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

Поэтому подразделение защитных мероприятий на две группы имеет несколько условный характер. В действительности защи­ та от внутренних перенапряжений является единым комплексом связанных между собой мероприятий.

Ограничение длительных повышений напряжения. В режимах плановых включений и синхронизации длительные повышения напряжения наблюдаются в течение времени, необходимого для проведения диспетчерских операций, которые продолжаются 10—20 мин. В процессе аварийных коммутаций длительные по­ вышения напряжения на открытом конце линии существуют до момента срабатывания релейной защиты, отключающей электро­ передачу с противоположной стороны. В связи с тем что в эле­ ктропередачах сверхвысокого напряжения длительные повыше­ ния напряжения возникают систематически, в технические усло­ вия на изготовление трансформаторов и аппаратов включается требование о допустимости временного повышения напряжения на электрооборудовании на время возможного существования

вэксплуатации схем с односторонним питанием.

Втабл. 10-7 приведены ориентировочные значения допусти­ мых длительных повышений напряжения на обмотках трансфор­ маторов, автотрансформаторов и реакторов 330—500 кВ в зави­ симости от их продолжительности, которые относятся к внутрен­ ней изоляции и поэтому не зависят от атмосферных условий.

Релейная защита и системная автоматика. Величина допу­

стимого для изоляции повышения напряжения по отношению к наибольшему рабочему непосредственно зависит от длитель­ ности его приложения. Поэтому быстродействие релейных защит в сетях сверхвысокого напряжения является одним из основных требований, обеспечивающих не только устойчивость параллель­ ной работы, но и повышающих надежность эксплуатации элек­ тротехнического оборудования. Противоаварийная автоматика, широко применяемая в сетях сверхвысокого напряжения, в чис­ ле прочих задач предназначена также для ликвидации длитель­ ных повышений напряжения на одиночной линии.

284

дения диспетчерских операций по синхронизации линии, кото­ рые могут производиться при повышенном напряжении, близком к 1,15 £/ф , в течение 10—15 мин.

Аналогичные по длительности и величине повышения напря­ жения могут существовать в послеаварийном режиме в тех слу­ чаях, когда напряжение не достигло уставки медленно дейст­ вующей релейной защиты. В процессе действия защиты от повы­ шения напряжения с первой выдержкой времени, равной 1—2 с, должны быть включены те шунтирующие реакторы, которые до начала переходного процесса были отключены для создания нормального режима работы электропередачи. Если напряжение продолжает оставаться повышенным, то со второй выдержкой времени действия защит, равной 10—15 с, надежно обеспечива­ ющей возврат пусковых реле, полностью отключается линия, на­ ходившаяся под напряжением с одной стороны. Достаточно про­ должительная вторая выдержка времени необходима для отстройки защиты от действия форсировки возбуждения генера­ торов, возможных качаний генераторов, разброса в действии за­ щит и выключателей. Выдержка времени, равная 10—15 с, и сту­ пени селективности между защитами соседних участков в преде­ лах 1—1,5 с в основном исключают возможность ложного сраба­ тывания защит. Несмотря на все перечисленные мероприятия, в случае отказа линейного выключателя в сети останется повы­ шенное напряжение. В этом случае с третьей выдержкой време­ ни в течение 2—3 с отключаются автотрансформаторы на под­ станциях, после чего должны быть отключены шунтирующие ре­ акторы, присоединенные через выключатели к шинам открытых распределительных устройств или непосредственно к линиям. Отключение шунтирующих реакторов необходимо также преду­ сматривать на время бестоковой паузы при АПВ для того, что­ бы обеспечить стекание зарядов с отключенного участка линии через электромагнитные трансформаторы напряжения. Несмот­ ря на небольшую вероятность появления асинхронных режимов на линиях межсистемной связи, следует предусматривать специ­ альную автоматику, разрывающую передачу при затяжном асинхронном ходе. Места установки этой автоматики выбира­ ются так, чтобы в наибольшей степени ограничить внутренние перенапряжения и получить наименьшие дефициты мощности при разделении системы.

