Раздел 3. Коммутационные перенапряжения

При изучении механизма возникновения и развития тех или иных видов коммутационных перенапряжений необходимо обратить внимание на составление схемы замещения, выбора ее параметров, выяснить влияние отдельных факторов на кратность и длительность перенапряжений.

Следует изучить и уметь объяснить, как возникают коммутационные перенапряжения при включении и отключении ненагруженных линий и силовых трансформаторов, высоковольтных двигателей и конденсаторных батарей, при автоматических повторных включениях, при отключениях коротких замыканий. При изучении тех или иных видов коммутационных перенапряжений необходимо оценить степень их опасности для электрооборудования электрических систем и усвоить способы и методы их ограничения или предотвращения. Необходимо понять, чем вызваны перенапряжения при автоматическом повторном включении (АПВ), и какие могут быть приняты меры по ограничению данных перенапряжений.

Изучить физический механизм высокочастотных коммутационных перенапряжений и способы защиты от них.

Обратить внимание на квазистационарные перенапряжения и их влияние на надежность работы электрической сети. Освоить методику расчета вынужденных перенапряжений на частоте 50 Гц при неполнофазных режимах, при ТАПВ и ОАПВ, при однофазном коротком замыкании (КЗ) и др.

Изучить особенности коммутационных перенапряжений в элегазовых распредустройствах, способы и технические средства защиты изоляции КРУЭ и оборудования подстанции от этих перенапряжений, Понять, как осуществляется защита КРУЭ от резонансных перенапряжений.

Освоить методику выбора нелинейных ограничителей перенапряжений для защиты электрооборудования класса 110 кВ и выше и координацию изоляции по коммутационным перенапряжениям.

Литература: [1] гл. 26, 27 §27.1 ¸ 27.5; [2] гл. 22, 23, 25; [5] раздел 3, с. 27 ¸ 35.

Вопросы для самоконтроля

1. Почему переходный процесс, происходящий при включении ненагруженной линии, можно рассматривать как процесс в простом колебательном контуре и при каком условии?

2. От чего зависит величина максимальных перенапряжений при включении ненагруженных линий?

3. Перечислите меры ограничения вынужденной составляющей при включении ненагруженной линии.

4. Перечислите меры, направленные на ослабление переходной составляющей коммутационного процесса при включении ненагруженной линии.

5. Нарисуйте схему выключателя с шунтирующим сопротивлением и объясните ее. Какие требования предъявляются к резистору при ограничении перенапряжений при включении ненагруженной линии?

6. Каков физический процесс возникновения перенапряжений при АПВ?

7. От чего зависит величина перенапряжений при АПВ, и когда возникают максимальные значения перенапряжений при АПВ?

8. Почему при наличии подключенных к линии электромагнитных трансформаторов напряжения перенапряжения при АПВ снижаются, а при наличии шунтирующих реакторов наоборот повышаются?

9. Какие применяются меры ограничения перенапряжений, возникающих при АПВ?

10. Опишите механизм возникновения перенапряжений при отключении ненагруженных линий.

11. От чего зависит значение максимального напряжения в переходном процессе при отключении ненагруженной линии?

12. Почему в сетях, оборудованных воздушными выключателями, с перенапряжениями при отключении ненагруженных линий можно не считаться?

13. Какие существуют меры ограничения перенапряжений, возникающих при отключении ненагруженных линий?

14. Почему реактор поперечной компенсации, подключенный к линии, снижает перенапряжения при отключении ненагруженной линии и наоборот повышает перенапряжения, возникающие при АПВ этой же линии?

15. Опишите механизм возникновения перенапряжений, возникающих при отключении симметричных КЗ.

16. В чем особенность перенапряжений, возникающих при отключении симметричных КЗ на линиях, снабженных УПК?

17. От чего зависит величина перенапряжений, возникающих при отключении симметричных КЗ на линиях, снабженных УПК?

18. Как влияет наличие реакторов за УПК на величину перенапряжений, возникающих при отключении симметричных КЗ на линиях, снабженных УПК?

19. Опишите механизм возникновения перенапряжений, возникающих при отключении линии в режиме асинхронного хода.

20. В чем состоят недостатки применения шунтирующих сопротивлений в выключателях, применяемых для ограничения коммутационных перенапряжений?

21. Опишите механизм возникновения перенапряжений, возникающих при отключении реакторов и ненагруженных трансформаторов.

22. Нарисуйте схему замещения отключения ненагруженного трансформатора и объясните ее.

23. Какие факторы влияют на значения перенапряжений, возникающих при отключении трансформатора без нагрузки?

