РАЗДЕЛ 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВНУТРЕННИХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 110-1150 кВ

• 1.1. Введение. Основные определения

• 1.2. Резонансные перенапряжения

  • Рис.1.1. Схемы электропередач, подверженных переходному феррорезонансу

• 1.3. Коммутационные перенапряжения

• 1.4. Статистическая природа резонансных и коммутационных перенапряжений

• 1.5. Учет статистических распределений внутренних перенапряжений при защите изоляции сетей напряжением 110-1150 кВ

РАЗДЕЛ 2. РЕЗОНАНСНЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

• 2.1. Исходные положения

• 2.2. Параметры схем замещения и количественные оценки основных факторов, влияющих на резонансные перенапряжения

• 2.3. Вынужденное напряжение переходного процесса перенапряжений частоты 50 Гц в симметричном режиме

• 2.4. Вынужденное напряжение частоты 50 Гц в несимметричном режиме при однополюсном к.з.

• 2.5. Вынужденное напряжение частоты 50 Гц в несимметричном режиме при успешном ОАПВ

• 2.6. Защита от перенапряжений в паузе успешного ОАПВ на электропередачах 500 кВ, 750 кВ, 1150 кВ

  • Рис.2.1. Напряжение, восстанавливающееся в паузе ОАПВ на отключенной фазе в зависимости от длины линии, числа компенсационных реакторов и конструкции фазы

• 2.7. Перенапряжения на частоте 50 Гц в неполнофазных режимах

• 2.8. Параметрическое самовозбуждение генераторов, работающих на ненагруженную линию

  • Рис.2.2. Области параметрического самовозбуждения генераторов, работающих на ненагруженную воздушную линию электропередачи

• 2.9. Перенапряжения на четных и нечетных ультрагармониках при явлениях переходного феррорезонанса

  • Рис.2.3, а. Перенапряжения на частоте 100 Гц при переходном феррорезонансе. ВЛ Ногинск-Арзамас

  • Рис.2.3, б. Перенапряжения на частоте 100 Гц при переходном феррорезонансе на разомкнутом конце электропередачи 220 кВ Свирская ГЭС - Ленинград при отключении внешнего короткого замыкания

• 2.10. Защита от феррорезонансных перенапряжений на частоте 50 Гц, возникающих в электропередачах 220-500 кВ после включения холостых шин с электромагнитными трансформаторами напряжения

  • Рис.2.4. Области существования феррорезонансных перенапряжений

• 2.11. Автопараметрическое самовозбуждение ультрагармоник четной кратности частоты 100 Гц и 200 Гц

РАЗДЕЛ 3. ЗАЩИТА ПОДСТАНЦИЙ 110-750 кВ С ЭЛЕГАЗОВЫМИ КОМПЛЕКТНЫМИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ ОТ РЕЗОНАНСНЫХ, ВЫСОКО- И НИЗКОЧАСТОТНЫХ КОММУТАЦИОННЫХ И ГРОЗОВЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

• 3.1. Основные подходы

  • Рис.3.1. Высокочастотные коммутационные перенапряжения

  • Рис.3.2. Фрагмент компоновки полуторной схемы КРУЭ

  • 3.2. Возможное снижение электрической прочности элегазовой изоляции КРУЭ в процессе его эксплуатации

• 3.3. Технические средства для защиты изоляции КРУЭ и оборудования ПС от перенапряжений

• 3.4. Защита КРУЭ от резонансных перенапряжений

• 3.5. Защита КРУЭ от низкочастотных коммутационных перенапряжений

• 3.6. Грозозащита оборудования ПС и КРУЭ

• 3.7. Защита КРУЭ от высокочастотных коммутационных перенапряжений

РАЗДЕЛ 4. ЗАЩИТА ПРОДОЛЬНО- И ПОПЕРЕЧНОКОМПЕНСИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ ОТ КОММУТАЦИОННЫХ И ГРОЗОВЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

• 4.1. Исходные положения

  • Рис.4.1. Однолинейная схема продольно- и поперечнокомпенсированной электропередачи

• 4.2. Особенности коммутационных и резонансных при делении частоты, перенапряжений в продольно- и поперечнокомпенсированных электропередачах

  • Рис.4.2. Схема электропередачи 500 кВ Волжская ГЭС - Москва и осциллограммы напряжений и токов при делении частоты

• 4.3. Защита продольно- и поперечнокомпенсированных электропередач от коммутационных и резонансных перенапряжений

  • Рис.4.3. Расчетная схема продольно и поперечно компенсированной электропередачи

