Что такое импульсное напряжение

1. 7 Импульс напряжения

Импульс напряжения это резкое изменение напряжения в точке электрической сети, за который следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток времени до нескольких миллисекунд.

Импульс напряжения характеризуется показателем импульсное напряжение (Uимп), также амплитудой (имп), длительностью импульса (t имп) и длительностью импульса на уровне 0,5 его амплитуды имп0,5.

Импульсное напряжение это максимальное мгновенное значение напряжения, равное сумме мгновенного значения напряжения в сети в момент начала импульса и амплитуды импульса.

Амплитуда импульса это максимальное мгновенное значение импульса напряжения.

Нормы ГОСТ на импульсные напряжения пока не установлены.

1.8 Временное перенапряжение

Временное перенапряжение это повышение напряжения в точке электрической сети продолжительностью более 10 мс, возникающее в системах электроснабжения при коммутациях или коротких замыканиях.

Коэффициент временного перенапряжения (равен отношению максимального значения огибающей амплитудных значений () за время существования временного перенапряжения к амплитуде номинального напряжения сети ().

Измерение коэффициента временного перенапряжения производится в относительных единицах по формуле:

Нормы на коэффициент кратковременного перенапряжения пока не установлены.

[11] Показатели графиков нагрузок приемников электрической энергии

При расчетах нагрузок применяются показатели (коэффициенты) графиков нагрузок, характеризующие режим работы приемников электроэнергии.

Коэффициенты графиков нагрузок определяются для индивидуального и группового графиков активной и реактивной нагрузок или тока. В связи с этим принята следующая система обозначений:

Коэффициенты индивидуальных и групповых графиков обозначаются соответственно строчной к или прописной К.

Вид коэффициента определяется индексом, состоящим из начальных букв его названия.

Коэффициенты графиков активной мощности имеют индекс «а», реактивной мощности — «р», тока — «I».

Например, означает коэффициент заполнения группового графика нагрузки по активной мощности.

Коэффициентом использования активной мощности приемника или группы приемников называется отношение средней активной мощности отдельного приемника (или группы их) к номинальной активной мощности этого приемника (или группы их):

; . (2.15)

Этот коэффициент, как и средние нагрузки , , относится к смене с наибольшей загрузкой электроприемников, но может быть отнесен и к другому периоду времени.

Коэффициентом включения приемника называется отношение продолжительности включения приемника за время цикла ко всей продолжительности цикла (время включения приемника за цикл складывается на времени работы и времени холостого хода ):

. (2.16)

Коэффициентом включения группы приемников или групповым коэффициентом включения называется средневзвешенное значение коэффициентов включения, определяемое по формуле

. (2.17)

Коэффициентом загрузки приемника по активной мощности называется отношение фактически потребляемой или средней активной мощности за время включения в течение времени цикла к его номинальной мощности

. (2.18)

Групповым коэффициентом загрузки по активной мощности называется отношение группового коэффициента использования к групповому коэффициенту включения:

. (2.19)

Коэффициент загрузки, как и коэффициент включения, связан с технологическим процессом и изменяется с изменением режима работы приемника.

Коэффициентом формы индивидуального или группового графиков нагрузок , называется отношение среднеквадратичной активной мощности приемника или группы приемников за определенный период времени к ее среднему значению за тот же период времени:

; . (2.20)

Коэффициент формы характеризует неравномерность графика во времени. Свое наименьшее, равное единице, значение он принимает при нагрузке, неизменной во времени. Для большинства электроприемников с достаточно ритмичным процессом производства коэффициент формы изменяется в пределах от 1,05 до 1,15.

В условиях эксплуатации коэффициент формы определяют по показаниям счетчиков активной энергии (рис. 2.4), используя формулу

, (2.21)

в которой m — число интервалов разбиения графика; — расход активной электроэнергии за время ; — расход активной электроэнергии за некоторый период времени Т, например сутки.

Используя связь между индивидуальными и групповым коэффициентами формы графиков нагрузок электроприемников одного режима работы, введем понятие приведенного (эффективного) числа электроприемников

, (2.22)

. (2.23)

Приведенное число электроприемников есть такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которые обусловливают ту же расчетную нагрузку, что и группа различных по номинальной мощности и режиму работы электроприемников.

