Анализ перенапряжений воздушных линий электропередач напряжением выше 110 кВ, страница 3

Рассмотрим случай, когда отношение       = 0,5. Тогда максималь­ное значение напряжения при включении достигается при угле включения    = 0. Наибольшее значение напряжения в переходном процессе достигается на втором максимуме. Следует отметить, что по сравнению с предыдущим в данном случае имеет место пониженное значение амплитуд вынужденной и свободной составляющих

Рис. 1.5. Пере­ходный процесс при включении ли­нии (             =5):

1 — вынужденная со­ставляющая; 2 — сво­бодная составляю­щая

Рис. 1.6. Пере­ходный процесс при включении ли­нии (                 =2,0):

1 — вынужденная со­ставляющая; 2 — сво­бодная составляю­щая

На практике, хотя и достаточно редко, можно встретить случай     =      . Тогда говорят, что в сети выполняются условия резонанса на промышленной частоте. При этом напряжение в колебательном контуре определяется выражением

Из (1.14) следует, что напряжение постепенно увеличивается (рис. 1.7) и в пределе достигает максимального значения вынужден­ного режима, которое равно Е_т        = (10  20) Е_т.   Это во много раз превосходит ЭДС источника, что определяется высокой   доброт­ностью реальных линий.

Рис. 1.7. Переходный процесс при включении линии (     /       = 1):

1 — вынужденная составля­ющая; 2— свободная со­ставляющая

Рассмотренные особенности переходного процесса в про­стом колебательном контуре сохраняются и для линии (см. рис. 1.1), в которой существует бесконечное число гар­моник свободных колебаний.

При е=             (      +   ) напряжение в конце линии

Вычисление коэффициентов затухания    _к является слож­ной задачей. По данным измерений на действующих линиях электропередачи 500 кВ среднее значение   _К может быть оценено в 30 1/с, или примерно 0,1 1/рад, что соответствует уменьшению амплитуды свободных колебаний за период Т промышленной частоты на 45 %. В эксплуатации наиболь­шее значение имеет ударный коэффициент K_уд=                     характеризующий перенапряжение. В соответствии с (1.15) ударный коэффициент зависит от фазы включения линии. На рис. 1.8 представлены зависимости                          при разных частотах. Видно, что чем больше угол включения отличает­ся от 90°, тем меньше амплитуды собственных колебаний. Чем ближе частота собственных колебаний к частоте источ­ника, тем позднее наступает приблизительное совпадение максимумов А_уст и А_К,а следовательно, и максимум пере­ходного процесса. В этом случае большое влияние оказывает коэффициент затухания. По мере приближе­ния частоты свободных колебаний к частоте ис­точника ударный коэф­фициент снижается. Об­щий характер кривых на рис. 1.8 нарушает слу­чай            =3, когда при     = 90° максимумы вы­нужденной и свободной составляющих не совпа­дают.

Рис. 1.8. Зависимость Куд, от фазы включения         (          =30 1/с) (на кривых           /314) в простом колебательном контуре

Кривая К_уд  =                для линии, идет несколько выше, чем для эквивалентного колебательного контура, за счет высших гармоник и превышения амплитуды колебаний первой соб­ственной частоты над амплитудой вынужденной составляю­щей. Это различие, как правило, сказывается тем больше, чем меньше L_И/(L'l), т. е. проявляется при больших мощ­ности источника и длине линии. Наличие реакторов попе­речной компенсации увеличивает ударный коэффициент преимущественно в области максимума, а наличие продоль­ной компенсации выравнивает кривую                 , т. е. уменьшает ударный коэффициент вблизи максимума и уве­личивает его значение при включении вблизи нулевого зна­чения ЭДС; это объясняется влиянием субгармонической составляющей.

При включении блочных схем трансформатор—линия без выключателя на стороне линии переходный процесс со­провождается появлением свободной составляющей магнит­ного потока трансформатора; совпадение свободной состав­ляющей магнитного потока с вынужденной приводит через полпериода промышленной частоты к насыщению магнитной цепи и к появлению высших гармоник. В частности, в ряде случаев отмечено появление высоких амплитуд второй и не­которых других четных гармоник. Ввиду того что свободная составляющая магнитного потока затухает медленно (де­сятки периодов промышленной частоты), переходный про­цесс получается затяжным и характеризуется значитель­ными перенапряжениями. Это явление получило название «переходного резонанса» и в силу значительной длитель­ности представляет опасность для изоляции и вентильных разрядников.