  • Рис.4.4. Размещение реакторов, при котором на продольно и поперечно компенсированной электропередаче невозможен субгармоничный резонанс. OПH-2 и ОПН-3 дополнительные комплекты ограничителей, необходимые для защиты шин УПК

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВЕЛИЧИНЫ РЕЗОНАНСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ И ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕР ЗАЩИТЫ ОТ НИХ

• 2.1. Вынужденное напряжение переходного процесса перенапряжений частоты 50 Гц в симметричном режиме

  • Рис.П2.1. Расчетные схемы для определения вынужденного напряжения во всех коммутациях, кроме успешного ОАПВ

  • Рис.П2.2. Зависимость насыщенного значения вынужденного напряжения от его ненасыщенного значения и параметра "эта". Силовые трансформаторы, характеристика намагничивания N 1

  • Рис.П2.3. Зависимость насыщенного значения вынужденного напряжения от его ненасыщенного значения и параметра "эта". Силовые трансформаторы, характеристика намагничивания N 2

• 2.2. Вынужденное напряжение частоты 50 Гц в несимметричном режиме однополюсного к.з.

• 2.3. Вынужденное напряжение частоты 50 Гц в несимметричном режиме при успешном ОАПВ

  • Рис.П2.4. Расчетные схемы для определения вынужденного напряжения в коммутации успешного ОАПВ

• 2.4. Защита от перенапряжений, возникающих в неполнофазных режимах

  • Рис.П2.5. Кратность снижения короной перенапряжений при неполнофазном резонансе в зависимости от напряжения начала общей короны

• 2.5. Методы оценки предельной величины перенапряжений при явлениях переходного феррорезонанса и способы защиты от них

  • Рис.П.2.6. Принципиальные схемы источника питания

  • Рис.П2.7. Перенапряжения при переходном феррорезонансе

  • Рис.П2.8. Опытная проверка эффективности защиты от перенапряжений при переходном резонансе с помощью низковольтного реактора

• 2.6. Aвтопараметрическое самовозбуждение ультрагармоник четной кратности частоты 100 и 200 Гц

  • Рис.П2.9. Области автопараметрического самовозбуждения гармоники 100 Гц в электропередачах 500-1150 кВ

  • Рис.П2.10. Области автопараметрического самовозбуждения гармоники 200 Гц в электропередачах 500-1150 кВ

  • Рис.П2.11. Зависимость параметров "альфа" и "бета в квадрате" oт отношения реактивности питающего источника к волновому сопротивлению ВЛ и длины линии

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПН, ВЫПУСКАЕМЫХ НПО "ЭЛЕКТРОКЕРАМИКА" (ТАБЛ.П4.1.1-П4.1.4), "ABB-УЭТМ" (ТАБЛ.П4.2.1-П4.2.5), "ФЕНИКС-88" (ТАБЛ.П4.3.1-П4.3.3), "ТАВРИДА-ЭЛЕКТРИК" (ТАБЛ.П4.1)

• 4.1. Электрические характеристики ОПН, выпускаемых НПО "ЭЛЕКТРОКЕРАМИКА" в фарфоровых покрышках

• 4.2. Электрические характеристики ОПН 110-750 кВ, выпускаемых "ABB-УЭТМ" в фарфоровых покрышках

• 4.3. Электрические характеристики ОПН 110-500 кВ, выпускаемых фирмой "ФЕНИКС-88" в полимерных покрышках

• 4.4. Электрические характеристики ограничителей серии ОПН-У 110-220 кВ, выпускаемых фирмой "ТАВРИДА-ЭЛЕКТРИК" в полимерных покрышках

  • Рис.П4.1. Наибольшее допустимое напряжение в долях U (нд) в зависимости от воздействия

ПРИЛОЖЕНИЕ 6. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОЖИДАЕМОГО СРОКА СЛУЖБЫ ОПН 110-1150 кВ

• 6.1. Исходные положения

  • Рис.П6.1. Зависимость отношений

• 6.2. Статистические распределения неограниченных перенапряжений в точке установки ОПН

  • Рис.П6.2. Зависимость математического ожидания и среднеквадратичного отклонения ударных коэффициентов при разрыве электропередачи из-за асинхронного хода от установки АПАХ

  • Рис.П6.3. Зависимость параметров распределения ударных коэффициентов при успешном ТАВП от длительности бестоковой паузы

  • Рис.П6.4. Зависимость параметров распределения ударных коэффициентов при неуспешном ТАПВ от длительности бестоковой паузы