Понятие приведенного числа электроприемников позволяет заменить группу разнородных элекроприемников эквивалентной группой одинаковых, что существенно упрощает расчеты. Величина приведенного числа электроприемников всегда меньше реального числа электроприемников п или равна ему. Если все электроприемники группы имеют одинаковую номинальную мощность, то

. (2.24)

Согласно выражению (2.22) при имеем . Это означает, что при неограниченном возрастании числа электроприемников групповой график нагрузок стремится к постоянной величине .

Коэффициентом максимума активной мощности называется отношение расчетной активной нагрузки к средней нагрузке за исследуемый период времени

. (2.25)

Исследуемый период времени принимается равным продолжительности наиболее загруженной смены. Обычно коэффициент максимума характеризует групповые графики нагрузок.

Коэффициент максимума , связывая две найденные из группового графика величины — расчетную и максимальную среднюю нагрузки, представляет собой важную характеристику графика. Величина коэффициента максимума зависит от приведенного числа электроприемников и ряда коэффициентов, характеризующих режим потребления электроэнергии данной группой электроприемников.

При расчете электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм используется приближенная аналитическая зависимость от основных показателей режима работы отдельных независимых электроприемников и их приведенного числа

, (2.26)

где ;

А = 4,8 и В = 3,1 при ;

А = 2,8 и В = 1,67 при ;

и — коэффициенты формы упорядоченных диаграмм индивидуальных коэффициентов использования по активной мощности и включения; — коэффициент формы индивидуального графика за время включения; — среднее значение коэффициента включения.

Для упрощения расчетов построены семейства кривых при различных значениях коэффициента использования (рис. 2.5). Кривые рассчитаны для приведенного числа электроприемников от 4 до 300. Кроме указанных кривых в справочниках приводятся соответствующие табличные зависимости.

Кривые построены для постоянной нагрева проводника , т.е. для длительности интервала осреднения (так называемого получасового максимума). При выборе проводов и кабелей, имеющих иные постоянные времени , коэффициент максимума должен быть пересчитан по формуле

, (2.27)

в которой — коэффициент максимума при , найденный по кривым .

Коэффициентом спроса по активной мощности называется отношение расчетной активной нагрузки к номинальной активной мощности группы приемников

. (2.28)

Коэффициент спроса относится к групповым графикам. Значения для различных групп приемников в различных отраслях промышленности для различных производств и предприятий определяются из опыта эксплуатации и принимаются при проектировании по справочным материалам.

Коэффициентом заполнения графика нагрузок по активной мощности называется отношение средней активной нагрузки к расчетной за исследуемый период времени

. (2.29)

Средняя нагрузка берется за наиболее нагруженную смену, а расчетная нагрузка — за получасовой максимум нагрузки. Коэффициент заполнения графика нагрузок характеризует групповые графики и используется для оценки суточных и годовых графиков нагрузок. При проектировании принимается по справочным материалам.

[12] Оперативные переключения в электрической части станций и подстанций. Требования и порядок их выполнения на примере вывода в ремонт линейного выключателя в схеме с двумя рабочими и обходной системами сборных шин.

Правила производства оперативных переключений основаны на анализе последствий различных аварийных ситуаций в момент производства того или иного действия. Если рассмотренные последствия не содержат опасности для эксплуатационного персонала или оборудования РУ, то действие считается допустимым.

Оперативная гибкость электрической схемы определяется ее приспособленностью для создания необходимых эксплуатационных режимов и проведения оперативных переключений.

Наибольшая оперативная гибкость схемы обеспечивается, если оперативные переключения в ней производятся выключателями или другими коммутационными аппаратами с дистанционным приводом. Если все операции осуществляются дистанционно, а еще лучше средствами автоматики, то ликвидация аварийного состояния значительно ускоряется.

Оперативная гибкость оценивается количеством, сложностью и продолжительностью оперативных переключений.

Схема с двумя рабочими и обходной системами шин.

две рабочие (А1, А2) сис-мы СШ, связанные между собой с помощью нормально включенного шиносоединительного выключателя (Qа).

обходную сис-му СШ (А0), нормально находящуюся без напряжения (обходной выключатель Q0 нормально отключен).

выключателей присоединений (Q1-Q4), осуществляющие связь присоединений W1-W4 с рабочими сис- ми СШ.

