TWN ED 2014 15 WYK6 fale przepieciowe1, politechnika PśK, Technika wysokich napieć

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKAKatedra Urządzeń Elektrycznych i Techniki ŚwietlnejCzęść IIPrzepięcia i ochronaprzeciwprzepięciowaWykład 61. Wstęp2. Rozchodzenie się falw liniach długich1. WstępW normalnych warunkach pracy sieci i urządzeń elektroenergetycznych na izolacji występujesinusoidalnie zmiennenapięcie robocze.Wartość skuteczna napięcia międzyprzewodowego jestbliska napięciu znamionowemu (Un).Napięcie znamionowe to takie napięcie na jakie izolacja została obliczona i wykonana. Donapięcia znamionowego odnosi się własności elektryczne urządzeń takie jak: moc znamionowa,prąd znamionowy.Napięcie robocze w sieciach elektroenergetycznych nie może długotrwale przekraczać wartościdopuszczalnych (Um)zwanychnajwyższym napięciem roboczym.Tabela 1.1. Napięciaznamionowe i najwyższe dopuszczalnemiędzyprzewodowenapięciarobocze w sieciach elektroenergetycznychUnUm[kV][kV]33,667,210152030406011022040012,0 17,5 24,0 36,0 48,0 72,5 123,0 245,0 420,0Każdy krótkotrwały wzrost napięcia powyżej najwyższej dopuszczalnej wartości napięciaroboczego w normalnych warunkach pracy nazywamyprzepięciem.Wielkość przepięcia określa tzw współczynnik przepięć kpprzedstawiający sobą stosunekamplitudy przepięcia do wartości szczytowej najwyższego napięcia roboczego.Dla napięcia międzyprzewodowegokp�½Uprzep2Umdla napięcia fazowegokp�½Uprzep2Um3�½3Uprzep2UmWspólczynnik przepięćjest wielkością na którą można wpływać przez odpowiedni dobórwytrzymałości izolacji i środków jej ochrony.O wymiarach izolacji urządzeńdecydują na ogół przepięcia do-ziemne. W przypadku najwyż-szych napięć urządzenia budujesię zazwyczaj jako jednofazowe,a zatem odstępy między fazamisą znaczne i duża jest wytrzyma-łość izolacji międzyfazowej.Rys. 1.1. Wpływ współczynnika przepięć na wymiary słupówlinii 765 kV: a) kp= 2,0, b) kp= 1,5Podział przepięć ze względu na źródło ich powstawaniaa)przepięcia zewnętrzne(zwane też atmosferycznymi lub piorunowymi),– bezpośrednie (bezpośrednie uderzenie pioruna w linię lub stację),– pośrednie (indukowane),b)przepięcia wewnętrzne,– łączeniowe (przy wykonywaniu manipulacji łączeniowych),– zakłóceniowe (zwarcie, przerwanie przewodu),1.1. Przepięcia wewnętrzne1.1.1. Przykładowe źródła przepięć wewnętrznychA. Przepięcia przy niesymetrycznych zwarciach z ziemią.Są to przepięcia towarzyszące zwarciom jedno lub dwufazowym z ziemią. Miarą tych przepięć jestwspółczynnik doziemieniarówny stosunkowi wartości skutecznej napięcia (Uz) względem ziemi na faziezdrowej do wartości skutecznej fazowego dopuszczalnego napięcia roboczegoUzkz�½3UmStosunek Uz/Um= kunazywamywspółczynnikiem uziemienia sieci.Między współczynnika-mi kz i kuistnieje zależnośćkz=3kuWartości współczynników kuw dużym stopniu zależą od rodzaju zakłócenia (zwarcie jedno- lub dwufa-zowe) oraz od parametrów sieci, głównie od wartości stosunków R1/X1, R/X1i X/X1.Zatem współ-czynniki kuzależą też od sposobu uziemienia punktu gwiazdowego sieci.Rozróżniamy:-sieci z punktem zerowym izolowanym,w których, punkty gwiazdowe wszystkich transformato-rów są izolowane od ziemi,-sieci skompensowane,w których punkty gwiazdowe niektórych transformatorów połączone sąz ziemią poprzez tzw. dławiki gaszące dostrojone do pojemności linii,-sieci ze skutecznie uziemionym punktem zerowym,w których punkty gwiazdowe wszystkichlub tylko niektórych transformatorów są połączone bezpośrednio z ziemią.Sieci, w których ku< 0,8, nazywamy sieciami zeskutecznie uziemionym punktem zerowym.B. Przepięcia przy zrzucie obciążeniaPrzepięcia te powstają,gdy układy regulacji turbin generatorów nie nadążają za szybkimi zmianamiobciążenia. Najbardziej powolne są układy regulacji turbin wodnych, które dają największe przepięcia.Szczególnie duże przepięcia powstają w przypadku, gdy obciążenie generatora zostanie wyłączone nakońcu długiej linii przesyłowej. Generatory elektrowni przechodzą wówczas z obciążenia indukcyjnegona obciążenie pojemnościowe, które stanowi sama linia przesyłowa. Powoduje to dowzbudzenie genera-torów i jeszcze większy wzrost napięcia na zaciskach generatorów.Przepięcia te można ograniczyć przez wielokrotne powiązanie sieci, aby nie dopuścić do takiej sytu-acji, w której cała moc elektrowni byłaby przesyłana jedną tylko linią przesyłową.C. Przepięcia rezonansowePrzepięcia rezonansowe występują, jeśli wskutek zmiany konfiguracji sieci (po wyłączeniu obciążenialub w stanach awaryjnych) utworzą się w niej słabo tłumione obwody złożone z szeregowo połączonejindukcyjności i pojemności.D. Przepięcia przy odłączaniu nieobciążonych transformatorówŹródłem tych przepięć jest energia pola magnetycznego pozostająca w obwodzie indukcyjnym po jegoodłączeniu od sieci przy nagłym przerwaniu prądu przed naturalnym przejściem przez zero. Pod wpły-wem tej energii w odłączonym obwodzie indukcyjnym, który zawiera zawsze pewne pojemności - mogąto być nawet pojemności własne samych uzwojeń - rozwijają się drgania prądu i napięcia dające niekie-dy znaczne przepięcia. [ Pobierz całość w formacie PDF ]