ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК СТАНЦИЙ Кафедра ТЭВН Преподаватель Коломиец Е.В. Вводная лекция 1 Разделы дисциплины Режимы нейтрали электрических сетей, перенапряжения при однофазных замыканиях на землю Феррорезонансные явления в электрических сетях Перенапряжения в обмотках силовых трансформаторов, автотрансформаторов и шунтирующих реакторов Перенапряжения в экранах кабелей Перенапряжения и координация изоляции Методика применения ОПН для ограничения перенапряжений в электрических сетях 6-750 кВ 2 1. Режимы нейтрали электрических сетей, перенапряжения при однофазных замыканиях на землю Общая характеристика режимов заземления нейтрали электрических сетей. Достоинства и недостатки. Режимы заземления нейтрали в России и за рубежом. Емкостные токи замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью. Перенапряжения при однофазных дуговых замыканиях (ОДЗ) на землю в сетях 6-35 кВ с изолированной нейтралью. Энергетические воздействия на ОПН. Резонансная настройка. Ограничение восстанавливающегося напряжения на поврежденной фазе при ОДЗ. Недостатки резонансной настройки: возрастание смещения нейтрали при емкостной несимметрии, опасность недокомпенсации. Анализ требований ПУЭ, ПТЭ и инструкции по компенсации емкостных токов. Конструкции дугогасящих реакторов. Высокоомное и низкоомное заземление нейтрали. Заземление нейтрали в сетях генераторного напряжения. Эффективное заземление нейтрали. 3 2. Феррорезонансные явления в электрических сетях Типовые конструкции измерительных трансформаторов напряжения и их схемы замещения для анализа феррорезонансных явлений в электрических сетях. Свободные колебания контура с нелинейной индуктивностью. Самонастройка феррорезонансного контура на частоту источника. Разновидности феррорезонанса. Классификация схем, приводящих к возникновению феррорезонансных явлений. Феррорезонансные перенапряжения в сетях с изолированной нейтралью. Антирезонансные трансформаторы напряжения НАМИ, НАЛИ и НАМИТ. Явление «ложной земли». Феррорезонансные перенапряжения в сетях с заземленной нейтралью 220-500 кВ. Классификация феррорезонансных схем. Современные конструкции антирезонансных TH. Влияние дополнительных емкостей в элегазовых генераторных выключателях на феррорезонансные процессы в сетях генераторного напряжения. 4 3. Перенапряжения в обмотках силовых трансформаторов, автотрансформаторов и шунтирующих реакторов Перенапряжения в обмотках трансформаторов при воздействии грозовых импульсов. Понятие начального и конечного распределений напряжения. Определение параметров схем замещения трансформаторов для расчета высокочастотных и импульсных перенапряжений. Входные емкости трансформаторов. Конструкции обмоток. Импульсная электрическая прочность продольной изоляции. Конструктивные особенности трансформаторов для снижения воздействий на продольную изоляцию. Расчет продольных емкостей катушечных обмоток: непрерывных, частично и полностью переплетенных, с холостыми витками. Наведенные напряжения на обмотках низшего напряжения. Защита обмоток низшего напряжения трансформаторов от грозовых перенапряжений. 5 4. Перенапряжения в экранах кабелей. Физический механизм возникновения токов в экранах кабелей. Расчетные соотношения для определения токов и потерь в экранах трехфазных кабельных линий. Допустимые токи. Частичное заземление и транспозиция экранов как средство снижения токов в экранах. Перенапряжения в экранах при частичном заземлении или неполной транспозиции экранов. Применение ОПП для защиты изоляции экранов. 6 5. Перенапряжения и координация изоляции Координация изоляции в сетях с изолированной и заземленной нейтралью. Анализ испытательных напряжений по ГОСТ 1516.3. Допустимый уровень квазистационарных, коммутационных и грозовых перенапряжений для силовых трансформаторов. КЛ, ВЛ, электрооборудования распредустройств. 