Шпаргалка по дисциплине "Энергетика"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54.Изоляция  электрооборудования станции и подстанции.

а)Уровни изоляции ПС –го оборудования.

Уровни изоляции ПС –го  оборудования координируются с воздействующими  на нее грозовыми и внутр.,в  частности, коммутационными перенапряжениями макс.рабочим напряжением.Грозовые и внутр. Перенапряжения ограничиваются по амплитуде вентильными разрядниками(РВ),которые являются основным аппаратом защиты подстанционной изоляции.

б) Станционно-аппаратные изоляторы.

На станциях и ПС-х, кроме изоляции линейного типа, используемых для монтажа ошиновки в ОРУ  применяются изоляторы, которые  можно объединить под общим названием станцинно-аппаратных.Эти изоляции можно разделить на 2 основных вида: опорные и проходные.Опорные изоляции используются для крепления шин ЗРУ и ОРУ в аппаратах,например,в качестве опорно изолирующих конструкций разъединителей.Проходные  изоляторы используются в ЗРУ для прохода токопроводов ч/з стены, а в трансформаторах и аппаратах-для ввода напряжения в металл.бак(также изоляции поэтому часто называются вводами) Опорные изоляции обычно выполняются фарфоровыми в конструкциях проходных изоляторов .Обычно применяется фарфор масло-баръерная или бумажно-масляная изоляции.

Конструктивные опорные  изоляторы выполняются стержневыми  и штыревыми.

Стержневые.Фарфоровый стержень служит не только для изоляции , но и  в качестве основного опорного элемента,армировочные детали служат только для крепления фарфорового стержня.

Штыревые.В этих изоляциях  механическая жесткость всей конструкции  создает стальной штырь на который  насаживаются фарфоровые элементы.Для  штыревых изоляторов открытой установки характерны сильно развитые ребра.На напряжениях 110кВ и выше применяются колонки из штыревых изоляторов.

Проходные изоляторы  маркируются не только по номин-му напряжению,но и по номин-му току стержня.По исполнению изоляции различают проходные изоляторы фарфоровые,

бумажно-бакелитовые,маслобаръерные и бумажно-масляные.Первые два типа в основном применяются на напряжения до 35кВ включительно; остальные типы – на 110 кВ и выше.

Маслонаполненные(масляно-баръерные  проходные изоляторы.На напряжениях 110кВ и выше еще применялись маслонаполненные проходные изоляторы с масляно-баръерной внутренней изоляцией,имеющей высокую электрическую прочность.Барьеры выполняют в виде бумажно-бакелитовых сумматоров,покрытых для выравнивания  напряжения металлизированными обкладками,корпус изоляции состоит из двух фарфоровых чехлов(наружный и внутренний),надетых на заземленных фланец.Заполнение всей полости изоляции маслом поддерживается конснрватором.

Проходные изоляторы  с бумажно-масляной изоляцией.Очень  высокая электропрочность достигается в проходных изоляторах с бумажно-масляной изоляцией.На токопровод стержень наматывается бумага,м/у слоями которой закладывается металлизмрованные обмотки.

 

 

 

 

 

 

 

 

55 Изоляция  электрооборудования закрытых и  открытых РУ.

Изоляция электрических аппаратов и РУ. В РУВН применяются следующие типа аппаратов – выключатели (масляные и воздушные); трансформаторы тока; трансформаторы напряжения, разъединители, отделители и короткозамыкатели конденсаторные батареи, токоограничивающие реакторы, разрядники и защитные воздушные промежутки. Изоляция таких аппаратов, как разединители, отделители, короткозамыкатели, токоограничивающие реакторы состоит из одиночных или соединенных  в колонки опорных изоляторов.

Изоляция  выключателей:

 Изоляция баковых  масляных выключателей состоит из изоляции вводов и баковой изоляции. Баковая изоляция состоит из изоляционной штанги,и ее направляющего устройства и изоляции м/ду токоведущими частями и баком выключателя. В эту изоляцию входят изоляционные барьеры.Штанги (тяги) выключателей изготавливают из дерева, пропитанного в масле или дальше – древесины – направляющие штанги и барьеры гасительных камер. Воздушные выключатели выполняются из сьандартных модулей – конструкций, содержащих обычно по одному разрыву на напряжение 50-55 кВ. Такое выполнение позволяет строить воздушные выключатели на самые высокие напряжения, используя стандартные узлы.

