Коммерциялық емес акционерлік қоғамы

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТЫ

Электр станциялары, тораптары мен жүйелері кафедрасы

 

 

ЖОҒАРҒЫ КЕРНЕУЛІ ЭЛЕКТРЖАБДЫҚТАРЫНЫҢ ЖӘНЕ ЭЛЕКТРҚОНДЫРҒЫЛАРЫНЫҢ ОҚШАУЛАМАСЫ   

5В071800 – Электроэнергетика мамандығының  студенттері үшін есептеу – графикалық  жұмыстар тапсырмалары және әдістемелік нұсқау

 

 

Алматы 2012 

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Бекмагамбетова К.Х., Мукашева Р.Т. Жоғарғы кернеулі электржабдықтарының және электрқондырғыларының оқшауламасы: 5В071800 – Электр энергетика мамандығының  студенттері үшін есептеу - графикалық  жұмыстар тапсырмалары және әдістемелік нұсқау. – Алматы: АЭжБУ, 2012. – 10 б .   

 

          «Жоғарғы кернеулі электржабдықтарының және электрқондырғы-ларының оқшауламасы» пәні мынандай негізгі бөлімдерден тұрады: газдардағы электрлік разрядтар, жоғары кернеу қондырғыларының оқшауламасы, жоғары кернеулі зертханалардағы жабдықтар, жоғары кернеуде өлшеу, найзағайлы асқын кернеу және жоғары кернеу электр қондыларындағы электр  жабдықтарын қорғау және  жерлендіру (заземление), ішкі асқын кернеудің жалпы сипаттамасы, асқын кернеуден қорғау аппараттары және құрылғылары.

          Әдістемелік нұсқау ЕГЖ орындау үшін арналған және мынаны құрайды: жұмыстың мақсаты және міндеті, көлемі және мазмұны.

         Кесте -1, әдебиеттер – 9 атауы 

 

         Пікір беруші: техн.ғыл.канд., доцент К.К. Тохтибакиев

 

 «Алматы энергетика және байланыс университеті» коммерциялық емес акционерлік қоғамының 2012 ж. қосымша баспа жоспары бойынша басылады.  

 

© «Алматы энергетика және байланыс университетінің» КЕАҚ, 2012 ж.

 

2012ж. жиынтық жоспары, реті 5

 

Кіріспе 

«Жоғары кернеулер техникасы. Асқын кернеу және оқшаулама» курсын оқытудың мәні электр қондырғылары мен электр беріліс желілерінің сенімді және экономикалық тиімді оқшауламаларын жасап шығару мәселелері болып табылады.

Оқшауламалық құрылымдардың жұмыс шарттары әсер етуші кернеудің шамасымен анықталады. Қалыпты жұмыс режімінің бұзылуы кезінде немесе коммутациялық режімде, ЭӨЖ-де кернеу күрт өсуі мүмкін және ол оқшауламаның электрлік беріктігінен асып түсіп, оның тесілуіне алып келеді.  Асқын кернеу мынадай ұнамсыз құбылыстармен қоса жүреді: тәж, жылжымалы разряд, бірең-сараң разряд және т.б. Бұл оқшауламаның ескеру процестері, оның жұмысын тоқтатуына алып келеді. Сондықтан сенімді жоғары кернеу оқшауламасын жасау электр беріліс жүйелерінде пайда болатын асқын кернеу параметрлерін бағалау және түрлерін анықтау, оқшауламаның оптималды деңгейін және асқын кернеуден негізгі қорғау жүйесін таңдау ең маңыздысы  болып табылады.

 

1 Есептеу - графикалық жұмысқа арналған сұрақтар

 

Жұмыста қойылған сұрақтардың физикалық процестерін немесе оқшауламалар құрлымының жұмыстарына сәйкесінше толықтырылып жазуы тиіс. Нұсқа тек оқытушының  берілуімен қарастырылады.

1.     Диэлектриктердегі электрофизикалық процессі

2.     Газдардағы электрлік разрядтар. Оқшауламалық газдарға қойылатын талаптар.

