Методические указания и задания для домашней контрольной работы по дисциплине «Электроснабжение предприятий и гражданских зданий» (стр. 17 из 20)
Вопросы для самоконтроля
1. Какие требования предъявляются к схемам АВР?
2. Назовите два метода АЧР? Какой метод применяют чаще всего и почему?
3. В чем заключается принцип автоматизации работы компенсирующего устройства?
Раздел 5. Элементы техники высоких напряжений в системах элек троснабжения
Тема 5.1 Испытание изоляции высоковольтного электрооборудования в электрических сетях
Назначение, объем и нормы испытания изоляции различных видов высоковольтного электрооборудования. Источники питания и аппаратура для испытания изоляции электрооборудования.
Методические указания
Передача больших мощностей на значительные расстояния по линиям электропередачи связана с применением высоких напряжений, что позволяет снизить ток в электрических сетях, уменьшить сечение проводов и потери в линиях.
Увеличение стоимости электроустановок и линий передачи высоких напряжений определяется в основном удорожанием изоляции. Напряжение, воздействующее на изоляцию в рабочем режиме, характеризуется номинальным напряжением электроустановок и сетей. Однако, при резких изменениях рабочего режима (к.з., отключение линий), а также при разрядах молнии в токоведущие части на изоляцию электроустановок и сетей воздействуют напряжения, значительно превышающие номинальные напряжения. Чтобы изоляция могла надежно работать при возникновении таких повышенных напряжений (перенапряжений), она должна быть изготовлена на напряжения более высокие, чем номинальные. Эти напряжения называются испытательными напряжениями изоляции и определяют электрическую прочность или уровень изоляции.
Изоляцию высоковольтного оборудования и сетей испытывают в специальных лабораториях высокого напряжения, оборудованных испытательными установками высокого напряжения промышленной частоты, высокой частоты, постоянного тока высокого напряжения и др.
При испытании изоляции высоковольтного оборудования необходимо:
1. провести осмотр объекта. Если в результате осмотра будут выявлены дефекты оборудования, то испытания следует производить только после устранения указанных дефектов;
2. измерения производить при температуре не ниже 5º С.
Изоляция считается выдержавшей испытания, если не произошло пробоя или перекрытия изоляции, а также не отмечено по показаниям приборов или по наблюдениям повреждение изоляции.
Объем и нормы испытаний электрооборудования должны соответствовать руководящим указаниям.
Литература
[3 стр.491-498;4 стр. 339-350].
Вопросы для самоконтроля
1.Какие факторы влияют на старение изоляции?
2. С какой целью и каким образом измеряют угол диэлектрических потерь?
3. Назовите минимально допустимое значение сопротивления изоляции обмоток контакторов и автоматов напряжением до 1 кВ.
Тема 5.2 Перенапряжения и защита от перенапряжения
Общие сведения о перенапряжении. Виды перенапряжения. Защита электрооборудования и электрических сетей от перенапряжения. Молниезащита зданий и сооружений. Защита воздушных линий тросами.
Методические указания
Перенапряжением называется всякое повышение напряжения до величины, опасной для изоляции электроустановки, рассчитанной на рабочее напряжение.
Перенапряжения в электрических установках подразделяются на внутренние и атмосферные.
Внутренние перенапряжения. К ним относятся режимные, коммутационные и дуговые перенапряжения.
Режимные перенапряжения возникают в ЭУ при изменениях их режима работы, например при отключении короткого замыкания, резких изменениях нагрузки, что сопровождается выделением запасенной в установке энергии. Эта энергия определяет кратность перенапряжения, представляющую собой отношение величин амплитуд перенапряжения и рабочего напряжения.
Коммутационные перенапряжения вызываются разрывом цепи переменного тока, содержащей индуктивности и емкости, например при отключении токов холостого хода трансформаторов, асинхронных двигателей, линий электропередач.
Дуговые перенапряжения могут возникнуть в установках выше 1 кВ при однофазных замыканиях на землю; их величина превышает в 4-4,5 раза номинальное напряжение.
Атмосферные перенапряжения. Они возникают вследствие воздействия на электроустановки грозовых разрядов. В отличие от коммутационных они не зависят от величины рабочего напряжения ЭУ. Атмосферные перенапряжения подразделяют на индуцированные перенапряжения и перенапряжения от прямого удара молнии.
Индуцированные перенапряжения возникают при грозовом разряде вблизи ЭУ и ЛЭП за счет индуктивных влияний. При индуцированных перенапряжениях в ЭУ, использующих тросы, амплитуда перенапряжения не превосходит 300-400 кВ. Поэтому они опасны для ЭУ с рабочим напряжением до 35 кВ и не опасны для установок 110 кВ и выше.
