Opis
Przepięcia stanowią poważne narażenie dla układów izolacyjnych urządzeń elektrycznych pracujących na wszystkich poziomach napięć oraz dla aparatury elektronicznej. Głównymi przyczynami ich powstawania są wyładowania atmosferyczne, a także zjawiska towarzyszące czynnościom łączeniowym, zmianom konfiguracji sieci elektrycznych oraz niektórym stanom awaryjnym w układach elektroenergetycznych.
Przepięcia ograniczane są przy zastosowaniu różnych metod i urządzeń ochronnych, a ochrona przepięciowa jest systematycznie doskonalona od początku rozwoju sieci elektrycznych.
W książce omówiono wybrane zagadnienia dotyczące przepięć i ochrony przepięciowej, zgodne z programami zajęć dydaktycznych realizowanych w ramach przedmiotów: technika wysokich napięć, ochrona odgromowa i przepięciowa oraz inżynieria wysokonapięciowych układów przesyłowo-rozdzielczych, prowadzonych na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki, Elektroniki i Inżynierii Biomedycznej Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie.
Część eksperymentalna podręcznika zawiera wytyczne do wykonania badań laboratoryjnych, wskazówki dotyczące opracowania wyników pomiarów i przygotowania sprawozdań, a także wykaz literatury, zagadnienia i pytania kontrolne oraz przykładowe zadania.
Spis treści
Wykaz ważniejszych oznaczeń / 9
Wprowadzenie / 13
ROZDZIAŁ 1
Wytwarzanie udarów prądowych / 15
1.1. Podstawy teoretyczne / 16
1.1.1. Charakterystyka udarów prądowych i ich zastosowanie / 16
1.1.2. Podstawy teoretyczne działania generatorów udarów prądowych / 18
1.2. Generatory udarów prądowych prostokątnych / 23
1.3. Część eksperymentalna / 28
Literatura / 31
ROZDZIAŁ 2
Przepięcia podczas wyłączania małych prądów indukcyjnych / 32
2.1. Podstawy teoretyczne / 32
2.1.1. Mechanizm powstawania przepięć podczas wyłączania małych prądów indukcyjnych / 35
2.1.2. Przepięcia podczas przerywania małych prądów indukcyjnych bez ponownych zapłonów łuku w wyłącznikach / 37
2.1.3. Analiza wpływu ponownych zapłonów łuku w wyłącznikach na przepięcia łączeniowe / 39
2.1.4. Czynniki wpływające na przepięcia podczas wyłączania małych prądów indukcyjnych / 40
2.2. Część eksperymentalna / 45
Literatura / 47
ROZDZIAŁ 3
Przeciążenia i przepięcia podczas łączenia baterii kondensatorów / 48
3.1. Podstawy teoretyczne / 48
3.1.1. Przeciążenia i przepięcia przy włączaniu jednofazowych baterii kondensatorów / 52
3.1.2. Analiza przepięć podczas wyłączania baterii kondensatorów / 53
ROZDZIAŁ 4
Przepięcia przy wyłączaniu zwarć pobliskich / 61
4.1. Podstawy teoretyczne / 62
4.1.1. Charakterystyka ogólna przepięć podczas wyłączania prądów zwarciowych / 62
4.1.2. Analiza teoretyczna przebiegów napięć powrotnych podczas wyłączania zwarć pobliskich / 63
4.2. Część eksperymentalna / 70
Literatura / 71
ROZDZIAŁ 5
Przepięcia ziemnozwarciowe / 72
5.1. Podstawy teoretyczne / 72
5.1.1. Charakterystyka przepięć ziemnozwarciowych ustalonych / 72
5.1.2. Przyczyny powstawania i przebiegi przepięć ziemnozwarciowych szybkozmiennych / 74
5.1.3. Metody ograniczania przepięć ziemnozwarciowych / 80
5.2. Część eksperymentalna / 83
Literatura / 85
ROZDZIAŁ 6
Przepięcia ferrorezonansowe w sieciach elektrycznych / 86
6.1. Podstawy teoretyczne / 86
6.1.1. Mechanizmy powstawania i charakterystyka przepięć ferrorezonansowych w układach jednofazowych / 86
6.1.2. Przepięcia ferrorezonansowe w sieciach elektrycznych trójfazowych / 90
6.1.3. Metody eliminacji przepięć ferrorezonansowych / 94
6.2. Część eksperymentalna / 94
Literatura / 97
ROZDZIAŁ 7
Przepięcia w uzwojeniach transformatorów / 99
7.1. Podstawy teoretyczne / 100
7.1.1. Analiza mechanizmu propagacji i przebiegów przepięć w uzwojeniach transformatorów / 100
7.1.2. Metody ograniczania przepięć w transformatorach / 106
7.2. Część eksperymentalna / 107
Literatura / 111
ROZDZIAŁ 8
Przepięcia piorunowe w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia / 113
8.1. Podstawy teoretyczne / 114
8.1.1. Narażenia urządzeń elektrycznych na wyładowania piorunowe / 114
8.1.2. Podstawowe parametry wyładowań piorunowych / 115
8.1.3. Metody obliczeń przepięć i prądów indukowanych podczas wyładowań piorunowych w instalacjach elektrycznych / 118
8.1.4. Metody zmniejszania przepięć indukowanych w instalacjach elektrycznych / 123
8.2. Część eksperymentalna / 124
Literatura / 128
ROZDZIAŁ 9
Zjawiska falowe w liniach długich / 129
9.1. Podstawy teoretyczne / 130
9.1.1. Warunki propagacji fal napięciowych w elektroenergetycznych liniach napowietrznych i kablowych / 130
9.1.2. Analiza zjawisk falowych w liniach długich / 131
9.1.3. Wpływ przejścia fal napięciowych przez węzeł w liniach na przebiegi fal / 136
9.1.3.1. Przejście fali prostokątnej przez węzeł łączący linie o różnych impedancjach falowych / 136
9.1.3.2. Przejście fali prostokątnej przez węzeł z rezystancją w liniach długich / 139
9.1.3.3. Przejście fali napięciowej przez węzeł z pojemnością / 141
9.1.3.4. Przejście fali przez węzeł z indukcyjnością / 143
9.2. Część eksperymentalna / 144
Literatura / 149
ROZDZIAŁ 10
Ochrona urządzeń elektroenergetycznych od przepięć / 151
10.1. Podstawy teoretyczne / 152
10.1.1. Zasady koordynacji izolacji / 152
10.1.2. Metody ochrony urządzeń elektrycznych od przepięć / 153
10.1.2.1. Podstawy ochrony odgromowej / 153
10.1.2.2. Wpływ sposobu połączenia punktu neutralnego sieci z ziemią na przepięcia w układach elektroenergetycznych / 156
10.1.2.3. Ochrona przepięciowa urządzeń elektroenergetycznych przy zastosowaniu ograniczników przepięć / 160
10.1.2.4. Zastosowanie wyłączników synchronizowanych do ograniczania przepięć łączeniowych / 166
10.1.2.5. Wpływ baterii kondensatorów i dławików na przepięcia / 166
10.1.2.6. Ograniczanie przepięć dzięki zmniejszaniu rezystancji uziemień / 166
10.2. Część eksperymentalna / 167
Literatura / 170