3.     Газды разрядтың вольт-амперлік сипаттамасы.

4.     Иондану процестері және түрлері.                           

5.     Иондану коэффициенттері.

6.     Электрондар ағыны.

7.     Разрядтың өзіндік шарттары.

8.     Біртекті өрістегі разряд.

9.     Пашен заңы.

10. Эффект полярлысы.

11. Барьерлі эффект.

12. Разрядтың стримерлік теориясы.

13. Шұғыл біртекті емес өрістердегі разрядтар. Электродтардың полярлылығының әсері.

14. Кернеудің қысқа уақыттық әсер етуі кезіндегі разрядтар.

15. Кеңістіктің вольт-секундтық сипаттамасы.

16. Газдардың электрлік беріктігін жоғарылату әдістері.

17. Тәжді разряд.

18. Тұрақты кернеу кезіндегі сымдардағы тәж.

19. Ауыспалы кернеу кезіндегі сымдардағы тәж.

20. Тәжге кететін шығынды төмендету жолдары.

21. Беттік разряд.

22. Жоғары кернеу қондырғыларының оқшауламалары.

23. Оқшауламалардың сипаттамалары және оларды сынау.

24. Ылғал разрядты кернеу. Оқшауламалардың тесілу кернеуі және оларды сынау.

25. Сызықты және аспалы оқшауламалардың құрылымы.

26. Тіректі және өтпелі оқшауламалардың құрылымы.

27. Жоғары кернеулі күштік кабельдердің оқшауламасы

28. Жоғары кернеулі конденсаторлардың оқшауламасы.

29. Жоғары кернеулі күштік конденсаторлардың оқшауламасы.

30. Жоғары кернеулі электрлік машиналардың оқшауламасы.

31. Герметиктелген тарату құрылғыларының оқшауламасы.

32. Сынамалы трансформаторлар (жоғары кернеулі).

33. Сынамалы трансформаторлардың кернеуін реттеу.

34. Импульсті  кернеу генераторыКГ).

35. Жоғары кернеу кезінде өлшеу. Шарлы разрядтауыштар.

36. Электростатикалық вольтметрлер.

37. Электронды осциллографтар.

38. Кернеу бөлгіштер.

39. Найзағайлы асқын кернеулер және электрқондырғыларының электр жабдықтарын қорғау.

40. Найзағай найзағайлы асқын кернеулердің көзі ретінде.

41. Найзағайдың электрлік сипаттамалары.

42. Жайтартқыштар, олардың жұмыс істеу принциптері.

43. Жайтартқыштардың қорғаныс аймақтары.

44. Жоғары кернеулі электр қондырғыларындағы жерлендіру.

45. Ішкі асқын кернеудің жалпы сипаттамасы.

46. Асқын кернеуден қорғау аппараттары мен құрылғылары.

47. Қорғаныс кеңістіктері.

48. Түтікшелі разрядтауыштар.

49. Вентильдік  разрядтауыштар.

50. Сызықтық емес асқын кернеуді шектегіштер.

 

 2 Жұмыстың мазмұны және көлемі

 2.1 Бастапқы мәліметтер

 

 Жұмысты орындау үшін бастапқы мәліметтер нұсқаға сәйкес алынады, онда мыналар берілген:

- қосалқы станса типі;

- қандай электр беріліс желісінен қоректенеді;

- шыққан электр беріліс желілер типі;

- өтпелі оқшаулама сипаттамасы;

- қосалқы стансалардағы разрядтауыштардың типі;

 

2.2 Есептеу - графикалық жұмыстың мазмұны

Есептеу - графикалық жұмысқа, ЭБЖ өткізгіштерімен жерлендірілген бөліктері, электр беріліс желілерінің потенциалдық нүктелері аралықтарындағы әуе кеңістіктерінің оқшауламалық қасиетін анықтау бойынша техникалық шешімдер және есептеулер сұрақтары кіреді.

