Анализ перенапряжений воздушных линий электропередач напряжением выше 110 кВ, страница 19

При подключении простого колебательного контура к источнику ЭДС е=Е sin(ωt+φ)возникает переходный процесс. Максимальное значение напряжения на емкости С зависит от фазы включения и от соотношения частоты источника ω и собственной частоты контура ω0. Воздушные ли нии электропередачи, как правило, имеют малые потери, так что можно считать δ<<ω1 и ω1= ω0. Вдали от резонанса выражение для напряжения на емко­сти, являющегося аналогом напряжения в конце ра­зомкнутой линии, имеет вид:

где Uуст – установившееся напряжение; Uсв – напряжение свободных колебаний;

  При ω1=ω (резонанс), используя предельный переход, получаем:

т. е. колебания происходят с постепенно возрастающей амплитудой, в пределе достигающей установившегося напряжения, которое во много раз превосходит амплитуду ЭДС источника.

Максимальные перенапряжения в переходном процессе обычно характе­ризуют ударным коэффи­циентом к_уд. Для колеба­тельного контура

                                             

                 Рис. П3. Зависимость kуд=f(ω1/ω) при разных углах включения φ.

На рис. П.3. показан характер изменения kуд  в зависимости от ω1/ω для различных углов включения φ, откуда следует, что при ω=ω1 kуд =1, т.е. при резонансе момент не влияет на ударный коэффициент. При ω1/ω<1 наибольшее kуд   наблюдается при углах включения φ, близких к 0 ( при 180), причем kуд  может быть больше 2. При ω1/ω>1 наибольшее kуд наблюдается как правило, при углах включения φ, близких к 90, причём kуд не превышает 2.

Для ω1=1, 1.5, 2.0, 3.0 kуд соответственно получался равным 1, 1.63, 1.75, 1.47 (согласно графику зависимости П3)

Построим кривые переходного процесса для следующих собственных частот колебаний ω1=1,0 ; 2,0; 3,0;

            Рис. П4. Переходный процесс при включении линии (ω1=1):

1-вынужденная составляющая; 2-свободная составляющая.

                     Рис. П5. Переходный процесс при включении линии (ω1=2):

           1-вынужденная составляющая; 2-свободная составляющая.

                                  Рис. П6. Переходный процесс при включении линии (ω1/ω=3):

           1-вынужденная составляющая; 2-свободная составляющая

В данном расчете рассмотрены на примере и построены кривые переходного процесса, а так же можно добавить, что для защиты оборудования и линейной изоляции от воздействия опасных внутренних перенапряжений применяют коммутационные разрядники  или нелинейные ограничители перенапряжений, которые должны ограничивать перенапряжения переходного режима.

Оглавление

Аннотация ----------------------------------------------------------------------------2

Введение ------------------------------------------------------------------------------3

Глава 1. Анализ перенапряжений для разных случаев ----------------------6

1.1.  Перенапряжения при включении разомкнутой линии ---------------6

1.2.  Перенапряжения при автоматическом повторном включении----15

1.3.  Перенапряжения при отключении конденсаторов ------------------19

Глава 2. Ограничения коммутационных перенапряжений ----------------26

2.1.  Основные принципы построения защиты------------------------------26

2.2.  Ограничения перенапряжений с помощью вентильных разрядни-    ков и встроенных в выключатели резисторов -------------------------29

Глава 3. Установившиеся перенапряжения в электропередачах ----------39

3.1.  Повышение напряжения в конце разомкнутой линии --------------39

3.2.  Установившиеся перенапряжения при КЗ -----------------------------51

Заключение ----------------------------------------------------------------------------58

Список литературы ------------------------------------------------------------------60

Приложение ---------------------------------------------------------------------------61