24. Как влияет работа выключателя и его конструкция на значения перенапряжений, возникающих при отключении ненагруженного трансформатора?

25. В чем отличие перенапряжений, возникающих при отключении реактора, по сравнению с перенапряжениями, возникающими при отключении ненагруженного трансформатора?

26. Чем можно ограничить перенапряжения, возникающие при отключении реактора или ненагруженного трансформатора?

27. Опишите переходный процесс при включении высоковольтного электродвигателя с неодновременным замыканием полюсов выключателя.

28. В каких случаях возможны наибольшие значения перенапряжений при включении высоковольтного электродвигателя?

29. Какие процессы возникают при отключении от сети вращающегося двигателя со срезом тока?

30. От чего зависит кратность перенапряжений при отключении вращающегося электродвигателя, и каковы ее значения?

31. Почему кратность перенапряжений при отключении практически неподвижного электродвигателя существенно выше, чем при отключении вращающегося, и от чего зависит ее значение?

32. Что представляет из себя демпфирующая R-С цепочка, и каково ее назначение?

33. В чем состоят ограничения в применении R-С цепочки для защиты от перенапряжений высоковольтных электродвигателей?

34. Почему ОПН менее эффективны при защите электродвигателей от коммутационных перенапряжений, чем правильно подобранная R-С цепочка, и как они должны быть установлены?

35. В результате чего возникают высокочастотные коммутационные перенапряжения?

36. Каковы параметры высокочастотных коммутационных перенапряжений?

37. В чем опасность высокочастотных коммутационных перенапряжений?

38. Нарисуйте и объясните эквивалентную схему, в которой возникают высокочастотные коммутационные перенапряжения.

39. Объясните механизм возникновения и развития высокочастотных коммутационных перенапряжений?

40. В чем основное отличие высокочастотных коммутационных перенапряжений с разными процессами подзарядки емкостей шин?

41. Чем определяется величина высокочастотных коммутационных перенапряжений?

42. Какова особенность высокочастотных коммутационных перенапряжений на подстанциях с протяженными системами шин?

43. Каковы особенности выбора и установки вентильных разрядников с целью обеспечения их безаварийной работы при воздействии высокочастотных коммутационных перенапряжений?

44. Почему на протяженных системах шин, подлежащих частым коммутациям разъединителями, использование электромагнитных трансформаторов напряжения предпочтительнее емкостных типа НДЕ?

45. Назовите наиболее эффективные средства ограничения высокочастотных коммутационных перенапряжений.

46. В чем состоит защита от резонансных перенапряжений?

47. Каков алгоритм вычисления вынужденных напряжений в несимметричном режиме при однополюсном КЗ, и что для этого требуется знать?

48. Какие расчетные схемы рассматриваются при расчете вынужденных напряжений частотой 50 Гц при резонансных перенапряжениях?

49. Какие применяются меры защиты от перенапряжений в паузе успешного ОАПВ?

50. В каких схемах возникают перенапряжения при неполнофазных режимах, и как оценить возможность их появления?

51. Какие меры защиты от перенапряжений применяются при неполнофазном резонансе?

52. Какие параметры электропередачи должны быть известны для расчета перенапряжений при неполнофазных режимах?

53. При каких условиях возможно возникновение переходного резонанса в электропередачах?

54. Как осуществляется координация изоляции по уровню внутренних перенапряжений?

55. В чем основная трудность правильного выбора ОПН по сравнению с выбором вентильного разрядника?

56. Что необходимо учитывать при выборе ОПН для схем, в которых линия может коммутироваться вместе с трансформатором?

57. В чем особенность выбора ОПН для сетей 110 кВ, в которых возможна коммутация линий с трансформатором с разземленной нейтралью?

58. Какие группы перенапряжений имеют место в элегазовых комплектных распредустройствах?

59. От чего зависят кратности перенапряжений в элегазовых комплектных распредустройствах?

60. Почему процессы перезарядки шин в КРУЭ характеризуются очень высокими частотами?

61. Что позволяет оценить критерий правильных дробей?

62. От чего зависит электрическая прочность элегазовой изоляции при воздействии высокочастотных перенапряжений?

63. Какие технические средства применяются для защиты изоляции КРУЭ от перенапряжений?

64. Какова роль предвключаемых резисторов в элегазовых выключателях и разъединителях?

65. Какие существуют особенности защиты КРУЭ от низкочастотных коммутационных перенапряжений?

66. Почему защита КРУЭ от высокочастотных перенапряжений с помощью ОПН неэффективна?

67. Как можно защитить изоляцию КРУЭ от высокочастотных перенапряжений?