Вторая (главная) изоляция воздушного выключателя состоит  из фарфоровых изоляторов опорной конструкции , собираемых в колонку. Внутренняя полость изоляции используется в качестве воздухопроводов для подачи сжатого воздуха в гасительные устройства и управл. По контактам => такие изоляторы должны иметь высокую механическую прочность . Внешняя поверхность изоляторов имеет выполненную обычным образом ребра, повышенную эл.

Изоляция  трансформаторов тока.

Втулочные ТА представляют собой кольцевые магнитопроводы со вторичными обмотками, надеваемыми  на проходные изоляторы выключателей и трансформаторов. Высоковольтная изоляция этих трансформаторов тока создается самим проходным изолятором. Проходные стержневые ТА по строению аналогичны втулочным., но в них проходной изолятор является основной конструкцией самого ТА.

Изоляция  РУ (ЗРУ и ОРУ)

В изоляциях ОРУ входит изоляция аппаратов и ошиновки.В  ОРУ гибкая или полужесткая ошиновка подвеш. На подвес. Изолятор. Линейного типа.В ЗРУ жесткая ошиновка монтируется на опорных изоляторах. В ОРУ число изоляторов  в гирляндах берется на единицу больше, чем в линиях.

Изоляция  трансформаторов.

Изоляция подразделяется на изоляцию внутреннюю и внешнюю, т.е. изоляцию в баке и внешн.изоляцию, к которой относится воздушный промежуток на вводах.Внутренняя изоляция подразделяется на изоляцию обмоток и изоляцию отводок, включающие также изоляцию переключателей.

Изоляция вращающихся машин ВН

Требования к изоляции генераторов, в турбогенераторов в 1-ую

 

очередь очень жесткие  ограничения по размеру изоляционного  промежутка.Для изоляции статорных  обмоток применяют электрический  наиболее прочный  изоляционный материал.Изоляции эл.машин испытывают также значит. Механич.нагрузки и изоляции машин работают в напряженном температурном режиме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

56. Элегазовая  изоляция.

 

Элегаз SF₆ представляет собой инертный газ, плотность которого в 5 раз превышает плотность воздуха. Электрическая прочность элегаза в 2 — 3 раза выше прочности воздуха. Благодаря этим свойствам Элегаз получил большое распространение в качестве изоляционного и дугогасящего вещества. Элегаз обладает не только большей электрической прочностью, чем воздух и водород, но и лучшими дугогасящими свойствами даже при атмосферном давлении. Элегаз применяется в выключателях, отделителях, короткозамыкателях и другой аппаратуре высокого напряжения. Отделители и короткозамыкатели открытой конструкции недостаточно надежно работают в неблагоприятных погодных условиях (мороз, гололед). В эксплуатации наблюдаются случаи их отказа в работе, поэтому применение их в настоящее время ограничено. Взамен этих конструкций разработаны отделители и короткозамыкатели с контактной системой, расположенной в закрытой камере, заполненной элегазом. Достоинством закрытых короткозамыкателей и отделителей является четкая работа и малые времена включения и отключения. Элегазовый выключатель представляет собой замкнутую систему без выброса газа наружу. В элегазовых выключателях применяются автокомпрессионные дугогасительные устройства. При отключении цилиндр 4 вместе с контактом 3 перемещается вниз, образуется разрыв между подвижным 3 и неподвижным 1 контактами и загорается дуга. Поршень 5 остается неподвижным, поэтому при движении цилиндра вниз Элегаз под поршнем сжимается, создается дутье в камеру и полый контакт 1, столб дуги интенсивно охлаждается, и она гаснет. При включении цилиндр 4 перемещается вверх, контакт 1 оказывается в верхней камере цилиндра и цепь замыкается. Достоинства элегазовых выключателей: пожаро- и взрывобезопасность, быстрота действия, высокая отключающая способность, малый износ дугогасительных контактов, пригодность для наружной и внутренней установки. Недостатки: необходимость специальных устройств для наполнения, перекачки и очистки SF₆, относительно высокая стоимость SF₆.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57. Защита от  прямых ударов молнии

    Электроустановки, находящиеся на открытом воздухе, защищаются стержневыми молниеотводами. Для защиты линий, шинных мостов и гибких связей большой протяженности применяют тросовые молниеотводы.

Построение зон защиты молниеотводов показано на рисунках, где h — высота молниеотвода, h_x — высота защищаемого объекта (или защищаемый уровень), r_х — радиус (или   ширина)   зоны   защиты   на   высоте   h_x.

