Анализ перенапряжений воздушных линий электропередач напряжением выше 110 кВ, страница 8

Ограничение перенапряжений при отключении ненагру­женных линий выключателями, дающими повторные зажи­гания дуги, представляет весьма сложную техническую задачу. Ограничение этих перенапряжений грозозащитны­ми разрядниками невозможно по двум причинам: во-пер­вых, по условиям молниезащиты эти разрядники должны быть включены на подстанции, а не на линии, а во-вторых, энергия таких перенапряжений превосходит пропускную способность грозозащитных разрядников. В принципе та­кие перенапряжения могут быть ограничены специальными коммутационными вентильными разрядниками. Однако было найдено, что защита от перенапряжений при отключе­нии ненагруженных линий может выполняться и другими средствами — выносом электромагнитных трансформаторов напряжения на линию, применением выключателей с шун­тирующими резисторами.

2.2. Ограничение перенапряжений с помощью вентильных разрядников и встроенных в выключатели резисторов

Рассмотрим подробнее, как осуществляется процесс ог­раничения коммутационных перенапряжений с помощью вентильных разрядников. Решение этой задачи имеет осо­бое значение для линий СВН (330 кВ и выше), где для до­стижения высоких технико-экономических показателей не­обходимо глубокое ограничение коммутационных перена­пряжений. Разработанная в СССР и применяемая в настоящее время схема защиты от коммутационных пере­напряжений линий электропередачи 330—1150 кВ основа­на на применении специальных разрядников с повышен­ной пропускной способностью и с целым комплексом защитных устройств, обеспечивающих благоприятные усло­вия их работы.

При коммутационных перенапряжениях амплитуда то­ка через вентильный разрядник после пробоя его искрового промежутка обычно не превышает 1,5—2 кА, однако в силу значительной длительности перенапряжения энергия, рас­сеиваемая в нелинейном сопротивлении, на несколько по­рядков превосходит энергию грозового импульса. Условия гашения дуги в разрядниках при коммутационных перена­пряжениях получаются более тяжелыми, чем при грозо­вых. На рис. 2.1 представлены кривые напряжения в точке подключения разрядника и тока через разрядник. Когда мгновенное значение напряжения па разряднике достигает пробивного напряжения искрового промежутка, происхо­дит подключение его нелинейного сопротивления к фазно­му проводу (точка а). При прохождении напряжения и тока разрядника через нуль искровой промежуток обрыва­ет ток. В следующий полупериод разрядник может срабо­тать вновь (точка б), если напряжение на нем растет бы­стрее, чем восстанавливающаяся прочность его искрового промежутка; при этом напряжение второго и всех последу­ющих пробоев меньше, чем в первый полупериод.

Рис. 2.1. Работа вентильного разрядника при коммута­ционных перенапряжениях: 1- кривая напряжения при переходном процессе;   2 — ток че­рез разрядник

Напряжение, при котором повторные пробои больше не происходят, должно быть меньше напряжения гашения UГАШ. Срабатывания разрядника должны прекратиться пос­ле затухания переходного процесса, но установившееся на­пряжение UУСТ может значительно превышать фазное на­пряжение за счет емкостного эффекта или несимметрии. Поэтому напряжение гашения коммутационных разрядни­ков должно быть значительно выше, чем у грозозащитных разрядников, а коэффициент kГАШ = UПР/ UГАШ  должен быть значительно ниже. Например, для разрядника РВМК-500-П коэффициент гашения kгаш=1,25, что обеспечивает при пробивном напряжении (2,4 - 2,5)Uф напряжение гашения UГАШ = (1,9 -2,0)Uф. Так как при обрыве дуги в разряднике происходит повышение напряжения, то допустимое устано­вившееся напряжение должно быть на 10—15 % меньше UГАШ, что обеспечивает надежное гашение дуги искровым промежутком. Для линий различного номинального напря­жения должно выполняться следующее:

Uном , кВ * * * * * * * * * * * * * * 500     750    1150

Uпр/ Uф * * * * * * * * * * * * * * * 2.5     2.1     1.8

Uуст/ Uф  * * * * * * * * * * * * * *  1.75   1.45   1.25