Расчет основных параметров перенапряжений при ударе молнии в ВЛ
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Расчет основных параметров перенапряжений при ударе молнии в ВЛ
Условие задачи и исходные данные.
Высоковольтная линия электропередач (ВЛ) с номинальным напряжением U и волновым сопротивлением Zпр=300 Ом расположена в зоне грозовой деятельности.
Импульсная прочность изоляции ВЛ равна Uи, высота металлической опоры и высота подвеса провода равна h, стрела провеса провода равна f, индуктивность единицы длины опоры Lо=0,5·10⁻⁶ Гн/м, импульсное сопротивление заземления опоры R₃=10 Ом.
Требуется определить величину перенапряжения на ВЛ, кратность перенапряжения и вероятность перекрытия изоляции во время разряда молнии с амплитудой Iм и длительностью нарастания (фронта) косоугольной волны тока равной τᵩ = 10⁻⁶ с:
при ударе молнии в опору;
при ударе молнии в провод;
при ударе молнии на расстоянии «a» от ВЛ.
Значение всех переменных параметров для заданного варианта:
U=110 кВ, Uи=650 кВ, h=18 м, f=4 м, Iм=40 кА, а=18 м.
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Вычислим величину перенапряжения на ВЛ при ударе молнии в опору, в провод и на заданном расстоянии от ВЛ.
При расчетах перенапряжений для удобства используют среднюю крутизну:
αср = Iм/τФ=40000/10⁻⁶=4·1010 A/c.
Величина перенапряжения на вершине опоры при прямом ударе молнии в опору равна сумме падений напряжения на импульсном сопротивлении заземления и индуктивности опоры:
Uоп = Rз Iм + Lоh αср=10·40000+0,5·10⁻⁶·18·4·1010=760 кВ.
При ударе молнии в провод линии электропередач ток молнии растекается по пораженному проводу в обе стороны, поэтому амплитуда волны перенапряжения на проводах определяется по формуле
Uпр = Iм zпр/2=40000·300/2=6000 кВ.
Удары молнии вблизи ВЛ вызывают так называемые индуктированные перенапряжения. Максимальное значение индуктированного напряжения на расстоянии «a» от ВЛ равно:
Uинд = 30 hсрIм /a,
где hср - средняя высота подвеса провода на опорах ВЛ, определяется по формуле hср=h–2f/3=18-2·4/3=15,3 м.
Uинд = 30 hсрIм /a=30·15,3·40000/18=1020 кВ.
Вычислим кратность перенапряжения изоляции ВЛ при ударе молнии в опору, в провод и на заданном расстоянии от ВЛ по формуле:
Uп/Uф = Uп √3 / U√2,
где Uп - максимальное значение перенапряжения в зависимости от места удара молнии;
Uф - действующее (эффективное) значение номинального (междуфазного) напряжения ВЛ.
При ударе молнии в опору Uоп/Uф =760·√3 / (110·√2)=8,5.
При ударе молнии в провод Uпр/Uф =6000·√3 / (110·√2)=66,8.
При ударе молнии на расстоянии «a» от ВЛ Uинд/Uф=1020·√3/ (110·√2)=11,4.
Вычислим вероятность перекрытия изоляции во время разряда молнии и опору, в провод и на заданном расстоянии от ВЛ.
Для оценки вероятности перекрытия изоляции необходимо сравнивать рассчитанные значения перенапряжения Uоп, Uпр, Uинд с заданной импульсной прочностью изоляции Uи
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
