выключателей
выбор оптимального момента коммутации
применение аппаратов ограничения перенапряжений (ОПН и разрядники)

Слайд 12

Принцип работы выключателя с шунтирующими сопротивлениями Включение выключателя 1 к цепи

Принцип работы выключателя с шунтирующими сопротивлениями

Включение выключателя 1 к цепи подключается

Rш= 600 - 1200 Ом ,для демпфирования переходного процесса
Включение выключателя 2 с задержкой 10-20 мс

Снижает кратность до χ=1.6

«Синхронная коммутация»

Запуск выключателя по команде электронной системы мониторинга напряжения с разрешением 1 мс на питающем конце с упреждением на время работы привода выключателя
Достигается средняя кратность χ=1.4

Ограничители перенапряжений нелинейные

Обеспечивают χ=1.6, однако должны выдерживать квазистационаорные воздействия

Слайд 13

Перенапряжения при отключении ненагруженной линии Перенапряжения при повторных зажиганиях дуги

Перенапряжения при отключении ненагруженной линии

Перенапряжения при повторных зажиганиях дуги

Слайд 14

Пример компьютерной симуляции повторного зажигания дуги Для предотвращения повторных зажиганий дуги

Пример компьютерной симуляции повторного зажигания дуги

Для предотвращения повторных зажиганий дуги следует

использовать современные элегазовые выключатели

Изменение во времени электрической прочности межконтактного промежутка:
1 – воздушный выключатель
2 – масляный выключатель

Слайд 15

Особенности перенапряжений при коммутации линий в блоке с трансформатором - +

Особенности перенапряжений при коммутации линий в блоке с трансформатором

-

+

При наличии остаточного

заряда линии магнитопровод входит в режим насыщения- растут потери в цепи снижаются токи вынужденной и переходной составляющей

Насыщение магнитопровода ведет к росту тока шунта намагничивания , резкого уменьшения индуктивности – создание опасных условий для резонанса – феррорезонанс. Явление вероятно при длине линии свыше 200-300 км

Слайд 16

Автоматическое повторное включение линии электропередачи τ=20лет В среднем при коммутации АПВ

Автоматическое повторное включение линии электропередачи

τ=20лет

В среднем при коммутации АПВ кратность перенапряжений

выше, чем при плановых включениях, вследствие неопределенности остаточного заряда линии.
Физически процессы аналогичны коммутациям при повторных зажиганиях дуги.

Наиболее опасны случаи противоположных знаков остаточного напряжения линии Uo и напряжения источника питания

Слайд 17

Автоматическое повторное включение линии электропередачи Наиболее опасны перенапряжения при АПВ на

Автоматическое повторное включение линии электропередачи

Наиболее опасны перенапряжения при АПВ на устойчивое

короткое замыкание, кратность растет вследствие роста амплитуды установившегося напряжения здоровых фаз вследствие несимметрии.

Системные мероприятия по ограничению перенапряжений при АПВ

Подключение элементов стекания заряда

Применение ОАПВ вместо АПВ

ТН в сетях 500 кВ полностью снимаю проблему перенапряжений при АПВ приравнивая их к плановым включениям

Слайд 18

Пример компьютерной симуляции Перенапряжения при АПВ. КЗ в середине 200 км линии электропередачи

Пример компьютерной симуляции

Перенапряжения при АПВ. КЗ в середине 200 км линии

электропередачи
Слайд 19

Перенапряжения при отключении короткого замыкания Кратность K

Перенапряжения при отключении короткого замыкания

Кратность K<2.6