Помощью вентильных разрядников

Набегающих импульсов грозовых перенапряжений с

Защита высоковольтного оборудования подстанций от

Условие задачи.

Волна перенапряжения приходит с линии с волновым сопротивлением на высоковольтное оборудование подстанции с волновым сопротивлением и минимальным разрядным сопротивлением . Аналитически волна грозового перенапряжения описывается уравнением:

где и - параметры из исходных данных.

Для защиты высоковольтного оборудования подстанции установлен вентильный разрядник с заданной вольтамперной характеристикой. Числовые значения вольтамперной характеристики разрядника приведены в таблице №1. Импульсное пробивное напряжение разрядника .

Требуется:

1. Определить максимальное напряжение на защищаемом объекте .

2. Дать заключение об эффективности применения данного разрядника для защиты высоковольтного оборудования с минимальным разрядным напряжением

Таблица №1.

Ток разрядника , кА.	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	1,0	2,0	3,0	5,0
Напряжение разрядника

Исходные данные.

Напряжение волны U………………………………………………………..380кВ

Постоянная времени ……………………………………………………..48мкс

Постоянная времени …………………………………………………..0,70мкс

Минимальное разрядное напряжение ………………………………150кВ

Сопротивление ………………………………………………………….400Ом

Сопротивление ………………………………………………………….450Ом

Схема включения вентильного разрядника для защиты электрооборудования от перенапряжений.

Эквивалентная схема для расчета напряжения на разряднике.

Решение.

1. Для определения напряжения на разряднике удобно использовать метод эквивалентного генератора. Данный метод предусматривает переход от исходной схемы к эквивалентной схеме, где и - соответственно напряжение холостого хода (при непробитом искровом промежутке разрядника) с учетом коэффициента преломления падающего импульса и сопротивление относительно точек подключения разрядника при закороченном источнике. Эти величины равны:

Здесь - коэффициент преломления падающей волны.

До момента пробоя искрового промежутка РВ напряжение на защищаемом оборудовании равно

После пробоя искрового промежутка напряжение на разряднике будет равно:

где - ток через разрядник.

Это уравнение содержит нелинейный член, поэтому оно может быть решено графически.

Максимальному напряжению на защищаемом объекте соответствует максимальное значение вычисленное по этому уравнению.

2. В первом квадранте построим вольт- секундную характеристику падающей волны с учетом коэффициента преломления, т.е.

При определении значение переменной величины t с шагом 0,2 мкс рассчитываем до t=2мкс.

3. Во втором квадранте построим:

- Вольтамперную характеристику разрядника , заданную в таблице №1.

- Падение напряжения на эквивалентном сопротивлении , при значениях тока, указанных в таблице №1.

42,35294

63,52941

84,70588

105,8823

127,0588

211,7647

423,5294

635,2941

1058,823

2117,647

- Суммарное падение этих составляющих в зависимости от тока, протекающего через разрядник, т.е. , что равно после пробоя искрового промежутка разрядника.

86,35294

113,5294

138,7058

162,8823

187,0588

283,7647

509,5294

723,2941

1152,823

2215,647

4. Построим график изменения значений напряжения на разряднике в зависимости от времени в первом квадранте. Это построение показано на рисунке №1.

До момента пробоя искрового промежутка РВ (точка А на кривой в первом квадранте) напряжение на защищаемом оборудовании по форме и значению соответствует . При происходит пробой искровых промежутков РВ и через разрядник начинает протекать ток. На графике это соответствует параллельному переносу значения из первого квадранта во второй квадрант на кривую суммарного падения напряжения (точка В). Вертикальный спуск с точки В на кривую вольтамперной характеристики разрядника (точка С) соответствует решению уравнения.

С этого момента изменение значения падающей волны или приведет к изменению тока через разрядник, а напряжение на защищаемом объекте будет равно напряжению на разряднике .

Как видно из графика .

Для защиты оборудования данным разрядником должно выполняться условие:

Данное условие выполняется, а значит данный разрядник будет эффективно защищать наше оборудование.

Задача №4.

Дата добавления: 2014-12-23