Титульный лист Содержание



Скачать 391.98 Kb.
страница7/7
Дата22.06.2020
Размер391.98 Kb.
Название файлаТВН_ 60227_К.docx
ТипРеферат
1   2   3   4   5   6   7
h, м,




10







12




14




16




18




20




22




10




12

15









Таблица 6.2 - Исходные данные к выполнению контрольной задачи № 6






Величина



















Номер варианта по последней цифре шифра



















и единица

























































































































измерения




0







1




2







3




4




5




6




7




8




9
























































































f, м




4







4,5




5







5,5




6




6,5




7




7,5




8




9










a, м




5







7,5




10







12




13




14




15




18




19




20









Решение:

  1. Определим величину индуктированного перенапряжения Uинд на проводах высоковольтной линии.

При разряде молнии в землю или соседний объект на проводах возникает только индуктированное перенапряжение, рассчитываемое по формуле:

(6.1)
где Kи – коэффициент индуктированного перенапряжения, равный 25 – 30 Ом;

hср – средняя высота подвеса проводов воздушной линии в пролете, м;



Iм - ток молнии, А.
Средняя высота подвеса проводов ВЛ в пролете:

(6.2)

где h – высота подвеса проводов на высоковольтной линии, м;



f – стрела провеса проводов, м.
= 9 м,




  1. Определим кратность перенапряжения.

Кратность перенапряжения определяется по выражению:
(6.3)

где Uф – напряжение в высоковольтной линии, В.



Ответ:

  1. Величина индуктированного перенапряжения Uинд на проводах высоковольтной линии равна 187,5 В.

  2. Кратность перенапряжения равна 16,2∙10-3.

Контрольное задание 7



Определение основных параметров молниеотвода.
Для зашиты объекта (шириной a, длиной b и высотой h) от прямых ударов молнии установлен одиночный стержневой молниеотвод (рис. 7.1). Удельное сопротивление грунта – ρз, Ом∙м; ток молнии – Iм, кА.

Рисунок 7.1 - Схема защищаемого объекта:

а– расположение защищаемого объекта и молниеотвода; б и в – геометрические размеры железобетонного фундамента и защищаемого объекта.

Требуется:

– начертить эскиз контура заземления молниеотвода, состоящий из вертикальных и горизонтальных электродов;

– определить:

а) импульсное сопротивление контура заземления молниеотвода Rи;

б) минимально допустимое расстояние от молниеотвода до защищаемого объекта lmin ;

в) радиус зоны защиты rh на высоте h;

г) высоту молниеотвода H.



Исходные данные приведены в табл. 7.1 и 7.2.
Таблица 7.1 - Исходные данные к выполнению задачи № 7 (шифр 60227)

Величина




Номер варианта по предпоследней цифре шифра







и единица

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9




измерения





































a, м

3

3,2

3,4

3,6

3,8

4,0

4,2

4,4

4,6

4,8




b, м

3,2

3,4

3,6

3,8

4,0

4,2

4,4

4,6

4,8

5,0




h, м

12,0

11,5

11,0

10,5

10,0

9,5

9,0

8.5

8,0

7,5




аф, м

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3




hф, м

2,8

2,9

3,0

3,1

3,2

3,3

3,4

3,5

3,6

3,7



Таблица 7.3-Исходные данные к выполнению контрольной задачи




Величина







Номер варианта по последней цифре шифра







и единица

0

1




2

3

4

5

6

7

8

9




измерения











































Iм , кА

5

10




15

20

25

30

35

40

45

50




ρз, Ом·м

100

150




200

250

300

350

400

450

500

550





Решение:

На рисунке 7.2 - эскиз контура заземления молниеотвода, состоящий из вертикальных и горизонтальных электродов.



Рисунок 7.2 - Контур заземления молниеотвода:

1– заземляемое оборудование; 2 – заземлительный контур; 3 – стены здания; 4 – горизонтальный заземлитель; 5 – вертикальный заземлитель.
Рассчитаем импульсное сопротивление фундамента молниеотвода.

Для приближенного расчета сопротивления заземления одиночного стержнегого молниеотвода используем следующую формулу:



(7.1)

Определим импульсное сопротивление заземлителя:

(7.2)

где δи =0,8 – импульсный коэффициент для сопротивления фундамента.

- коэффициент использования вертикального заземлителя.

n – количество вертикальных труб заземления, шт. (табл.7.1, МУ)



Импульсное сопротивление заземляющих устройств молниеотводов не должно превышать 10 – 15 Ом.



Рассчитаем необходимое импульсное сопротивление искусственного заземлителя по формуле:
, (7.3)

Рассчитаем импульсное сопротивление, состоящее из горизонтальных полос по формуле:



(7.4)

Где l = 5м – длина полосы;

b =0,036 – ширина полосы;

t = 0,5 м – глубина залегания полосы;



,55;




Достаточность импульсного сопротивления искусственного заземлителя в виде полос определяется из неравенства:

RПИ ≤ RИИ

8,13 ≤ 55

Неравенство выполняется, значит искусственного заземлителя в виде полос нам достаточно.