разъединители, предназначены для вывода присоеденений и оборудования в ремонт, а также для изменения места подключения присоединений (1-21). Отключенные в нормальном состоянии разъеденители на схеме обведены кружком. Шинные разъединители 5-9 и 11-15 не могут одновременно, в норм. режиме, находится во включенном состоянии, т.к в этом случае возникает цепочка из разъединителей, связовающая сис-мы СШ А1 и А2, и шунтирующая шиносоединительный выключатель Qа

Такое распределение присоединений увеличивает надежность схемы, так как при КЗ на шинах отключаются шиносоединительный выключатель QA и только половина присоединений. Если повреждение на шинах устойчивое, то отключившиеся присоединения переводят на исправную систему шин. Перерыв электроснабжения половины присоединений определяется длительностью переключений.

Для РУ 110 кВ и выше существенными становятся недостатки этой схемы:

— отказ одного выключателя при аварии приводит к отключению всех источников питания и линий ,присоединенных к данной системе шин, отключаются все присоединения

Ликвидация аварии затягивается, так как все операции по переходу с одной системы шин на другую производится разъеденителями. Если источниками питания являются мощные блоки турбогенератор-трансформатор, то пуск их после сброса нагрузки на время более 30 мин может занять несколько часов;

— повреждение шиносоединительного выключателя равноценно КЗ на обеих системах шин, т.е. приводит к отключению всех присоединений ;

— большое количество операций разъеденителями при выводе в ривизию и ремонт выключателей усложняет эксплуатацию РУ

— необходимость установки шиносоеденительного, обходного выключателя и большого количества разъеденителей увеличивает затраты на сооружение РУ

Некторое увеличение гибкости и надежности схемы можно достич секционированием одной или обеих систем шин.

Если сборные шины секционированы, то для уменьшения капитальных затрат возможно применение совмещенных шиносоединительного и обходного выключателей. В схемах с большим числом линий количество таких переключений в год значительно, что приводит к усложнению эксплуатации, поэтому имеются тенденции к отказу от совмещения шиносоединительного и обходного выключателей .

В схеме с секционированными шинами при повреждении на шинах или при КЗ в линии и отказе выключателя теряется только 25 % присоединений (на время переключений), однако при повреждении в секционном выключателе теряется 50% присоединений.

При необходимости вывода в ремонт Q1 присоединение W1 переводят на обходную СШ и выключатель присоединения заменяют обходным, для чего необходимо выполнить следующие операции:

подготовить цепь для опробования А0; для этого необходимо включить разъединители 21 и 9;

вывести на ноль уставку срабатывания защит обходного выключателя Q0;

включить выключатель Q0 с целью опробования исправности А0;

убедившись в исправности А0 отключить Q0;

включить разъединитель 17, это приводит к появлению второго пути связи W1 с А1;

уставки защит на выключателе Q0 привести в соответствие с уставками защит выключателя Q1;

импульсное напряжение

1.5.18 импульсное напряжение (impulse voltage): Импульсное напряжение — это апериодическое переходное напряжение определенной волны, охарактеризованной в МЭК 60060-1.

3.1.24 импульсное напряжение: Перенапряжение, представляющее собой одиночный импульс или колебательный процесс (обычно сильно демпфированный), длительностью до нескольких мс.

рым следует восстановление напряжения до обычного уровня за промежуток времени от нескольких микросекунд до десяти миллисекунд Максимальное мгновенное значение на-

Смотри также родственные термины:

26. Импульсное напряжение в обратном проводящем состоянии тиристора

E. Peak reverse conducting voltage

F. Tension de pointe à l’état conducteur dans le sens inverse

Наибольшее мгновенное значение напряжения в обратном проводящем состоянии тиристора, обусловленное импульсным током в обратном проводящем состоянии заданного значения

16. Импульсное напряжение в открытом состоянии тиристора

E. Peak on-state voltage

F. Tension de pointe à l’état passant

Наибольшее мгновенное значение напряжения в открытом состоянии тиристора, обусловленное импульсным током в открытом состоянии заданного значения

30. Импульсное напряжение управления тиристора

E. Peak gate voltage

F. Tension de pointe de gâchette

Наибольшее мгновенное значение напряжения управления тиристора

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Полезное

Смотреть что такое «импульсное напряжение» в других словарях:

импульсное напряжение — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN impulse voltagesurge voltage … Справочник технического переводчика

импульсное напряжение — impulsinė įtampa statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. impulse voltage; pulse voltage vok. Impulsspannung, f; Stoßspannung, f rus. импульсное напряжение, n pranc. tension de choc, f; tension impulsionnelle, f … Automatikos terminų žodynas

импульсное напряжение пробоя — Наибольшее напряжение на электродах газоразрядной трубки в период между подачей импульса заданной формы волны и началом протекания тока (МСЭ Т K.12). [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные… … Справочник технического переводчика

