Файл: Мельников, Н. А. Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи 330-500 кВ.pdf

вается присоединенной к источнику питания с одной стороны. При этом аналогично установившемуся режиму на открытом конце линии перенапряжения будут выше, чем в начале. Во всех других аварийных режимах, когда связь линии электропередачи с передающими и приемными системами на обоих концах сохра­ няется, коммутационные перенапряжения характеризуются весьма умеренными величинами и с точки зрения выбора уров­ ней изоляции не имеют практического значения.

Плановые включения и отключения линии электропередачи. В начальный момент напряжение на незаряженной линии равно нулю. После включения толчком начинается колебательный процесс перехода к новому установившемуся режиму повышен­ ного напряжения на линии с односторонним питанием.

Расчеты коммутационных перенапряжений, возникающих при включении, производятся по изложенной выше методике для участка линии длиной I и волновым сопротивлением z c. В соот­ ветствии с реальными условиями принимается, что включение линии производится через эквивалентное реактивное сопротив­ ление к источнику синусоидального напряжения. Амплитуда коммутационных перенапряжений зависит от двух основных па­ раметров: отношения собственной частоты колебательного кон­ тура к частоте установившегося переменного тока и от момента коммутации, определяемого начальной разностью фаз ф между приложенным напряжением и установившимся током.

Сдвиг между приложенным напряжением и установившимся током является случайной величиной, которая зависит от момен­

та включения каждой фазы. Наиболее часто включение проис­ ходит в момент, близкий к наибольшему напряжению между контактами, когда э. д. с. фазы приближается к максимальному значению. Разброс при включении отдельных фаз, вызванный не­ точностью регулировки II т. п. причинами, составляет 0,01— 0,02 с. В течение этого времени на фазах, которые еще не успели оказаться под напряжением, вследствие электромагнитной свя­ зи с включенной фазой наводятся потенциалы. Если последую­ щее включение этих фаз произойдет в момент, когда напряжение источника и наведенное напряжение будут иметь разные знаки, то ударные коэффициенты увеличатся и, следовательно, возра­ стет амплитуда коммутационных перенапряжений.

Измерения на действующих линиях и на моделях показали, что на линиях 500 кВ коммутационные перенапряжения при включении, как правило, с учетом разброса не превышают (2,2-г- 2,3) t/ф. В маловероятном случае включения линии, на которой перед началом коммутации произошло короткое замыкание, пе­ ренапряжения могут увеличиться до (2,5-f-2,8) /Уф.

В табл. 10-2 и 10-3 приведены полученные расчетным путем значения кратностей коммутационных перенапряжений, возни­ кающих на линиях 500 кВ при включении толчком.

Уровни коммутационных перенапряжений при остальных не­ изменных параметрах существенно зависят от длины участка. Шунтирующие реакторы, включенные на конце линии электро­

266

Т а б л и ц а 10-3

Результаты произведенных расчетов показали, что при пла­ новом отключении линии выключателями, не дающими повтор­ ных зажиганий, уровни коммутационных перенапряжений значи­ тельно ниже, чем при включениях, и, как правило, не превыша­ ют 2 С /ф . Это объясняется тем, что вынужденные составляющие перенапряжений при включениях и отключениях, которые пред­ варительно не подготовляются эксплуатационным персоналом, будут одинаковыми. В то же время при отключениях коммута­ циям соответствуют более низкие ударные коэффициенты, чем при включениях.

Отключение несимметричных коротких замыканий. На одно­ цепных линиях сверхвысокого напряжения каждое трехфазное отключение несимметричного короткого замыкания, которые, как правило, бывают однофазными, приводит к разрыву электропе­ редачи. В процессе ликвидации аварии вследствие разброса по времени действия выключателей, установленных на противопо­ ложных концах отключаемого участка, начинается процесс пе­ рехода от предшествующего нормального режима работы линии к аварийному режиму одностороннего питания, сопровождаю­ щийся, как и при включении линии, возникновением коммута­ ционных перенапряжений. Время разброса выключателей со­ ставляет от 0,01 до 0,05 с.

В наиболее распространенных случаях отключения только одной из параллельных цепей двухцепной линии электропереда­ чи коммутационные перенапряжения всегда будут меньше, чем на одноцепных линиях, так как при наличии сохранившихся свя­ зей с передающими и приемными системами параметры рас­ сматриваемой схемы будут далеки от резонансных условий. Разрывы двухцелной линии, сопровождающиеся сбросом на­ грузки и появлением коммутационных перенапряжений со зна­ чительной амплитудой, могут произойти во время ремонта, когда один из участков параллельной цепи был предварительно отклю­ чен, а также при редко встречающихся в эксплуатации случаях одновременного отключения двух параллельных цепей.

Коммутационные перенапряжения при отключении несиммет­ ричного короткого замыкания возникают на всех трех фазах ли­ нии, но переходные процессы на поврежденных и неповрежден­ ных фазах будут протекать при различных начальных условиях.

При рассмотрении явлений, сопровождающих возникновение перенапряжений на поврежденной фазе, необходимо учитывать, что на ее отдельных участках начальные условия для переходно­ го процесса изменяются в зависимости от расстояния между источником напряжения и местом аварии. В непосредственной близости от места короткого замыкания, аналогично рассмот­ ренному выше случаю включения линии, происходит переход от нулевого значения к повышенному установившемуся напряже­ нию. На остальных участках линии, где при коротком замыкании сохраняется остаточное напряжение, переходный процесс будет менее интенсивным; ударный коэффициент, соответствующий отключению поврежденной фазы, будет меньше, чем при вклю­ чении линии. Поэтому коммутационные перенапряжения, возни­ кающие в этом случае, не являются расчетными. Процессы на неповрежденных фазах отличаются тем, что после возникновения короткого замыкания и до начала коммутации отключения на­ пряжение на включенном с двух сторон участке линии увеличи­ вается в зависимости от параметров электропередачи до (1,1 -г- 1,3) f/ф. Отключение неповрежденных фаз сопровождается пере­ ходом от начального напряжения в режиме короткого замыка­ ния к новому повышенному значению установившегося напряже­ ния на линии, включенной с одной стороны. Напряжение до момента коммутации зависит от угла сдвига между э. д.с. в на­ чале и в конце участка линии, который является статистической величиной. В наибольшей степени угол сдвига между э. д. с. за­ висит от величины мощности, передаваемой по линии в нор­ мальном режиме, а также от ряда других факторов, имеющих второстепенное значение.

Максимальное значение коммутационных перенапряжений, возникающих на неповрежденных фазах во время переходного процесса, может быть определено из уравнения

268