Для снижения перенапряжений при отключении линии элек­ тропередачи на участках, прилегающих к установкам продоль­ ной емкостной компенсации, используется релейная защита уча­ стков линии, которая одновременно с командой на отключение поврежденной линии подает импульс на поджиг разрядника, шунтирующего конденсаторные батареи.

Влияние насыщения силовых трансформаторов на длитель­ ные повышения напряжения промышленной частоты. Для сило­ вых трансформаторов характерными являются кривые намагни­

285

чивания с резко выраженной нелинейностью, в связи с чем резонансные повышения на­ пряжения ограничиваются на­ сыщением магнитопровода.

Компенсация емкостного эффекта происходит вследст­ вие появляющихся при резо­ нансных повышениях напря­ жения токов намагничивания значительной величины, при­ водящих к изменению нели­ нейной индуктивности шунта магнитопровода и расстройке резонансного контура.

Поправка на насыщение магнитопроводов понизитель­ ных трансформаторов имеет практическое значение в тех случаях, если величина дли­ тельного повышения напря­ жения, рассчитанная без учета

насыщения, превышает (1,34-4-1,4) £/ф.

Применение шунтирующих реакторов. В тех случаях, когда результаты расчетов показывают, что длительные повышения напряжения на длинной линии, включенной с одной стороны, пре­ вышают значения, допустимые для изоляции аппаратов и транс­ форматоров на время синхронизации, или возникает необходи­ мость ограничения вынужденной составляющей коммутационных перенапряжений, в проектах предусматривается установка шун­ тирующих реакторов, присоединяемых непосредственно к лини­ ям или шинам открытых распределительных устройств. Включе­ ние реакторов уменьшает входную проводимость ненагруженной линии, вследствие чего расстраиваются резонансныеусловия, понижается напряжение в точке его присоединения, а также пе­ репад напряжения между началом и концом линии. В свою оче­ редь снижение вынужденной составляющей позволяет ограни­ чить коммутационные перенапряжения и облегчить условия работы вентильных разрядников.

На рис. 10-9 приведена зависимость напряжения в конце ра­ зомкнутой электропередачи 500 кВ от длины линии при отсутст­ вии или наличии шунтирующих реакторов. Графики, показанные на рис. 10-9, дают возможность оценить влияние присоеди­ нения шунтирующего реактора на напряжение в конце разом­ кнутой линии длиной до 600 км с односторонним питанием. В за­ висимости от места установки реактора напряжение на откры­ том конце снижается на 7—20%. Как следует из приведенных графиков, наибольший эффект получается при наличии реакто­

286

ра на открытом конце, а наименьший — при установке реактора в начале линии. На рис. 10-10 приведена построенная в относи­ тельных единицах зависимость напряжения на конце линии, включенной с одной стороны, от мощности реакторов и пока­ зано, что увеличение мощности шунтирующих реакторов позво­ ляет эффективнее ограничивать длительные повышения напря­ жения.

Как правило, количество и мощность шунтирующих реакто­ ров, выбранных для компенсации зарядной мощности линии, всегда оказываются достаточными и для ограничения внутрен­ них перенапряжений.

Наиболее целесообразное использование реакторов достига­ ется при их установке в конце линии или на подстанциях, свя­ занных со слабыми приемными системами, а также на пере­ ключательных пунктах.

С точки зрения ограничения внутренних перенапряжений при­ соединение реакторов 500 кВ непосредственно к линиям более эффективно, чем к шинам ОРУ. В то же время при часто встре­ чающихся в реальных условиях длинах участков шунтирующие реакторы нельзя устанавливать на линиях, так как при несим­ метричных коммутациях, возможных из-за неисправностей в вы­ ключателях, на отключенных фазах могут возникнуть описанные выше резонансные повышения напряжения, которые приведут

кповреждению изоляции реакторов. По этой причине в сетях 500 кВ большинство реакторов присоединено через выключатели

кшинам открытых распределительных устройств. Вследствие этого вынужденного решения реакторы, присоединенные к ши­ нам, участвуют в ограничении длительных повышений напряже­ ния только в 50% всех аварийных коммутаций, когда первым срабатывает линейный выключатель, находящийся с противопо­ ложной стороны от открытого распределительного устройст­ ва, в котором находится ре­ актор.

Втех случаях, когда допу­

287