Основные виды электрических схем

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ ПРИ КОММУТАЦИЯХ

Любая электроэнергетическая система имеет индуктивные (L) и емкостные (C) элементы.

Индуктивные элементы (L): трансформаторы, генераторы, реакторы, синхронные компенсаторы, двигатели.

Емкостные элементы (С): проводники (ЛЭП), емкость ошиновки подстанции, емкость всех изоляционных конструкций, специальные батареи конденсаторов, которые используются для улучшения качества электроэнергии.

а)

б)

Рис. 5.1. а - колебательный контур при несимметричных режимах сети;

б - обобщенная схема коммутаций в электрических сетях:

С_мф – междуфазная емкость. С_мф имеет значения на порядок ниже, чем С – емкость проводов фаз относительно земли.

В колебательном контуре происходят волновые процессы при R » 0; Х_L @ Х_С. Если условие резонанса не выполняются, то резонансных перенапряжений не будет, а если выполняются, резонансные перенапряжения будут больше коммутационных. Условие R»0 выполняется только при отсутствии нагрузки.

Коммутационные перенапряжения в электропередачах можно разделить на следующие группы:

1.Перенапряжения при коммутациях ЛЭП:

а) включение ненагруженной линии;

б) успешное и неуспешное АПВ;

в) одностороннее отключение коротких замыканий;

г) разрыв передачи при выпадении из синхронизма;

д) коммутации включения и отключения, заканчивающиеся неполнофазными режимами.

2. Перенапряжения при отключении малых индуктивных токов (ненагруженных трансформаторов, реакторов), сопровождающиеся явлением "среза" тока.

3. Перенапряжения при отключении ненагруженных линий, сопровождающиеся повторным зажиганием дуги в выключателе.

К коммутационным перенапряжениям можно отнести, перенапряжения, возникающие при дуговых замыканиях на землю и неустойчивом горении дуги в сетях с изолированной и компенсированной нейтралями.

Металлическое однофазное замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью приводит к повышению напряжения на неповрежденных фазах до . Такое повышение напряжения является для такой сети допустимым и опасности для нормальной изоляции не представляет. Если же замыкание на землю происходит через неустойчивую (перемежающуюся) дугу, горение которой сопровождается повторными погасаниями и зажиганиями, то на всех фазах сети возможно развитие перенапряжений.

Высокие кратности перенапряжений вызваны появлением в сети избыточных зарядов при гашении неустойчивой дуги, что сопровождается смещением электрической нейтрали системы.

Приведенная классификация внутренних перенапряжений имеет условный характер в том смысле, что в ряде случаев, вполне реальных для электрической системы в переходном процессе, могут возникать перенапряжения, принадлежащие к различным группам. Так, например, вслед за переходным процессом при коммутации возможно появление феррорезонансных перенапряжений.

Для большинства видов перенапряжений можно указать максимально возможную кратность по отношению к рабочему напряжению сети. Однако правильней будет сказать о вероятности появления той или иной кратности перенапряжений. Эта вероятность связана, во-первых, со статистическим характером некоторых процессов, например, гашения дуги выключателе, а во-вторых, с вероятностью тех или иных переходных процессов в системе. Всегда можно найти такое сочетание переходных процессов, которые дадут перенапряжения очень высокой кратности. Однако, если такое сочетание маловероятно, то его можно не принимать в расчет, считая, что в этом случае можно допустить перекрытие внешней изоляции или срабатывание ограничителя перенапряжений с его возможным разрушением. В то же время и в этих маловероятных случаях должна быть исключена возможность повреждения внутренней изоляции машин и аппаратов. Поэтому защита от внутренних перенапряжений должна выбираться на основе риска повреждения с учетом всех технико-экономических показателей.