Анализ перенапряжений воздушных линий электропередач напряжением выше 110 кВ, страница 9

В том случае, когда приведенные соотношения не вы­полняются, дуга в разряднике, погаснув при прохождении тока через нулевое значение, будет зажигаться вновь. По­этому для снижения высоких значений установившихся пе­ренапряжений в ряде случаев применяется искровое под­ключение реакторов поперечной компенсации, при котором обеспечивается самостоятельное гашение дуги в разряд­нике.

Установка вентильных разрядников для защиты от ком­мутационных перенапряжений производится по концам ли ний электропередачи, так как наибольшие перенапряжения возникают на разомкнутом конце. Пробивное напряжение искровых промежутков разрядника должно быть ниже уровня допустимых перенапряжений для установленного по концам линии оборудования и линейной изоляции с доста­точной для практики степенью надежности. При этом не­обходимо учитывать разброс характеристик разрядника и изоляции и число объектов, подвергающихся перенапряже­ниям, а также учитывать волновые процессы, приводящие к некоторому повышению максимального перенапряжения на линии по сравнению с напряжением на разряднике.

Для иллюстрации возможного повышения напряжения в различных точках линии рассмотрим подключение линии к источнику с внутренней индуктивностью L_И(рис. 2.2, а)

Рис. 2.2. Ограничение перенапряжений с помощью РВ:

а — схема линии; б — кривые напряжения в точке А; в — кривые напряжения в конце линии (1 — переходный процесс без РВ; 2 — переходный процесс при сра­батывании РВ; 3- падающая волна; 4 — отраженная волна)

На рисунке показан полупериод воздействующего напряже­ния, в который происходит срабатывание вентильного раз­рядника. Напряжение в конце линии в отсутствие разряд­ника (кривая 1 на рис 2.2, в) можно представить суммой Двух волн: падающей и отраженной (кривая 3). Так как конец линии разомкнут, то падающая и отраженная вол­ны равны. В точку А удаленную на расстояние Uот конца линии, отраженная волна приходит с запаздыванием на время 2 l_A / c, где c— скорость света. Поэтому нет совпаде­ния максимумов падающей и отраженной волн, что и дает меньшее значение перенапряжений в точке А (кривые 1 и 1’).

Если же при напряжении U_пpпроисходит срабатывание вентильного разрядника, то напряжение в конце линии в силу нелинейной характеристики сопротивления разрядни­ка удерживается в допустимых пределах (кривая 2). Од­новременно меняется и форма отраженной волны (кривая 4), идущей к точке А. Из-за ее запаздывания максимальное перенапряжение в точке А при срабатывании РВ оказыва­ется больше, чем в конце линии (кривые 2 и 2'), причем тем больше, чем дальше точка А от конца линии. Таким образом, существует зона защиты вентильного разрядника, которая для современных разрядников оценивается в 150— 200 км. Это означает, что на изоляции некоторого участка линии за пределами зоны защиты РВ напряжение может заметно превышать пробивное напряжение искровых про­межутков разрядника, и это необходимо учитывать при вы­боре линейной изоляции.

Для электропередач сверхвысокого напряжения в свя­зи с весьма высокой стоимостью изоляции желательно ог­раничить коммутационные перенапряжения до такого уров­ня, при котором как линейная, так и подстанционная, глав­ным образом наружная, изоляция определялась бы в основном рабочим напряжением. В табл. 2.1 приведены так называемые «нормальные уровни коммутационных пе­ренапряжений» для разных классов напряжений.

Из данных табл. 2.1 следует, что с увеличением номи­нального напряжения электропередачи возникает необходимость все более глубокого ограничения перенапряжений, которого можно достичь, ис­пользуя комплекс защитных мероприятий.

Uном, кВ	Uдоп/Uф
	для линейной изоляции	для подстанционной изоляции
330 500 750 1150	2,4 2,2 2,0 1,7	2,2 2,0 1,8 1,65

Таблица 2.1. Нормальные уровни коммутационных перенапряжений

Рис. 2.3. Принципиальные схемы выключателя с шунтирующим резистором