импульсное напряжение (тиристора) — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN peak voltage … Справочник технического переводчика

импульсное напряжение в обратном проводящем состоянии тиристора — Наибольшее мгновенное значение напряжения в обратном проводящем состоянии тиристора, обусловленное импульсным током в обратном проводящем состоянии заданного значения. Обозначение Uпс,и URCM [ГОСТ 20332 84] Тематики полупроводниковые приборы EN… … Справочник технического переводчика

импульсное напряжение в открытом состоянии тиристора — Наибольшее мгновенное значение напряжения в открытом состоянии тиристора, обусловленное импульсным током в открытом состоянии заданного значения. Обозначение Uос,и UTM [ГОСТ 20332 84] Тематики полупроводниковые приборы EN peak on state voltage FR … Справочник технического переводчика

импульсное напряжение управления тиристора — Наибольшее мгновенное значение напряжения управления тиристора. Обозначение Uу,и UGM [ГОСТ 20332 84] Тематики полупроводниковые приборы EN peak gate voltage FR tension de pointe de gâchette … Справочник технического переводчика

Импульсное напряжение в обратном проводящем состоянии тиристора — 26. Импульсное напряжение в обратном проводящем состоянии тиристора E. Peak reverse conducting voltage F. Tension de pointe à l’état conducteur dans le sens inverse Uпс,и Наибольшее мгновенное значение напряжения в обратном проводящем состоянии… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Импульсное напряжение в открытом состоянии тиристора — 16. Импульсное напряжение в открытом состоянии тиристора E. Peak on state voltage F. Tension de pointe à l’état passant Uос.и Наибольшее мгновенное значение напряжения в открытом состоянии тиристора, обусловленное импульсным током в открытом… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Импульсное напряжение управления тиристора — 30. Импульсное напряжение управления тиристора E. Peak gate voltage F. Tension de pointe de gâchette Uу,и Наибольшее мгновенное значение напряжения управления тиристора Источник: ГОСТ 20332 84: Тиристоры. Термины, определения и буквенные… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Импульсное напряжение

Искажение формы кривой питающего напряжения может про­исходить за счет появления высокочастотных импульсов при ком­мутациях сети, работе разрядников и т. п.

Импульс напряжения — резкое изменение напряжения в точке элек­трической сети, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток време­ни до нескольких миллисекунд (т. е. меньше полупериода) (рис. 19.4).

Импульсное напряжение характеризуют следующие величины:

амплитуда импульса U_имп — максимальное мгновенное значение импульса напряжения;

длительность импульса — интервал времени между начальным моментом импульса напряжения и моментом восстановления мгно­венного значения напряжения до первона­чального или близкого к нему уровня; ча­сто длительность импульса оценивается по уровню 0,5 его амплитуды ∆t_имп 0,5.

В электрическую сеть напряжением 220. 380 В может проникать импульсное напряжение до 3. 6 кВ.

Наиболее чувствительны к импульс­ным напряжениям электронные и микро­процессорные элементы систем управле­ния и защиты, компьютеры, серверы и компьютерные станции.

Основным способом защиты от им­пульсных напряжений является использо­вание ограничителей перенапряжения (ОПН) на основе металлооксидных соединений.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Импульсные перенапряжения

Молния может стать причиной пожаров, сильных разрушений, взрывов, травмирования людей и животных, в том числе и смертельных случаев. Специалисты различают первичные и вторичные воздействия удара молнии. Первые возникают при прямом ее попадании в объекты. Непосредственное попадание атмосферного электричества в жилые и промышленные постройки может полностью разрушить их, убить человека или привести к техногенным авариям.

Вторичное воздействие молнии (электромагнитная или электростатическая индукция) вызывается близким с объектом разрядом молнии или заносом высоких потенциалов внутрь построек по подземным или наружным металлическим конструкциям, коммуникациям, воздушным линиям электропередач и проводам другого назначения, а также трубопроводам или кабелям.

Вторичное воздействие разрядов молнии негативно влияет на телефонию, электробытовые сети 220/380 В, системы мобильной связи, а также передачи информации и данных, спутникового и телевизионного вещания. Выход из строя даже на короткое время вышеперечисленных систем может привести к непоправимым последствиям, поэтому современные системы молниезащиты объектов включают защиту и от непосредственных ударов молнии, и от вторичных ее проявлений.