Открытые распределительные  устройства обычно защищены несколькими молниеотводами (рис. 38.4). Уровень h_x внутри треугольника или прямоугольника (образованных ближайшими тремя или четырьмя стержневыми молниеотводами) будет защищен, если диаметр D окружности, проходящей через следы молниеотводов (1—3) или диагональ прямоугольника, удовлетворяет условию

D ≤ 8(h-h_x)p

Подстанционные здания и сооружения защищаются путем соединения металлической кровли с контуром заземления или, если крыша неметаллическая, посредством сетки из стальной проволоки  диаметром не менее 8 мм с размером ячейки 5x5 м², располагаемой на крыше и присоединяемой к заземлению.

Заземление опор линий  электропередачи определяется требованиями молниезащиты линий. В линиях на металлических  и железобетонных опорах, проходящих по местности с р ≤ 300 Ом ∙ м, необходимые сопротивления заземлителя могут быть обеспечены железобетонными подножниками опор, являющимися естественными заземлителями. Если подножник опоры не обеспечивает необходимое значение сопротивления заземления опоры в данном грунте, то необходимо устройство дополнительного искусственного заземлителя в виде одного или нескольких вертикальных электродов, объединенных горизонтальной полосой или из двух, трех, четырех лучей небольшой длины.

Заземление молниеотводов  ОРУ в большинстве случаев производится путем присоединения их к заземлителю подстанции в виде уложенной в грунте сетки, состоящей из горизонтальных полос с шагом 6—10 м, объединяющей дополнительно забитые в случае необходимости вертикальные электроды.

В ОРУ напряжением 220 кВ и выше молниеотводы можно устанавливать на порталах распределительного устройства. Установка молниеотводов на порталах ОРУ напряжением 110, 150 кВ допускается при удельном сопротивлении грунта в грозовой сезон не более 1000 Ом-м при любой площади подстанции. От стоек ОРУ 110 и 150 кВ с молниеотводами должно обеспечиваться растекание тока молнии по магистралям заземления не менее чем в двух-трех направлениях. На расстоянии 3 - 5 м от стойки на каждой магистрали следует иметь по одному вертикальному электроду длиной не менее 5 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

58. Защита от  набегающих волн

С воздушных линий  электропередачи в результате поражения их молнией на подстанции набегают импульсы перенапряжений, имеющие форму:

полного импульса, повторяющего форму тока молнии при ударах в  фазный;

короткого импульса при  прорыве тросовой защиты или при ударе молнии в вершину опоры линии на металлических или железобетонных опорах с последующим перекрытием  линейной изоляции;

срезанного импульса при срабатывании трубчатого разрядника в начале защищенного полхода линии на деревянных опорах.

Защита электрооборудования  подстанцией осуществляется вентильными  разрядниками (РВ), а также нелинейными  ограничителями перенапряжений (ОПН). Характеристики РВ и возможные импульсные перенапряжения Uиз. на изоляции подстанции связаны соотношением

Uиз.≤ U_Д = U_ост + ΔU_K         (*)

где (U_Д — импульсное напряжение, допустимое для подстанционного оборудования; U_ост — остающееся напряжение на РВ при токе координации; ΔU_K  — координационный интервал, который учитывает повышение напряжения на защищаемом оборудовании по отношению к напряжению на РВ, зависящее от их взаимного удаления и от крутизны фронта набегающего импульса.

Для выполнения условия (*) требуются специальные меры для  уменьшения вероятности набегания на подстанцию импульса грозового происхождения, имеющего крутизну фронта выше допустимого значения а_д, которое находится путем расчета на ЭВМ или экспериментально с применением анализаторов грозозащиты. В качестве таких мер регламентируются расстояния между РВ и защищаемым оборудованием и длина защищенного подхода к подстанции (называемого также опасной зоной).

Типовая схема защиты от набегающих с линий электропередачи  импульсов грозовых перенапряжений приведена на рис. 38.1 Линии на деревянных опорах в пределах защищенного подхода оснащаются тросами. В начале подхода к подстанции устанавливается трубчатый разрядник, который служит для ограничения амплитуды импульса, проходящего к подстанции, и одновременно для защиты изоляции опоры, ослабленной заземляющими спусками от тросов. Если линия защищена тросами по всей длине, то в пределах опасной зоны снижают сопротивления заземления опор и уменьшают защитные углы на опорах. Особое внимание должно уделяться грозозащите подстанций, находящихся в местности с высоким удельным сопротивлением грунта, особенно в районах Крайнего Севера. Для повышения надежности защиты таких подстанций применяется прокладка на подходе линии металлических полос в земле, соединяющих заземлители опор (устройство противовесов); специальные схемы грозозащиты с выносом РВ или ОПН с подстанции на линию (каскадный принцип грозозащиты).