Атмосфералық және ішкі асқын кернеуден қорғауға, ЭБЖ бағаналары және кабельдері оқшауламаларына, беттік және тәждік разрядтарға байланысты сұрақтар қарастырылады.

Электр беріліс желілерінің найзағайға төзімділігіне, күштік трансформаторлар оқшауламаларындағы кернеуге, 10кВ ЭБЖ тораптарындағы нейтралдың ығысу кернеуіне есептеулер жүргізіледі.

 3 Жұмыстың мақсаты мен міндеттері

 Есептеу - графикалық  жұмыстың мақсаты – курстың негізгі бөлімдері бойынша берілген тапсырмаларды өз бетімен шешуге дағдылану, қойылған сұрақтарға жауап бере білу, сонымен қатар техникалық әдебиеттермен жұмыс істеуге дағдылану.

Есептеу - графикалық жұмыстар тәжірибелік шешуге арналған үш тапсырмадан және негізгі курс бойынша сұрақтардан тұрады.

Есептеу - графикалық жұмыстар төменде берілген нұсқалар бойынша орындалады.

4 Есептеу - графикалық жұмысқа тапсырма

 Тапсырманы орындау үшін көрсетілген әдебиеттер бойынша бағдарламаға сәйкес теориялық курсты меңгеру қажет. Тапсырма және сұрақтарға қысқаша нақты жазбаша жауап құру қажет. Жұмыс көлемі бойынша оқушы дәптері немесе А-4 форматымен 10-15 парақтан аспауы тиіс. Жұмыс бояумен немесе пастамен, анық, нақты және сауатты орындалады. Есептерді шешу және сұрақтарға жауап сұлбалар және эскиздермен түсіндіріледі. Жұмысты безендіру кезінде оқытушы пікірі үшін кеңістік (пікір жазатын орын) қалдыруыңыз қажет. Жұмыстың соңында қолданылған әдебиеттер көрсетіледі және орындалған күн мен студент қолы қойылады. Нұсқа нөмірі 3.1 және 3.2 - кестесінен сынақ кітапшасының соңғы екі саны бойынша таңдалады.

Курсты оқып үйрену кезінде қиындықтар туындаса, студент «Электр станциялары, тораптары және жүйелері»  кафедрасына жолығуына болады.

  

Тапсырма

Тупиктік қосалқы станса, толық ұзындығы бойынша найзағайдан қорғау арқансымы бар темір бетонды бағаналы әуелік екітізбекті электр беріліс желілері бойымен қоректенеді. Тұтынушылар 10(6) кВ қалқаннан кабельдік немесе әуелік электр беріліс желілері арқылы қоректенеді.

Есептеу - графикалық жұмысқа қажет есептер:

1) Жоғары кернеу электр беріліс желілерінің сыйымдылығын анықтау.

2) Жоғары кернеу электр беріліс желілері сымдарының арасындағы, сымдар мен тасымалдау жабдықтары аралық ортасындағы импульстік разрядты кернеуді, сонымен қатар көрсетілген кернеудің пайда болуы үшін қажет найзағай тоғының шамасын, сол тоқ ықтималдығын және асқын кернеу туу ықтималдығын анықтау.

3) Жоғары кернеу ЭБЖ сымдарындағы бастапқы тәж кернеуін және берілген ауа райы түріне сай энергия шығыны мен оның ұзақтығын анықтау.

4) Фарфор көйлек беті бойынша оқшауламаның май толтырылған өткініндегі жылжымалы разряд кернеуін және оның пайда болуының жалпы кернеуін анықтау.

5) Оқшауламаның май толтырылған өткініндегі фланцтың талап етілетін ішкі диаметрін, өткізгіштік қаптамалы барьері бар болған кезде анықтау.

6) Қосалқы стансадан шығатын градиурленген екі қабатты қағаз-майлы оқшауламалы бір тылсымды кабельдің тесу кернеуін анықтау.

7) Қосалқы стансаға фронт ұзындығы 2 мкс қиғаш бұрышты толқын ұзындықты кернеу өткенде, трансформатор және разрядтауыш арасындағы қашықтықтың шегін анықтау.