Что это такое импульсные перенапряжения

Кратковременный, но значительный скачок напряжения, а также появление на металлических конструкциях электродвижущей силы – называется импульсным перенапряжением. Специалисты обычно различают проявления электромагнитной и электростатической индукции, занос внутрь объекта высоких потенциалов, а также коммутационное перенапряжение.

Импульсное перенапряжение коммутационного происхождения связано с внезапной сменой режима работы в системе электроснабжения, при коротком замыкании, включении и отключении трансформаторов, включении резервного питания и т.д. При развитии данного типа перенапряжения накопленная в элементах сети энергия из-за резкой смены параметров режима работы приводит к развитию переходного процесса со значительным скачком напряжения.

Повышение напряжений в некоторых случаях может достигать значений в сотни раз выше, чем их нормальные эксплуатационные параметры. Это приводит не только к выходу из строя электрических и электронных устройств и приборов, систем электроснабжения, телекоммуникаций и связи, контроля и управления, но и может являться причиной пожара и даже смерти людей.

Причины импульсных перенапряжений

Причиной появления высоких напряжений обычно является разряд молнии, коммутационные процессы в системах электроснабжения, а также электромагнитные помехи, вызываемые мощными промышленными электроустановками. Различают перенапряжения:

• коммутаций;
• непосредственного разряда (при разряде во внешнюю молниезащиту или воздушные ЛЭП);
• индуцированные (при разряде рядом со зданием или в близстоящие объекты).

Электромагнитная индукция после разряда молнии характеризуется образованием магнитного поля в контурах металлических коммуникациях различной формы с переменными во времени параметрами. При этом значение электродвижущей силы зависит от амплитуды и крутизны тока молнии, а также размеров и формы самого контура.

Индукция электростатической природы провоцируется скоплением под кучевыми облаками с определенным электрическим потенциалом зарядов с противоположным знаком. Но в земле и на проводящих конструкциях наземных промышленных или жилых объектов это накопление приводит к тому, что за время разряда молнии заряды не успевают стечь в землю и становятся причиной появления импульсного перенапряжения. Чаще всего разность потенциалов появляется между металлическими трубами (водопроводными или канализационными), электропроводкой расположенными в постройке и металлической крышей. При этом, чем выше постройка, тем больше значения накопленных потенциалов.

Примеры повреждений, вызванных вторичными воздействиями молнии

Разрушение телефонного аппарата и временнного вводного щита электроустановки

Характеристики импульсного перенапряжения

Энергонасыщенность современных промышленных и жилых объектов, наличие разветвленной электрической сети от проектировщиков систем защиты требует грамотного выбора устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Для этого необходимо разобраться в основных параметрах, характеризующих возникающие импульсы перенапряжения, а именно:

• форму волны тока (характеризуется временем нарастания и спада);
• амплитуда тока.

Для описания токов разряда молнии применяют 2 вида формы волн: удлиненную (10/350 мксек) и короткую (8/20 мксек). Первая соответствует непосредственному (прямому) попаданию разряда молнии и показывает нарастание тока за 10 мксек до максимального импульсного значения (I imp) и снижению его показания в 2 раза за 350 мсек. Короткая волна наблюдается при удаленном разряде молнии и при коммутационных процессах. Она характеризует нарастание тока за 8 мксек до максимума (I max) и спад до половины значения за 20 мксек. Импульс 10/350 мксек воздействует на электросеть в десятки раз дольше, чем 8/20 мксек, поэтому он более опасен для защищаемых объектов.

Виды УЗИП

УЗИП имеют корпус из негорючего пластика и в большинстве случаев представляют собой разрядники или варисторы самых разных конфигураций. Сегодня ограничители импульсных перенапряжений имеют индикатор выхода из строя. Данные устройства необходимы для создания надежной и эффективной системы внутренней молниезащиты.

Разрядник обычно представляет собой электроприбор (открытого воздушного или закрытого типа) с двумя электродами. На них при увеличении напряжения до определенного значения они пробиваются, тем самым снимая импульс перенапряжения. Варистор является полупроводниковым устройством, имеющим симметричную крутую вольт-амперную характеристику. Принцип его действия заключатся в том, что при достижении на его контактах определенной величины напряжения, он быстро и значительно понижает значение своего сопротивления и пропускает ток.

Ограничители импульсных перенапряжений характеризуются параметрами номинального, импульсного напряжения и временного перенапряжения. В зависимости от мощности импульса, которое УЗИП может рассеять и в соответствии с ГОСТом Р 1992-2002 (МЭК 61643-1-98) выделяют 3 класса ограничителей: