Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Перенапряжения в сетях 6-35кВ




При эксплуатации на изоляцию электрооборудования, наряду с длительным воздействием рабочего напряжения воздействуют кратковременные перенапряжения.

Основными характеристиками перенапряжений являются кратность, повторяемость, фор-ма кривой и широта охвата сети.

Кратность– отклонение максимального значения напряжения Umax к амплитуде наи-большего рабочего напряжения на данной изоляционной конструкции Uнр2: UнрUк3max/=. Однако при измерениях или расчётах для определения кратности Umax обычно относят не к величине Uнр2, а к фактической амплитуде рабочего, имеющего место непосредственно перед появлением перенапряжения или установившегося после него. (Рис. 1).

Повторяемостьопределяется ожидаемым числом случаев возникновения перенапряже-ния за данный промежуток времени, например в год.

Форма кривойперенапряжения обуславливается длиной фронта, длительностью, числом импульсов и временем существования данного перенапряжения.

Широта фронта сети– число изоляционных конструкций, на которые одновременно воз-действует данное перенапряжение.

Все перечисленные параметры перенапряжений в основном случайны.

В зависимости от причины возникновения перенапряжения различаются на внутренние и внешние.

Внешние перенапряжениявозникают при ударах молнии в конструкции электрообору-дования (линии электропередач и т.п.), а также внешних по отношению к сети источников энер-гии.

Внутренние перенапряжения развиваются за счёт энергии подключенных к сети генерато-ров или реактивных элементов, а также вследствие различных процессов, аварий и коммутации элементов сети, в том числе и повторных зажиганий электрической дуги.

Главным источником внешних перенапряжений в сетях 6-35кВ являются атмосферные разряды, возникающие перенапряжения при прямых ударах молнии в токоведущие элементы, заземлённые части электроустановок, индуктирование напряжений и набегающих волн с линий.

Для электрических сетей наибольшую опасность представляют удары молнии в токове-дущие элементы. При таких ударах на токоведущих частях импульсы перенапряжения могут достигать нескольких мегавольт, что вполне достаточно для прямого перекрытия любой изоля-ции.

Прямые удары молнии в заземлённые части конструкций установок создают кратковре-менные перенапряжения, которые могут обуславливать обратные перекрытия с заземлённых элементов на токоведущие.

Индуктированные перенапряжения – результат взаимной магнитной (индуктированной) и электрической (емкостной) связи молнии с токоведущими и заземлёнными элементами элек-трической сети. Они имеют значительно меньшую величину по сравнению с перенапряжения-ми при прямых ударах молнии в токоведущие и заземлённые части электроустановок. Однако, индуктированные перенапряжения представляют главную опасность для изоляции сетей 6-35кВ.



Импульсы перенапряжений могут также оказывать влияние на изоляцию подстанций, рас-положенных на значительном удалении от места удара молнии, так как они распространяются по линии на значительные расстояния с малым затуханием. Эти перенапряжения называют на-бегающими волнами. Распространяясь по обмоткам машин и трансформаторов, волны могут воздействовать на их главную и витковую изоляцию, а проходя через трансформатор - на изо-ляцию электрооборудования, подключённого к другим его обмоткам. Возникающие на под-станции перенапряжения, как правило, превышают напряжение набегающей волны за счёт вол-новых процессов на ошиновке и в электрооборудовании.

Внутренние перенапряженияв зависимости от их длительности воздействия на изоля-цию подразделяются на квазистационарные и коммутационные.

Квазистационарные перенапряжения возникают при неблагоприятных сочетаниях пара-метров сети и продолжаются до тех пор пока такое сочетание существует.

Из квазистационарных перенапряжений для сетей 6-35кВ наибольший интерес представ-ляют резонансные и феррорезонансные. Резонансные перенапряжения возникают при несим-метрии сети, например в неполнофазном (однофазном или двухфазном) питании силовых трансформаторов через воздушную или кабельную линию. Феррорезонансные перенапряжения имеют место в контурах, содержащих ёмкость и индуктивность с насыщенным магнитопрово-дом, когда индуктивность по сравнению с нормальным режимом может падать на порядок и более.

Коммутационные перенапряжения возникают при быстрых изменениях режимов работы элементов сети (отключение и включение коммутационных аппаратов), пробоях изоляции (в том числе повторных зажиганиях дуги), резких изменениях параметров нелинейных элементов.

