Главная | Обратная связь

Общая характеристика перенапряжений

Лекция 12. ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

 

 

Перенапряжением называют всякое превышение напряжением ам-

плитуды наибольшего рабочего напряжения. Длительность перенапряже-

ния может составлять от единиц микросекунд до нескольких часов. Воз-

действие перенапряжения на изоляцию может привести к ее пробою.

Косновнымхарактеристикам перенапряжения (которые, как пра-

вило, являются случайными величинами) относят следующие:

• максимальное значение;

• кратность перенапряжения, равная отношению максимального зна-

чения перенапряжения к амплитуде наибольшего допустимого рабо-

чего напряжения;

• время нарастания перенапряжения;

• длительность перенапряжения;

• число импульсов в перенапряжении;

• широта охвата сети;

• повторяемость перенапряжения.

Наибольшее рабочее напряжение (линейное) определяется соотно-

шением U раб.наиб.⁼k_pU ном^,где значение коэффициента k_pпринимают равным

следующим значениям.

 

 

 

Класс напряжения Uном^,кВ

k_p

 

3-20

1.2

 

35-220

1.15

 

1.10

 

500-1150

1.05

 

ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах

электроснабжения общего назначения» дает дополнительные определения

для перенапряжения:

• импульснапряжения - резкое изменение напряжения в точке элек-

трической сети, за которым следует восстановление напряжения до

первоначального или близкого к нему уровня за промежуток времени

до нескольких миллисекунд;

• временноеперенапряжение - повышение напряжения в точке элек-

трической сети выше 1,1Uном продолжительностью более 10 мс,

возникающее в системах электроснабжения при коммутациях или

коротких замыканиях;

• коэффициентвременногоперенапряжения - величина, равная от-

ношению максимального значения огибающей амплитудных значе-

ний напряжения за время существования временного перенапряже-

ния к амплитуде номинального напряжения сети.

Для отклонения напряжения ГОСТ 13109-97 определяет нормально

допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклоне-

ния напряжения на выводах приемников электрической энергии соответст-

венно ± 5 и ± 10% от номинального напряжения электрической сети.

Поместуприложениянапряжения различают:

• фазные перенапряжения;

• междуфазные перенапряжения;

• внутрифазные перенапряжения например, между витками катушки

трансформатора, между нейтралью и землей);

• между контактами коммутационных аппаратов.

Попричинамвозникновения перенапряжения подразделяются на

следующие:

• внешние – от разрядов молнии (атмосферные перенапряжения) и от

воздействия внешних источников;

• внутренние – возникающие при резонансных явлениях, при авариях и

при коммутациях элементов электрической цепи.

В высоковольтных цепях главным источником внешних перенапря-

жений являются разряды молнии. Наиболее опасны прямыеударымолнии

в оборудование (ПУМ), при которых даже на заземленных сооружениях

возникают большие потенциалы. Индуктированныеперенапряжения

возникают вследствие индуктивной и емкостной связи канала молнии с то-

коведущими и заземленными частями электрической сети. Величина ин-

дуктированных перенапряжений меньше, чем при прямых ударах молнии,

и они опасны только для сетей до 35 кВ при ударе молнии вблизи линии.

 

 

 

Импульсы перенапряжений распространяются на значительные рас-

стояния от места возникновения. Набегающие волны могут представлять

опасность для электрооборудования подстанций, электрическая прочность

которого ниже, чем у линейной изоляции.

Внутренниеперенапряжения по длительности и по причине воз-

никновения делятся на квазистационарные и коммутационные.

Квазистационарныеперенапряжения продолжаются от единиц се-

кунд до десятков минут и в свою очередь подразделяются на режимные,

резонансные, феррорезонансные и параметрические. Режимные перена-

пряжения возникают при несимметричных коротких замыканиях на землю,

а также при разгоне генератора в случае резкого сброса нагрузки. Резо-

нансные перенапряжения имеют место при возникновении резонансных

эффектов в линиях (при одностороннем питании линии), в электрических

цепях при наличии реакторов. Феррорезонансные перенапряжения возни-

кают в цепях с катушками с насыщенным магнитопроводом, что может

быть как на частоте 50 Гц, так и на высших гармониках и на субгармони-

ках. Особенностью феррорезонанса является скачкообразный вход в режим

резонанса (триггерный эффект).

Коммутационныеперенапряжения возникают при переходных

процессах и быстрых изменениях режима работы сети (при работе комму-

тационных аппаратов, при коротких замыканиях и при прочих резких из-

менениях режима) за счет энергии, запасенной в емкостных и индуктивных

элементах. Наиболее часто такие перенапряжения имеют место при комму-

тациях линий, индуктивных элементов, конденсаторных батарей.