7 6. Методика применения ОПН для ограничения перенапряжений в электрических сетях 6-750 кВ Квазистационарные перенапряжения в сетях с заземленной нейтралью. Расчет напряжения на нейтрали при несимметричных коротких замыканиях в сети с заземленной нейтралью. Перенапряжения на неповрежденных фазах при несимметричных коротких замыканиях. Учет емкостного эффекта для дальних электропередач. Ограничители перенапряжений. Конструкции ограничителей. Энергоемкость ОПН. Анализ основных положений ГОСТ Р 52725. Различие подходов к выбору ОПП в сетях 6-35 кВ и 110-750 кВ. Анализ действующих методических указаний и нормативов МЭК. Темы практических занятий Вводное занятие. Выбор ДГР для защиты от ОЗЗ. Методика защиты от феррорезонансных повышений напряжения в РУ напряжением 220-500 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения. Инструментальное определение параметров R-C цепочки для защиты от резонансных явлений в сети генераторного напряжения. Вопросы практической реализации способов борьбы с потерями в экранах силовых кабелей. Переходный резонанс в схемах с кабелями 6–500 кВ. Входные емкости силовых трансформаторов и автотрансформаторов. Схемы замещения и параметры трансформаторов и автотрансформаторов. Методика защита электрооборудования от прямого удара молнии. Выбор ОПН для защиты от перенапряжений. 9 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Печатные и электронные издания: 1. В.В. Титков, Ф.Х. Халилов. Перенапряжения и молниезащита: учебное пособие // СПб.: Изд-во СПбПУ, 2011. – 222 с. 2. Ю.Н. Бочаров, С.М. Дудкин, В.В. Титков. Техника высоких напряжений: учебное пособие // СПб.: Изд-во СПбПУ, 2013. – 265 с. 3. К.П. Кадомская, IO.А. Лавров, О.И. Лаптев, Электрооборудование высокого напряжения нового поколения. Основные характеристики и электромагнитные процессы // Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. - 343 с. 4. Р.А. Вайнштейн, Н.В. Коломиец. В.В. Шестакова. Режимы заземления нейтрали в электрических системах // Томск: Изд-во ТПУ, 2006. — 118с. 5. Силовые Трансформаторы. Справочная книга / под ред. С.Д. Лизунова. А.К. Лохани-на // М.: Энергоиздат, 2004. - 616 с. 6. Стандарт организации ОАО «ФСК ЕЭС» СТО 56947007-29.130.10.197-2015 «Методические указания по применению ОПН на ВЛ 6-750 кВ». 2015 7. Ограничители перенапряжений в электроустановках 6 - 750 кВ // М.А. Аронов. О.А., Аношин. О.И., Кондратов и др. М.: Знак. 2001. 8. ГОСТ Р 52725-2007. Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ. Общие технические условия. 200 9. Методические указания по применению ограничителей перенапряжений в электрических сетях 110 750 кВ // Москва. РАО «ЕЭС России». 2000. 10. Методические указания по применению ограничителей перенапряжений нелинейных в электрических сетях 6 - 35 кВ // Москва. РАО «ЕЭС России». 2001 11. А.В. Сапожников. Уровни изоляции электрооборудования высокого напряжения // М.: «Энергия». 1969. - 296 с. 10 Интернет-ресурсы, включая профессиональные базы данных и информационно-справочные системы: Университетская информационная система «РОССИЯ» https://uisrussia.msu.ru Справочно-правовая система «Консультант+» http://www.consultant-urist.ru Справочно-правовая система «Гарант» http://www.garant.ru База данных Web of Science https://apps.webofknowledge.com/ База данных Scopus https://www.scopus.com Портал открытых данных Российской Федерации https://data.gov.ru База открытых данных Министерства труда и социальной защиты РФ https://rosmintrud.ru/opendata База данных Научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU https://elibrary.ru/ База данных профессиональных стандартов Министерства труда и социальной защиты РФ http://profstandart.rosmintrud.ru/obshchiy-informatsionnyy-blok/natsionalnyy-reestr-professionalnykh-standartov/ Базы данных Министерства экономического развития РФ http://www.economy.gov.ru База открытых данных Росфинмониторинга http://www.fedsfm.ru/opendata Электронная база данных «Издательство Лань» https://e.lanbook.com Федеральная государственная информационная система «Национальная электронная библиотека» https://нэб.рф Национальный портал онлайн обучения «Открытое образование» https://openedu.ru Электронная база данных "Polpred.com Обзор СМИ" https://www.polpred.com Официальный сайт Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии http://protect.gost.ru/ Электронная библиотека МЭИ https://ntb.mpei.ru/e-library/index.php. Раздел учебной дисциплины на форуме кафедры техники и электрофизики высоких напряжений http://www.tvn-moscow.ru/forum/. 11 Перечень контрольных мероприятий текущего контроля успеваемости по дисциплине: КМ-1 Контрольная работа КМ-2 Контрольная работа КМ-3 Контрольная работа 12