Включение линии во время их коммутации под напряжением с одного конца при разомк-нутом противоположном вызывают перезарядку ёмкости фаз на землю от начального до уста-новившегося значения. Поскольку при оперативных включениях линий на них отсутствует на-пряжение (U0 = 0) перенапряжение обычно составляет кратность К ≤ 2. При АПВ (когда U0 ≠ 0)

и при несоответствии полярности напряжений (например линии и шин) перенапряжение могут иметь кратность К ≥ 3.

Замыкание на землю является одной из основных причин возникновения существенных перенапряжений в сетях 6-35кВ.

В большинстве случаев большое количество замыканий на землю возникает по причинам, не зависящим от протяженности сети. В кабельных линиях они связаны с повреждениями в ос-новном концевых и в меньшей степени соединительных муфт, линейных разъединителей, в воздушных сетях – повреждениями коммутационной аппаратуры и ударами молнии.

Замыкания на землю в сетях с изолированной или резонансно-заземлённой нейтралью не сопровождается немедленным отключением потребителей, при этом допускается длительная (до 2 часов) работа сети.

Электрические сети напряжением 6-35кВ имеют изолированную или заземлённую через дугогасящий реактор нейтрали. Применение дугогасящих реакторов поставлено только в зави-симость от величины емкостного тока замыкания на землю и имеет целью обеспечить такой уровень тока, который давал бы возможность в течение длительного времени не отключать по-требителей.

Реальная практика применения дугогасящих реакторов в сетях с большими токами замы-кания на землю показывает, что недостатки такой системы приводят к тому, что остаточный ток оказывается большим, а его самогашение становится невозможным.

Кроме того, в системе с дугогасящим реактором возникают опасные внутренние перена-пряжения. Наиболее опасными оказываются перенапряжения, создаваемые дуговыми замыка-ниями, и часто не вследствие их высокой кратности, а тем, что они многократно воздействуют на всю сеть и вызывают многоместные повреждения изоляции с последующим значительным ущербом. Многократные пробои ослабленных мест изоляции при высоких кратностях перена-пряжениях вблизи высоковольтных электродвигателей создают крутые волны перенапряжений, приводящие к повреждению витковой изоляции электродвигателей


 

Наиболее частым видом повреждений в сетях 6-35 кВ являются однофазные замыкания на землю - ОЗЗ (75-90% от общего числа электрических повреждений). Они нередко приводят к крупным авариям, сопровождающимся значительными ущербами.

Замыкание фазы на землю в сетях такого напряжения могут привести к следующим неприятным последствиям.

В сети появляются перенапряжения порядка 2,4 – 3,5 кратных по сравнению с фазным, что может привести к пробою изоляции неповреждённых фаз и переходу ОЗЗ в «двухместное» или двойное замыканий на землю по своим характеристикам близкое к двухфазным коротким замыканиям (КЗ). Риск возникновения таких двойных замыканий заметно вырос в последнее время в связи со старением изоляции электрических машин и аппаратов многих энергетических объектов и отсутствием средств на их модернизацию и замену.

Возможны явления феррорезонанса, от которых в рассматриваемых сетях чаще всего выходят из строя трансформаторы напряжения. Иногда повреждаются и слабо нагруженные силовые трансформаторы, работающие в режиме, близком к холостому ходу.

На воздушных ЛЭП ОЗЗ часто происходит при обрыве провода и падению его на землю. При этом возникает опасность поражения людей и животных электрическим током. Особенно велика такая опасность, если ЛЭП проходит по густонаселённым районам, например, по городу. Такие случаи известны на Российском Севере.

Пробои изоляции статорной обмотки двигателей на металл статора часто происходят через дугу и могут привести к значительным повреждениям не только самой обмотки, но и железа статора (вызвать «пожар железа»). «Пережог» изоляции приводит к появлению опасных витковых или междуфазных коротких замыканий. Неоднократно отмечалось, что «вторичные» пробои изоляции, возникающие после появления в сети 3-10 кВ ОЗЗ происходят именно на двигателях поскольку качество их изоляции обычно уступает качеству изоляции ЛЭП и другого оборудования.

Перекрытие фазной изоляции на арматуру железобетонной опоры, если ЛЭП долго не отключается, может привести к разрушению бетона опоры в месте его соприкосновения с землёй. В результате опора теряет свою прочность и «ложится» на землю.