8) Берілген аймақтық атмосфера ластануы дәрежесіне сәйкес жоғары кернеулі ЭБЖ сүйемелді керілген гирляндадағы оқшаулама санымен типін таңдау және гирлянда жұмысын жауын болған жағдайға сай тексеру.

9) Токты тартқыш ұзындығы 6 метр кездегі, қорғаныстағы жабдықтар мен жай тартқыш аралықтарының жердегі және ауадағы минималды қашықтығын анықтау.

10) Қосалқы станса аймағында жай тартқыш биіктігін және санын анықтау.

11) Қосалқы станса кірісіне жақын жердегі, жоғары кернеулі электр беріліс желісінің найзағайға төзімділік деңгейін анықтау.

12) Қосалқы стансада 3000 пФ сыйымдылықты байланыс конденсаторы болған жағдайда, одан ұзындығы 2 мкс, амплитудасы 2Uн тікбұрышты толқын өткен кездегі күштік трансформаторлардың оқшауламасындағы кернеуді анықтау.

13) 10 кВ торап қондырғыларына арналған доға сөндіруші катушканың минималдық қуатын, сонымен қатар ДСК болмаған және болған кездегі нейтралдағы ығысу кернеуін, фазалардың сыйымдылықты өткізгіштері мынадай қатынаста 1:0,8:0,9 болғанда анықтау.

 

4.1 кесте

 

ЕГЖ-ны орындауға бастапқы мәліметтер 3.2 кестеге сәйкес таңдалады.

Сынақ кітапшасының соңғы санының алдыңғысы

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Шешілуші пункттер нөмірі

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

3

4

5

6

3

4

5

6

3

4

7

7

7

7

7

7

7

7

7

7

8

8

8

8

8

8

8

8

8

8

9

10

11

12

9

10

11

12

9

10

13

13

13

13

13

13

13

13

13

13

 

 

 

 

 

   

4.2 кесте

Параметрлері

Сынақ кітапшасының соңғы саны

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

U ЖК, кВ

35

110

220

35

110

220

35

110

220

35

U ТК, кВ

10

6

10

6

10

10

10

10

10

6

ЖК қоректендіру ЭБЖ

Сым, мм2

70

70

240

95

95

300

120

120

240

50

ЭБЖ ЖК бағана биіктігі, м

14

16

22

16

18

26

12

15

24

14

ЭБЖ ЖК жерлен-діру импульстік кедергісі, Ом

20

25

30

15

20

25

30

15

20

25

Қорғау бұрышы, град

25

25

28

30

28

25

26

30

32

35

Шығыс ЭБЖ

Типі

каб

возд

каб

возд

каб

возд

каб

возд

каб

возд

Саны

20

20

20

20

24

24

18

18

20

20

ЭБЖ ұзындығы, м

200

2000

180

1800

180

1800

300

3000

250

2500

Қ/ст кірісіндегі разрядниктер типі

РВС

РВМ

РВТ

РВС

РВМ

РВТ

РВС

РВМ

РВТ

РВС

Өткінші оқшаулама

Тоқ өткізуші стер жен диаметрі, м

0,025

0,04

0,04

0,03

0,045

0,045

0,04

0,05

0,05

0,035

Фланц биіктігі, м

0,12

0,25

0,40

0,15

0,30

0,35

0,10

0,25

0,35

0,18

Фланцтың ішкі диаметрі, м

0,18

0,20

0,25

0,20

0,22

0,30

0,20

0,20

0,35

0,20

Фарфор көйлек қалыңдығы, м

0,008

0,012

0,015

0,008

0,012

0,018

0,008

0,012

0,015

0,008

Барьер саны

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

Тылсым диаметрі, м

0,12

0,14

0,16

0,20

0,12

0,14

0,16

0,20

0,12

0,14

Оқшаулама қабат тарының қалыңды ғы, мм

4

5

6

4

5

6

4

5

6

4

Диэлектрлік өтімділік

4,5

2,8

4

2,6

4,5

3,5

4

3

4,5

2,8

4

2,6

4,5

3,5

4

3

4,5

2,8

4

2,6

Қ/ст жерлендіру импульстік кедергісі

4

6

8

10

4

6

8

10

4

6


  4.2 кестенің соңы

Параметрлері

Сынақ кітапшасының соңғы саны

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Ауа - райы түрі

жақ-сы

құр-ғақ

жаңбыр

өзг.

жақ-сы

құр-ғақ

жаңбыр

өзг.

жақ-сы

құр-ғақ

Берілген ауа – райының ұзақтығы, сағат

7000

800

500

340

7000

800

500

300

6500

600

Атмосфераның ластану деңгейі

II

III

IV

V

II

III

IV

V

II

III

  

 

 

 

 

 

5 Жұмысты орындауға және безендіруге арналған әдістемелік нұсқулар

5.1 Жұмысты безендіруге арналған әдістемелік нұсқау

 Есептеу-графикалық жұмысты орындау кезінде келесі талаптарға сүйену қажет:

- сынақ кітапшасының нөміріне сәйкес өз нұсқасын таңдау, есептеу-графикалық жұмыстың түсініктеме бетінде тапсырма берілгендерін қысқартусыз толық жазу;

- есептеу-графикалық жұмыстың әрбір кезеңі белгіленуге тиіс. Жұмыс парақтың тек бір жақ бетінде ғана орындалады;

-түсініктеме бетінде тек есептеу формулалары мен соңғы қорытындысы ғана емес, сонымен қатар түсініктеме және орындалатын әрекеттерді түсінуге және оларды тексеруге мүмкіндік беретін қажетті аралық есептеулер келтіріледі;

- нұсқаның нөмірі, тобы, студенттің тегі, аты-жөні титулдық бетте жазылуы тиіс;

- белгілі бір өлшемі бар параметрлерге сәйкес өлшем бірлігін жазу;

-түйіндер атауларының, резистор параметрлерінің, индуктивтіліктің, сыйымдылықтың, токтар мен кернеудің шартты оң бағытының өзгеруіне жол бермеу;

- графикте бейнеленетін шаманың атауын міндетті түрде көрсету. Графикті немесе диаграмманы пайдалану қолайлы болу үшін, масштабты дұрыс таңдау керек. Түсініктеме бетінде сұлбалар циркуль, сызғыш қолданып, қарындашпен орындалуы тиіс;

- сөздерді қысқартуға болмайды («теңдеу» - орнына «т-у», «кернеу» орнына «керн.» және т.б.)

- есептеу-графикалық жұмыстарды безендіру АЭжБИ, 2002. фирмалық стандартына «Оқу жұмыстары. Құрастыруға, баяндауға, безендіруге және мазмұнына қойылатын жалпы талаптар»  сай жүргізілуі тиіс.

 

5.2 Жұмысты орындауға әдістемелік нұсқау

 - сымдардың орташа ара-қашықтықтарын есепке ала отырып, әуелік электр беріліс желі тізбегіндегі сыйымдылықты анықтау үшін формулаларды пайдалану тиіс § 16.2[1];

- ЭОЕ сәйкес ӘЖ кернеу класына байланысты жермен сым арасында өткін ортасындағы кеңістіктегі разрядтық кернеу, көлік жабдықтарының биіктігін есепке ала отырып мына формуламен анықталады 6.7 (1). Қауіпті кернеудің туу ықтималдығы, найзағайдың тростық қорғаныс бойымен өтіп кету ықтималдығы және найзағай тоғының қауіпті амплитудасының пайда болу ықтималдығына көбейтіндісіне тең §§ 20.2, 23.2[1];   

- тәжге кететін шығынды есептеу § 16.3 көрсетілген әдістеме бойынша жүргізілу тиіс. Сымдардың бетінің кедір-бұдырлық  коэффициентін [3] бөлімге сәйкес алынады.