  • Рис.П6.5. Функция распределения амплитуд неограниченных перенапряжений

• 6.3. Расчет статистического распределения ресурса, расходуемого резистором ОПН в течение одного года

  • Рис.П6.6. Графическое построение статистического распределения

• 6.4. Определение ожидаемого срока службы ОПН

• 6.5. Программа расчета ожидаемого срока службы ограничителей 110-1150 кВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 7. ПРИМЕР ВЫБОРА СИСТЕМЫ ГРОЗОЗАЩИТЫ ИЗОЛЯЦИИ ПИТАЮЩИХ КРУЭ БЛОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ (АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ)

• Рис.П7.1. Электрическая схема компоновки КРУЭ 500 кВ

• Рис.П7.2. Расчетная схема КРУЭ 500 кВ, отвечающая электрической схеме

ПРИЛОЖЕНИЕ 8. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ОЖИДАЕМОГО СРОКА СЛУЖБЫ ОПН

• 8.1. Расчет вынужденного напряжения переходного процесса перенапряжений частоты 50 Гц

  • 8.1.1. Исходные данные

  • 8.1.2. Расчет вынужденного напряжения переходного процесса в симметричном режиме

  • 8.1.3. Расчет вынужденного напряжения переходного процесса в несимметричном режиме

  • 8.1.4. Расчет вынужденного напряжения частоты 50 Гц в несимметричном режиме при успешном ОАПВ 8

• 8.2. Расчет ожидаемого срока службы ОПН 750 кВ

  • 8.2.1. Расчет статистического распределения амплитуд неограниченных перенапряжений в точке установки ограничителя

    • Рис.П8.1. Зависимость Р(k) для коммутации планового включения

  • 8.2.2. Расчет статистического распределения ресурса, расходуемого резистором ОПН в течение одного года

    • Рис.П8.2. Зависимость T(k) для ОПН-750 кВ

    • Рис.П8.3. Зависимость P(T) для коммутации планового включения

РАЗДЕЛ 5. ЗАЩИТА ОТ ВНУТРЕННИХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ СЕТЕЙ 6-35 кВ

• 5.1. Исходные положения

  • Рис.5.1. Осцилограмма феррорезонансных почтипериодических колебаний

• 5.2. Компенсация емкостного тока на землю

• 5.3. Защита от дуговых перенапряжений в сетях 6-35 кВ

• 5.4. Система защиты от однофазных замыканий и перенапряжений в сети собственных нужд с резистивным заземлением нейтрали и двумя типами ОПН

  • Рис.5.2. Система защиты от перенапряжений в сети СН с резисторным заземлением нейтрали и двумя типами ОПН

• 5.5. Защита от повреждений трансформаторов напряжения 6-35 кВ контроля изоляции

• 5.6. Защита от перенапряжений установок с вакуумными выключателями

• 5.7. Защита неиспользуемых обмоток трансформаторов

ПРИЛОЖЕНИЕ 11. АНТИРЕЗОНАНСНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

• Рис.П11.1. Схема соединения обмоток трансформатора напряжения НАМИ

РАЗДЕЛ 6. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗРЯДА МОЛНИИ В РАСЧЕТАХ ГРОЗОЗАЩИТЫ

• 6.1. Краткие сведения о механизме разряда молнии

  • Рис.6.1. Типичная осциллограмма тока многократного разряда молнии отрицательной полярности (медленная развертка)

  • Рис.6.2. Распределение числа импульсов в многократном разряде молнии (6000 регистраций)

  • Рис.6.3. Типичные осциллограммы импульса тока первой и последующих составляющих многократного разряда молнии отрицательной полярности в разных масштабах времени

• 6.2. Количественные характеристики разряда молнии

  • Рис.6.4. Среднестатистическая форма импульсов многократного разряда молнии

  • Рис.6.5. Распределение амплитуды тока первых импульсов многократного разряда молнии

  • Рис.6.6. Корреляционное поле амплитуды и максимальной крутизны фронта тока для первой составляющей разряда молнии

  • Рис.6.7. Зависимость эквивалентного сопротивления канала от тока молнии

• 6.3. Интенсивность грозовой деятельности

  • Рис.6.8. Карта годовой продолжительности гроз в часах для территории бывшего СССР

  • Рис.6.9. Среднегодовая продолжительность гроз в часах на территории Ленинградской области

• 6.4. Грозопоражаемость воздушных линий

  • Рис.6.10. Зависимость отношения ширины полосы, с которой ВЛ собирает боковые разряды молний с одной стороны от ВЛ к высоте опор по данным полевых исследований