В результате длительного протекания тока ОЗЗ грунт возле опоры высыхает, растёт его сопротивление, в результате чего увеличивается опасность поражения людей шаговым напряжением или напряжением прикосновения.

Если ОЗЗ длительно не отключается, существенно повышается вероятность возникновения пожаров, например в ячейках КРУ, из-за возникновения высокотемпературной дуги в месте ОЗЗ.

В последнее время в энергосистемах введено в эксплуатацию значительное количество импортных кабелей, наружная оболочка (броня) которых выполнена многожильными проводниками относительно малого суммарного сечения. Например, при сечении жилы трёхфазного кабеля в 70 ммобщее сечение брони составляет около 20 мм. При возникновении «многоместных» замыканий на землю наружная оболочка сильно перегревается и вызывает пожар покрывающей её пластмассовой изоляции.

При дуговых замыканиях на воздушных ЛЭП наводятся значительные помехи в расположенных поблизости линиях связи (например, телефонной) и т.д.

Если в дополнение к сказанному отметить, что качественные селективные защиты от ОЗЗ по ряду причин на энергетических предприятиях отсутствуют, и в сетях поиск повреждённого присоединения при ОЗЗ часто ведётся «дедовским» методом – поочерёдным отключением присоединений и затягивается на несколько часов.

Как известно, характер процессов, протекающих в сети при ОЗЗ, в большой степени зависит от режима заземления нейтрали.

 

Электроустановками называется со­вокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансфор­мации, передачи, распределения элект­рической энергии и преобразования ее в другой вид энергии.

Электрическая сеть представляет сово­купность электроустановок, служащих для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций рас­пределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропере­дачи. Работа электроустановки 3-х фазного переменного тока промышленной частоты 50 гц во многом определяется режимом работы нейтралей генераторов или транс­форматоров. Практикуется в основном два вида централей, изолированная нейтраль и заземленная нейтраль.

Изолированная нейтраль - это нейтраль генератора или трансформатора, которая не присоединена к заземляющему устройс­тву или присоединена через устройства с большим электрическим сопротивлением (приборы сигнализации, защиты, дугогасительные реакторы). Заземленная нейтраль - это нейтраль генератора или трансфор­матора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству или через малое электрическое сопротивление. От режима работы нейтралей зависит в значительной степени уровень изоляции электроустановок, выбор коммутационной аппаратуры, величины перенапряжений и способы их ограничения, величины токов однофазных коротких замыканий на землю (корпус), условия работы релейной защиты и т.п.

Замыканием на землю называется слу­чайное соединение находящихся под напря­жением частей электроустановки с конструктивными частями, не изолированными от земли, или непосредственно с землей.

Замыканием на корпус называется случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с их конструктивными частями, нормально не находящимися под напряжением.

Электроустановки, в которых ток за­мыкания на землю (корпус) не превыша­ет 500 А, считаются электроустановками с малыми токами замыкания на землю. Электроустановки с током замыкания на землю (корпус) более 500 А считаются электроустановками с большими токами замыкания на землю.

С малыми токами однофазного замы­кания на землю (033) работают электроус­тановки напряжением до и выше 1000 В с изолированной нейтралью генератора или трансформатора. Это 3-фазные электроус­тановки с линейным напряжением соответственно 220-380-660 в и 3-35 кВ.

С большими токами замыкания на зем­лю работают электроустановки с заземлен­ной нейтралью (эффективно заземленной нейтралью) напряжением 110 кВ и выше. С заземленной нейтралью работают также 4 проводные 3-фазные электрические сети напряжением до 1000 В, в которых токи 033 могут не иметь больших значений. Это электроустановки напряжением 220/127 В, 380/220 В, 660/380 В.

Однофазные аварийные замыкания на землю (корпус) составляют до 75% от всех видов повреждений в электроустановках.

Режим работы нейтрали в значитель­ной степени влияет также на условия электробезопасности людей. В электроус­тановках с изолированной и заземленной нейтралью применяются разные элект­розащитные мероприятия, которые будут рассмотрены ниже. Электроустановки по условиям электробезопасности разделя­ются на электроустановки напряжением до 1000 В включительно и выше 1000 В.





Дата добавления: 2013-12-13; Просмотров: 557; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.166.242.76
Генерация страницы за: 0.104 сек.