Перенапряжения от прямого удара молнии наиболее опасны. Измерения показывают, что токи молнии изменяются в пределах 10-250 кА, чаще всего составляют 25 кА. Скорость изменения тока молнии (крутизна) различна. Обычно для расчетов берут 50 кА/мкс при амплитуде тока 200 кА.
Для защиты ЭУ от атмосферных перенапряжений применяют молниеотводы, защитные тросы, разрядники и защитные промежутки.
Разрядник разряжает волну перенапряжения на землю с последующим немедленным восстановлением нормальной изоляции сети по отношению к земле. Разрядники подразделяются на трубчатые и вентильные.
Трубчатые разрядники применяют на линиях электропередач для защиты линейной изоляции от атмосферных перенапряжений. Они состоят из последовательно соединенных внешнего и внутреннего искровых промежутков.
Когда напряжение на разряднике в результате разряда молнии превышает установленное значение, искровые промежутки пробиваются и через разрядник проходит ток грозового разряда к заземлителю. При этом величина перенапряжения уменьшается. Одновременно через разрядник проходит ток короткого замыкания рабочей частоты, вызывающий образование в трубке электрической дуги. Под действием высокой температуры дуги стенки трубки бурно выделяют большое количество газов. Газы вырываются из трубки под давлением 100-150 ат и выдувают дугу. Дуга гасится в течение 1-2 периодов, после чего установка вновь может работать.
Вентильные разрядники. Они служат для защиты от атмосферных перенапряжений. При определенном значении перенапряжения искровые промежутки пробиваются и напряжение волны снижается. Пробой обычно происходит на всех трех фазах и при срабатывании разрядника вслед за импульсным током протекает сопровождающий ток рабочей частоты. Поскольку напряжение сети значительно меньше величины перенапряжения, сопротивление вилитовых дисков резко увеличивается, ток уменьшается до небольшой величины и в первый же период при переходе через нулевое значение прекращается. Из-за волны перенапряжения сопротивление вилитовых дисков при срабатывании разрядника значительно снижается и поэтому не не препятствует прохождению тока молнии в землю через заземлитель.
Молниеотвод защищает сооружение от прямых ударов молнии. Стержневой молниеотвод представляет собой высокий столб с проложенным вдоль него стальным проводом, соединенным с заземлителем. Тросовый молниеотвод – заземленный в нескольких точках провод, расположенный над проводами линии электропередачи.
Все здания подразделяются на три категории молниезащиты.
I – производственные здания и сооружения со взрывоопасными помещениями класса В-I, В-II.
II – другие здания и сооружения со взрывоопасными помещениями, не относимые к I категории.
III- все остальные здания и сооружения, в том числе и пожароопасные помещения.
Молниезащита зданий и сооружений I и II категорий выполняется от прямых ударов молнии отдельно стоящими молниеотводами (стержневыми) и тросовыми молниеотводами, обеспечивающими требуемую зону защиты.
Молниезащита зданий и сооружений III категории выполняется молниеприемной сеткой, расположенной на покрытии здания. Сетка выполняется круглой сталью (арматурой) с ячейками размером 12 х 12 м или 6 х 24 м.
Сопротивление заземлителя для молниезащиты
I и II категории – 10 Ом;
III категории – 20 Ом.
При расчете молниеотводов учитывается необходимость получения определенной зоны защиты, которая представляет собой пространство, защищаемое от прямых ударов мо
Для одиночного стержневого молниеотвода при высоте молниеотвода менее 60 м радиус защиты определяется
,Где h- высота молниеотвода, м; hx – высота защищаемого объекта, м.
Наибольший радиус защиты получается на поверхности земли, где
Rx = 1,5 h при угле защиты ά = 40º.
Для тросового молниеотвода при высоте подвеса защищаемых проводов менее 30 м
Зона защиты при этом представляет собой полосу шириной 2rx при защищаемом угле троса 25-30º.
Литература
[1 стр.309-317; 2 стр.408-425; 3 стр.499-508% 4 стр.350-357]
Вопросы для самоконтроля
1.Как подразделяются внутренние перенапряжения и причины их возникновения?
2. Перечислите виды разрядников и поясните принцип их действия.
3. Область применения стержневых и тросовых молниеотводов.
4. Как выполняется молниезащита III категории?
5. Как определяется радиус зоны защиты молниеотвода? От каких величин он зависит?
Задание для домашней контрольной работы
В домашней контрольной работе необходимо решить три задачи и ответить на два теоретических вопроса.
Вариант контрольной работы определяется номером учащегося по списку в учебном журнале.
Задача 1. Рассчитать электрические нагрузки групп электроприемников методом упорядоченных диаграмм показателей графиков электрических нагрузок. Исходные данные для расчета электрических нагрузок приведены в таблице 1