Анализ перенапряжений воздушных линий электропередач напряжением выше 110 кВ, страница 16

друг друга на угол 120°, представляет собой вектор, лежа­щий на линии вектора Uo, но имеющий обратное направ­ление (m>0).

 

Рис. 3.6. Векторная ди­аграмма напряжений при однофазном КЗ

Таким образом, геометрическая сумма составляющих U₁, U₂и U_o в неповрежденных фазах, кото­рую мы обозначим   U, равна

Вектор  U геометрически складывается с составляю­щими симметричного режима. Из векторной диаграммы следует:

Для систем с заземленной нейтралью характерно 1<m<3. Верхние значения т могут получаться в точках сети, удаленных от источников питания, где сопротивления Z_o и Z₁  определяются в основном сопротивлениями линии, а отношение индуктивностей нулевой и прямой последова­тельностей линии близко к трем.

С учетом того, что максимальное рабочее напряжение составляет 1,15—1,1 номинального (линейного), получим напряжение на неповрежденных фазах при т = 3:

В сетях с изолированной нейтралью трансформаторов можно приближенно считать, что m              . Тогда максималь­ное напряжение на неповрежденных фазах равно U _B = U _С = 1,1U _ном.

Максимальные напряжения на неповрежденных, фазах определяют выбор грозозащитных разрядников. В систе­мах с изолированной нейтралью трансформаторов приме­няются 110%-ные разрядники, рассчитанные на напряже­ние гашения U_гаш=1,1 U_HOM. В системах с заземленной ней­тралью используются 80%-ные разрядники, у которых гашение дуги осуществляется при U_ГАШ=0,8U_НОМ и дает воз­можность уменьшить сопротивление нелинейного резисто­ра, а следовательно, и остающееся напряжение на разряд­нике.

Приведенный выше расчет режима однофазного КЗ позволяет построить зависимость напряжения на непо­врежденных фазах от отношения Z₀/Z₁. (рис. 3.7) без уче­та активного сопротивления земли. Учет этого сопротивле­ния не вносит существенных изменений в ход кривой, за исключением резонансной области    (m         2), где ампли­туда напряжения определяется добротностью схемы.

Пусть на повышение на­пряжения при однофазном КЗ накладывается повыше­ние напряжения в разомк­нутой длинной линии, обра­зующейся из-за неодновре­менного срабатывания вы­ключателей по концам ли­нии. В этом случае отноше-

Рис. 3.7. Зависимость напряже­ний на неповрежденных фазах при однофазном    КЗ    от   отношения m=Z₀/Z₁

 

ние Z₀/Z₁ определяется как отношение входных сопротивле­ний относительно точки КЗ в конце разомкнутой ли­нии, присоединенной к источнику с нулевым внутренним сопротивлением. Эти входные сопротивления без учета по­терь равны

Для  линий   СВН Z_c0=(2,0 - 2,4)Z_c, а    ₀ = (1,5 - 1,7)  , т. е. волновое сопротивление и волновая длина линии в схеме нулевой последовательности значительно больше, чем соответствующие параметры в схеме прямой последова­тельности.

При небольших длинах линий отношение Z₀/Z₁ равно отношению индуктивности нулевой и прямой последова­тельностей линии. При длине линии l>400 км Z_o растет значительно быстрее, чем Z₁, а при       =     /2 сопротивление Zo вместо индуктивного становится емкостным. Например, при      =1,6     предельная длина линии, при которой сопро­тивление нулевой последовательности линии сохраняет ин­дуктивный характер,

Сопротивление Z_1: сохраняет индуктивный характер вплоть до l = 1500 км.

Из кривой рис. 3.7 видно, что при значениях т, близ­ких к —2, возможны значительные повышения напряже­ния на неповрежденных фазах за счет несимметрии. Од­нако в реальных линиях эти перенапряжения ограничены активными потерями, которые па этом рисунке не учтены. На рис. 3.8 построены зависимости от длины разомкнутой линии напряжений на неповрежденных фазах при однофаз­ном КЗ в фазе А. Эти зависимости получены путем умно­жения ординат кривой 1 при симметричном режиме на значения коэффициента т, вычисленные с учетом актив­ных потерь. Помимо максимума при l =1500 км, обуслов­ленного резонансом в симметричном режиме, кривые име­ют максимумы при l=1200 км, обусловленные несиммет­рией.