Коммутационные перенапряжения: физическая природа и способы защиты электрооборудования

Введение………………………………………………………………………...…3
1 Классификация и понятия перенапряжений……………………..………...…6
1.1. Понятие и характеристики перенапряжений в электрических сетях………………………………..……………………………………………....6
1.2. Причины возникновения и виды импульсных перенапряжений………………………………..……………………………...…..8
2 Общая характеристика коммутационных перенапряжений.……………….11
2.1.Основные виды коммутационных перенапряжений ..……………...11
2.2. Природа коммутационных перенапряжений на линиях электропередач………………………………………………………………......15
3. Способы защиты электрооборудования…..………………………………...18
3.1. Устройства защиты тиристорного электрооборудования от коммутационных перенапряжений ……………………………………...…..…18
Заключение……………………………..................…………………………..….21
Список используемой литературы……………..…………………………...…..22

Весь текст будет доступен после покупки

При эксплуатации на изоляцию электрооборудования и линий влияет ряд факторов: длительное рабочее напряжение, кратковременные перенапряжения, температура и температурные колебания, воздействие влаги и механических усилий и др. Перенапряжения которые возникают в электрических системах, являются одним из факторов, которые сильно влияют на надежность электроустановок. Несмотря на кратковременность воздействия, перенапряжения характеризуются высокой кратностью по отношению к длительному рабочему напряжению, воздействием на все электрически связанные элементы системы независимо от места возникновения, существенным усилением процессов возникновения и развития дефектов, не связанных с перенапряжениями, ускорением старения конструктивных узлов. Важнейшим элементом любого электрооборудования и любой линии является изоляция, которая во многом определяет безопасность эксплуатации, подходы к организации защиты от перенапряжений [1].
В последние годы в изоляционных конструкциях и электроустановках в целом появилось много инновационных изменений. В классе напряжения до 1000 В при разработках и проектировании все больше ставятся не только проблемы безопасности и электромагнитной совместимости, но и задачи повышения эффективности, что приводит к снижению запасов электрической прочности и необходимости принять дополнительные меры для защиты от перенапряжений и обеспечения безопасности. В сетях до 35 кВ в качестве коммутационных аппаратов применяются вакуумные выключатели.
Специфические свойства вакуума как дугогасящей среды вносят свои особенности в переходные процессы, требующие научного осмысления. В классе напряжения 110 кВ и выше неуклонно занимают позиции электрические аппараты и распределительные устройства электрогазового исполнения, когда координация изоляции с эксплуатационными воздействиями, защита от перенапряжений должны учитывать, кроме основных изоляционных конструкций относительно земли еще, и особенности межконтактной изоляции коммутационных аппаратов, влияние соседних фаз. Новые решения в изоляции трансформаторов, генераторов, двигателей, синхронных компенсаторов, шунтирующих, дугогасящих, фильтрующих, токоограничивающих реакторов требуют учета перенапряжений, воздействующих на изоляцию между витками, слоями и катушками одной фазы [1]. Переосмысление и более точное понимание процессов, совершенствование технических средств позволяют с более высокой эффективностью организовать защиту от перенапряжений. Все вышеперечисленные причины возникновения перенапряжения, очень важны, ведь это является очень опасным фактором, от которого зависит жизнь людей, состояние зданий и оборудования, и в общем состояние всего того, что нас окружает. Поэтому необходимо детально рассмотреть данную проблему, вышеизложенный вопрос.
Данная тема очень актуальна для современного мира, ведь перенапряжение связано непосредственно с электричеством, которое является неотъемлемой частью нашего мира. Невозможно представить жизнь без электроэнергии, ведь она практически охватывает все отрасли нашей жизнедеятельности, поэтому перенапряжения, а, следовательно, и перебои в различных механизмах и установках, приведут не только к большим потерями и неудобствам, но и, возможно, даже к катастрофам, связанных с жизнью, функционированием и деятельностью людей и всего общества. Проблема защиты изоляции высоковольтного электрооборудования от коммутационных перенапряжений приобрела наибольшую актуальность после внедрения в промышленную эксплуатацию вакуумной коммутационной аппаратуры. Во-первых, величина перенапряжений при отключении нагрузки может достигать значений, значительно превышающих диэлектрическую прочность изоляции электроустановки. Во-вторых, эти аппараты внедряются в электроустановки с частыми коммутациями. В-третьих, многократные повторные зажигания дуги в дугогасящей камере при неблагоприятных условиях могут привести к эскалации напряжения на вводах электроприемников, что сопровождается ростом кратности коммутационных перенапряжений. Попытаемся раскрыть данную тему, чтобы понять, из-за чего могут возникнуть перенапряжения и как обезопасить себя и электроустановки от данного опасного явления.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Классификация и понятия перенапряжений
1.1. Понятие и характеристики перенапряжений в электрических сетях
Перенапряжение – это такой режим работы в электрических сетях, заключающийся в чрезмерном увеличении значения напряжения выше допустимых значений для участка электрической сети, который является опасным для элементов оборудования данного участка электрической сети [2].
На рисунке 1 можно наблюдать перенапряжение в графическом виде

Рисунок 1- График перенапряжения
Кратность, повторяемость, форма кривой и широта охвата сети являются главными характеристиками перенапряжений, возникающих в сети.
Кратность – отношение максимального значения напряжения Umax к амплитуде наибольшего рабочего напряжения на данной изоляционной конструкции v2 Uир : К = Umax /v2 Uир. При измерениях или расчетах для определения кратности Umax обычно относят не к величине v2 Uир, а к фактической амплитуде рабочего напряжения, которое имеет место перед появлением перенапряжения или установившегося после него. Данное определение К не противоречит изложенному выше определению, поскольку полагается, что величина Umax пропорционально рабочему напряжению, и при увеличении напряжения до наибольшего рабочего напряжения величина кратности остается постоянной [2].

Весь текст будет доступен после покупки

1.Халилов Ф.Х. Классификация перенапряжений. Внутренние перенапряжения. Учебное пособие. Издание НОУ “Центр подготовки кадров энергетики”, Санкт-Петербург, 2012.
2. Электрические машины [Электронный ресурс].- Обращение к документу 22.09.2017
http://electrichelp.ru/elektricheskie-mashiny-v-pomoshh-studentu/ - статья в интернете.
3. Основные виды коммутационных перенапряжений [Электронный ресурс].- Обращение к документу 2.10.2017
http://referatwork.ru/category/literatura/view/125626_osnovnye_vidy_kommutacionnyh_perenapryazheniy - статья в интернете.

Весь текст будет доступен после покупки