Минимально допустимое расстояние по воздуху от lмин.в молниеотвода до защищаемого объекта рассчитывается с учетом допустимой напряженности электрического поля Е= 500 кВ/м, но не меньше 5м:

lмин.в =(RзIм+L0haср)/500 ≥ 5м, (7.5)

где L0= 110-6 Гн/м,

аср = Iм/ср = 40/10-6 = 4107 кА/с,
lмин.в =(1040 + 10-6  11 4107)/500 = 1,68 м.

Так как 1,68м5м, то принимаем lмин.в = 5 м.

Минимальное расстояние в земле lмин.з между заземлителем и ближайшей к нему точкой заземления защищаемого объекта рассчитывается с учетом допустимой напряженности электрического поля в земле Е = 300 кВ/м, но не меньше 3м:

lмин.з. = RзIм/300 ≥ 3 м,



lмин.з. = 1040/300 = 1,3м,

Так как 1,3м  3м, то принимаем lмин.з.=.


Радиус защищаемой зоны молниеотвода на высоте защищаемого объекта h:

rх = , (7.6)


rх = ,
Высоту молниеотвода Н определим из соотношения:

Н = (rх/1,5)+1,09h,

Н = (8,59/1,5)+1,09 11 = 17,71 м.
Ответ:

  1. Эскиз контура заземления молниеотвода, состоящий из вертикальных и горизонтальных электродов представлен на рис. 7.2.

  2. Импульсное сопротивление контура заземления молниеотвода Rи равен 8,13 Ом;

  3. Минимально допустимое расстояние от молниеотвода до защищаемого объекта lmin = 3 м;

  4. Радиус зоны защиты rh на высоте 11 м равен 8,59м;

  5. Высота молниеотвода H равна 17,71 м.

Контрольное задание 8



Определение эффективности работы вентильного разрядника при защите устройств электрической тяги.
Волна перенапряжения u0 приходит с линии с волновым сопротивлением на высоковольтное оборудование с волновым сопротивлением z2 и минимальным разрядным напряжением Uм (рис. 8.1). Форма приходящей волны определяется уравнением (8.1):

Рисунок 8.1 - Расчетная схема защищаемого объекта







t



t






















U 0 U ( e T1

e T2 ) .

(8.1)




Для защиты оборудования установлен вентильный разрядник РВ. Вольт-амперная характеристика разрядника определятся данными табл. 8.1. Импульсное пробивное напряжение разрядника Uимп = 100 кВ.


Таблица 8.1 - Вольт– амперная характеристика разрядника.

Величина




Исходные данные для построения вольт-секундной







и единица
















характеристики разрядника













измерения




















































ip, кА

0,2

0,3

0,4

0,6

1,0

2,0




3,0

5,0

10




Up, кВ

44

50

54

60

72

86




88

94

98



Требуется:


– построить график волны

(8.2)
– построить график изменения напряжения на разряднике и защищаемом им оборудовании и дать заключение об эффективности применения разрядника с данной вольт– амперной характеристикой.
Исходные данные указаны в табл. 8.2, 8.3.
Таблица 8.3 - Исходные данные к выполнению задачи (шифр 60739)

Величина




Номер варианта по предпоследней цифре шифра







и единица

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9




измерения





































U, кВ

550

500

450

400

350

300

350

400

450

500




Uм, кВ

200

190

180

170

160

150

140

190

110

100



Таблица 8.3 - Исходные данные к выполнению задачи



Величина




Номер варианта по последней цифре шифра







и едини-


































ца изме-

0

1

2

3

4

5

6

7




8

9

рения


































Z1, Ом

100

150

200

250

300

350

400

450




500

550

Z2, Ом

500

450

400

350

300

250

350

400




450

500

T1, мкс

53,0

51,7

50,3

48,8

54,5

24,4

38,7

67,4




70,8

68,1

T2, мкс

0,528

0,728

0,944

1,17

0,338

0,586

0,546

0,515




0,16

0,333


Решение:

1) Графическое решение.

В первом квадранте построим вольт-секундная характеристику падающей волны с учетом коэффициента преломления, т.е.
Eэкв(t) = Uпад (t)*2Z2 /(Z1 + Z2) = U [2Z2/(Z1 + Z2)][ехр(–t / T1) – exp(–t /T2)].
При определении Eэкв(t) значение переменной величины t с шагом 0,2 мкс рассчитывается до t =0,2…2 мкс.


t =0,2

Eэкв(t)=86,7 кВ

=0,4

Eэкв(t)= 155,4 кВ

t =0,6

Eэкв(t)=202,5 кВ

=0,8

Eэкв(t)=248,3 кВ

t =1

Eэкв(t)=237 кВ

=1,2

Eэкв(t)=297 кВ

t =1,4

Eэкв(t)=315,1 кВ

=1,6

Eэкв(t)=328,3 кВ

t =1,8

Eэкв(t)=339,2 кВ

=2,0

Eэкв(t)=335,9 кВ

Во втором квадранте построим:

— вольтамперная характеристика разрядника Uр = f(Iр);
Падение напряжения на экв. сопротивления т.е.: ∆U=Iр*Zэкв.
Zэкв = Z1Z2/(Z1 + Z2)=211,8 Ом


Iр= 0,2кА

U=32,41кВ

Iр= 0,3кА

U=43,17кВ

Iр= 0,4кА

U=64,82кВ

Iр= 0,5кА

U=75,58кВ

Iр= 0,6кА

U=96,24кВ

Iр= 1,0кА

U=151,7кВ

Iр= 2,0кА

U=312,4кВ

Iр= 3,0кА

U=469,1кВ

Iр= 5,0кА

U=783,6кВ

Iр= 6,0кА

U=952,4кВ

— суммарное падение этих составляющих в зависимости от тока протекающего через разрядник, т.е. Uр + Iр*Z1Z2/(Z1 + Z2), что равно Eэкв(t) после пробоя искрового промежутка разрядника.


Eэкв(t) после пробоя = Uр+Iр*Z1Z2/(Z1 + Z2)

Uр =44 кВ

Eэкв(t)=74,6 кВ

Uр =51 кВ

Eэкв(t)= 99,2 кВ

Uр =53 кВ

Eэкв(t)=116,7 кВ

Uр =56 кВ

Eэкв(t)=135,7 кВ

Uр =59 кВ

Eэкв(t)=154,2 кВ

Uр =62 кВ

Eэкв(t)=220,3 кВ

Uр =67 кВ

Eэкв(t)=382,4 кВ

Uр =73 кВ

Eэкв(t)=555,7 кВ

Uр =80 кВ

Eэкв(t)=866,8 кВ

Uр =92 кВ

Eэкв(t)=1039,3 кВ

Построим график изменения значений напряжения на разряднике в зависимости от времени Up(t) и в первом квадранте.

После пробоя искрового промежутка напряжение на разряднике будет равно: Uр(t) = Eэкв(t) - Iр(t)Zэкв,

где Iр(t) – ток через разрядник.



Iр= 0,2кА

Eэкв(t)=74,6 кВ

Uр(t) =44 кВ

Iр= 0,3кА

Eэкв(t)= 99,2 кВ

Uр(t) =51 кВ

Iр= 0,4кА

Eэкв(t)=116,7 кВ

Uр(t) =53 кВ

Iр= 0,5кА

Eэкв(t)=135,7 кВ

Uр(t) =56,1 кВ

Iр= 0,6кА

Eэкв(t)=154,2 кВ

Uр(t) =59 кВ

Iр= 1,0кА

Eэкв(t)=220,3 кВ

Uр(t) =62 кВ

Iр= 2,0кА

Eэкв(t)=382,4 кВ

Uр(t) =67,1 кВ

Iр= 3,0кА

Eэкв(t)=555,7 кВ

Uр(t) =73,1 кВ

Iр= 5,0кА

Eэкв(t)=866,8 кВ

Uр(t) =80,2 кВ

Iр= 6,0кА

Eэкв(t)=1039,3 кВ

Uр(t) =92,2 кВ

Получим, что tм = (Т2Т1 /Т1Т2) ln (T1/T2 )=2,52 мкс.

Применение уравнения значительно упрощает графическое определение Uмакс=86,5 кВ.

2) Заключение об эффективности применения данного разрядника для защиты высоковольтного оборудования делается на основе сравнения максимального значения на разряднике Uмакс (с учетом 30% запаса) с минимальным разрядным напряжением оборудования, т.е. для защиты оборудования данным разрядником должно выполняться неравенство Uмакс·1,3 ≤ Uмин.



112,45<180кВ

Рисунок 8.1 - Графическое определение напряжения на разряднике и защищаемом объекте


Ответ:

По результатам расчета вентильный разрядник эффективен для защиты высоковольтного оборудования, т.к. максимальное значение напряжения на разряднике меньше чем, минимальное разрядное напряжение.



 

Библиографический список



Основная литература



  1. Ройзен О. Г. /Техника высоких напряжений: Учебное пособие О.Г. Ройзен. М.: Маршрут, 2005. 37 с.

  2. Чайкина Л. П. Техника высоких напряжений: Учебник / Л. П. Чайкина. М.: Маршрут, 2005. 228 с.

  3. Кротенко Е. А. Электрическая прочность и испытания высоковольтной изоляции. Характеристики защитных аппаратов / Е. А. Коротенко / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008. 39 с.

  4. Кротенко Е. А. Техника высоких напряжений и электротехнические материалы: Конспект лекций / Е. А. Кротенко / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010. Ч.1. 39 с.


Дополнительная литература


  1. Техника высоких напряжений. Учебник / Под ред. Д. В. Разевига.М.: Энергия, 1976. 488 с.

  2. Егоров В. В. Техника высоких напряжений. Перенапряжения в устрой-ствах электрической тяги. Профилактические испытания изоляции: Учебное пособие / В. В. Егоров. М.: Энергия, 2004. 188 с.

Скачать 391.98 Kb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7




База данных защищена авторским правом ©danovie.ru 2020
обратиться к администрации

    Главная страница