РАЗДЕЛ 7. ПОКАЗАТЕЛИ ГРОЗОУПОРНОСТИ И СРЕДСТВА ГРОЗОЗАЩИТЫ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ

• 7.1. Влияние конструктивных параметров ВЛ на показатели ее грозоупорности

• 7.2. Влияние природно-климатических условий и особенностей трассы на показатели грозоупорности ВЛ

• 7.3. Эксплуатационные показатели грозоупорности ВЛ 110-750 кВ

• 7.4. Средства грозозащиты воздушных линий

РАЗДЕЛ 8. ВЫБОР СРЕДСТВ ГРОЗОЗАЩИТЫ ВЛ 110 кB И ВЫШЕ

• 8.1. Оценка грозоупорности ВЛ 110-750 кВ по справочным кривым

• 8.2. Критерии выбора средств грозозащиты ВЛ 110 кВ и выше

• 8.3. Допустимое число грозовых отключений ВЛ и выбор средств грозозащиты по критерию коммутационного ресурса линейных выключателей

• 8.4. Определение области рационального использования унифицированных и типовых опор для ВЛ 110-330 кВ различных категорий по грозозащите

РАЗДЕЛ 9. ЗАЩИТА СТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ 6-1150 кB ОТ ГРОЗОВЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

• 9.1. Общие положения

• 9.2. Защита станций и подстанций от прямых ударов молнии

• 9.3. Защита станций и подстанций от набегающих грозовых волн

• 9.4. Средства защиты РУ от набегающих грозовых волн

• 9.5. Координация импульсной прочности изоляции подстанционного оборудования с защитными характеристиками ОПН

  • Рис.9.1. Характерная форма грозовых перенапряжений на подстанционном оборудовании

  • Рис.9.2. Графическое определение тока через защитный аппарат

  • Рис.9.3. Построение обобщающей вольт-амперной характеристики

• 9.6. Определение максимальной длины защитного подхода (опасной зоны)

• 9.7. Показатели надежности грозозащиты РУ станций и подстанций от набегающих волн

  • Рис.9.4. Определение длины опасной зоны по "методу бегущей волны"

ПРИЛОЖЕНИЕ 13. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ГРОЗОУПОРНОСТИ ВЛ 110 кВ И ВЫШЕ

• Рис.П13.1. Определение фактической интенсивности грозовой деятельности вдоль трассы ВЛ

• Рис.П13.2. Наименьшее расстояние между тросом и проводом в середине пролета в зависимости от его длины по ПУЭ

ПРИЛОЖЕНИЕ 14. РАЗРЯДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИНЕЙНОЙ ИЗОЛЯЦИИ

• Рис.П14.1. Зависимость 50%-ного импульсного разрядного напряжения от длины разрядного пути по гирлянде изоляторов

ПРИЛОЖЕНИЕ 15. РАСЧЕТ СТАЦИОНАРНОГО И ИМПУЛЬСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ОПОР ВЛ

• 15.1. Электрофизические характеристики грунта

• 15.2. Определение эквивалентного удельного сопротивления неоднородного грунта

  • Рис.П15.1. К определению эквивалентного удельного сопротивления двухслойного грунта для заземлителей разных конструкций

• 15.3. Стационарное сопротивление заземления одиночных искусственных заземлителей в однородном грунте

• 15.4. Расчет сопротивления заземления различных конструкций заземляющих устройств опор ВЛ*

  • Рис.П15.2. Коэффициенты формы для расчета сопротивления заземления фундаментов портальных опор

  • Рис.П15.3. Коэффициенты формы для расчета сопротивления заземления фундаментов портальных опор с оттяжками

  • Рис.П15.4. Коэффициент подобия для расчета сопротивления многолучевого заземлителя

  • Рис.П15.5. Коэффициент, учитывающий снижение сопротивления многолучевого заземлителя при добавлении вертикальных электродов

• 15.5. Расчет импульсного сопротивления заземления опор ВЛ

  • Рис.П15.6. Схема развития разряда в грунте вокруг заземлителя

  • Рис.П15.7. Критериальная зависимость для расчета импульсного сопротивления заземления

• 15.6. Справочные данные для расчета сопротивления заземления ( и ) типовых заземляющих устройств унифицированных опор ВЛ 110-500 кВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 16. РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ

• Рис.П16.1. К расчету волновых сопротивлений и коэффициентов связи проводов и тросов

• Рис.П16.2. Картина развития коронных чехлов на одиночном и расщепленном проводе

• Рис.П16.3. Расчетные размеры коронного чехла на составляющей расщепленного провода