- қажетті шамаларды анықтау кезінде § 17[1], § 1.16[4] немесе сәйкес бөлімдермен танысу қажет. Сонымен қатар көп қабатты оқшауламада өндірістік жиіліктегі кернеудің таралуы жеке қабаттардың сыйымдылығына кері пропорциональ екендігін есепке алу қажет;

- §§ 4.3[4], 13.2[1] оқып үйрену қажет. Электр өрісінің жұмыстық кернеулігі өндірістік жиілікті сынақ кернеуімен анықталады ( кесте 30.2[1]);

 - §§ 13.1[1], 5.1[4]. Қағаздық-майлы оқшауламаның электрлік төзімділігін 500 кВ/см деп алыңыз;

- вентильдік разрядтауыштардың қорғаныстағы жабдықтарынан қашықтау шегі, разрядтауыштың импульстік тесу кернеуі және жабдықтардың (күштік трансформатор) импульстік сынақ кернеуімен анықталады § 24.3[1], (кесте 22.4 және 25.1[1]);  

- берілген пунктті орындау үшін §§ 17.2, 31.1[1] тақырыптарын оқып үйрену қажет;

- шешілуі § 21.4[1] келтірілген;

- тупіктік қосалқы стансаны найзағайдан сенімді қорғау үшін, сызықтық порталдарда орнатылған екі жай тарқыш жеткілікті. Қосалқы станция енін және қорғаныстағы жабдықтар биіктігін, [5] нормативтік мәліметтер бойынша алу қажет. найзағайдың тесіп өту ықтималдығы үшін Ра=0,005 § 21.4[1] есептеу жүргізу;

- оқшауламалардың гирлядасындағы елу пайыздық разрядтық кернеуді 3.8 пункттегі ұстамалы гирляндалар үшін берілген тапсырмаға сәйкес алу қажет. Тросты электр беріліс желілерінің найзағайға төзімділігі § 21.2[1]-де нақты қарастырылған;

- тікбұрыш фронтты қысқа толқындардың өтуі § 10.3[4] және т.б. тақырыптарда нақты қарастырылған;

- § 24.3[3] оқып үйрену қажет. Есептеуде Ра=0,05 және Ра=1 алыңыз.

   

Әдебиеттер тізімі 

1.     Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких напряжений. Изоляция и перенапряжения в электрических системах. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 464 с.

2.     Михалков А.В. Техника высоких напряжений в примерах и задачах. – М.:Энергия,1988.-227 с.

3.     Техника высоких напряжений. / Под ред. Разевига Д.В. – М.: Энергия, 1978. – 488 с.

4.     Степанчук К.Ф., Тиняков Н.А. Техника высоких напряжений.-Минск: Высшая школа, 1982.-367 с.

5.     Электротехнический справочник. Том 3, кн. 1.-М.:Энергия, 1986.-564 с.

6.     Борисов В.Н., Халилов Ф.Х. Изоляция электрооборудования электрических станций и подстанций. – М.: Издательство МЭИ, 1992. – 243 с.

7.     Борисов В.Н., Халилов Ф.Х. защита от перенапряжений в электрических сетях 6-35 кВт. – Алма–Ата.: Издательство «Кайнар», 1991. – 178 с.

8.     Техника высоких напряжений. Под общей редакцией д.т.н., профессора Г.С. Кучинского. – Санкт – Петербург, Энергоатомиздат, 2003. – 606 с.

9.     Арестова В.В. Борисов В.Н. Техника высоких напряжений в упражнениях и задачах. – учебн. пособие. Алма-Ата, 1991. – 79 с.

 

Мазмұны  

Кіріспе                                                                                                                       3

1 Есептеу - графикалық жұмысқа арналған сұрақтар                                           3

Жұмыстың мазмұны және көлемі                                                                           4

Жұмыстың мақсаты мен міндеттері                                                                       5

Есептеу – графикалық жұмысқа тапсырма                                                            5

Жұмысты орындауға және безендіруге әдістемелік нұсқулар                             9

Әдебиеттер тізімі                                                                                                     11