Навигация
Применение ШС для ограничения коммутационных перенапряжений при отключении ненагруженных трансформаторов
26391
знак
0
таблиц
0
изображений
4.1. Применение ШС для ограничения коммутационных перенапряжений при отключении ненагруженных трансформаторов
ШС могут быть применены для ограничения коммутационных перенапряжений при отключении ненагруженных трансформаторов и малых индуктивных токов. Эквивалентная схема цепи при отключении ненагруженного трансформатора изображена на рис.15,а. Для упрощения эквивалентной схемы можно пренебречь индуктивностями Lc, L1 и L2 по сравнению с Lm. Если пренебречь также потерями на гистерезис, вихревыми токами и активными сопротивлениями обмоток, то эквивалентная схема отключения ненагруженного трансформатора в принципе не будет отличаться от схемы отключения малых индуктивных токов. Наибольшие перенапряжения между контактами ВК и по отношению к земле возникают в этом режиме при использовании дугогасительных устройств с «жёстким» гашением, т.е. таких, где дуга сразу после размыкания контактов перемещается на дугогасительные электроды и подвергается мощному обдуву сжатым воздухом. При этом весьма вероятны обрывы тока до его естественного перехода через нулевое значение. С учётом сделанных допущений расчётная схема рис.15,а примет вид рис.15,б, где C = C1 + C2 – эквивалентная ёмкость, а L – эквивалентная индуктивность. Напряжение, возникающее на контактах выключателя при таком форсированном отключении выглядит следующим образом:
uв = -Em.[cos(w.t0) + (b0/b).sin(b.t + y).e-at x
_________________________________________________
x Ö(cos(w.t0) – (a/w).sin (w.t0))2 + (b2/w2).sin2(w.t0)],
где y = arctg[b/(w.ctg(w.t0) - a)] – arctg(b/-a).
4.2. Применение ШС для ограничения коммутационных перенапряжений при коммутации ненагруженных линий
Как известно, при коммутациях ВК ненагруженных линий опасные перенапряжения могут появиться в двух основных режимах: при отключении ненагруженной линии, сопровождающемся повторными пробоями межконтактного промежутка ВК и при включении ВК на ненагруженную линию, в том числе при БАПВ. Перенапряжения при отключении с повторными пробоями для современных ВВ, обладающих весьма высокой скоростью восстановления электрической прочности и, как правило, не дающих повторных пробоев, этот режим не является характерным.
Большего внимания заслуживает другой режим, наиболее важный для практики конструирования ВК, позволяющий оценить нужное значение предвключаемых сопротивлений. Эквивалентная однофазная схема для первой гармонической составляющей переходного режима представлена на рис.14. Хотя эта схема и не учитывает поправки, обусловленной волновыми процессами, высшими гармоническими, разбросом включения фаз, короной и т.д., однако позволяет с достаточной для практических расчётов точностью оценить влияние в этом режиме предвключаемых сопротивлений и момента включения линии. На рис.14 Lэ и Cэ – эквивалентная индуктивность и ёмкость линии в Г-образной схеме замещения, а r – предвключаемое сопротивление ВК.
V. ВЛИЯНИЕ ШС НА ВОССТАНОВЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ НА КОНТАКТАХ
5.1. Влияние при отключении КЗ вблизи ВК
Расчётными видами КЗ для этого случая, определяющими наиболее жёсткие условия по параметрам восстанавливающегося напряжения (ВН), являются КЗ за ВК в цепи мощных трансформаторов, а также КЗ на шинах или в непосредственной близости от них при наличии ряда линий, отходящих от шин. С точки зрения оценки влияния значения ШС на процесс отключения эти два случая принципиально отличаются.
На рис.10 представлена характерная осциллограмма ВН при отключении КЗ за трансформатором и параметры ВН (частота fв и коэффициент превышения амплитуды первого пика kа), определённые на основании обследования непосредственно в системах большого числа трансформаторов в зависимости от их установленной мощности P и класса напряжения Uном. Процесс восстановления напряжения при отключении КЗ за трансформаторами имеет в подавляющем большинстве случаев одночастотный характер. Зависимыми от параметров fв и kа для каждого трансформатора являются при определённых токах КЗ собственная ёмкость и начальная скорость ВН. Рекомендованная ГОСТ 687-78 испытательная схема для этого режима отражает физический процесс ВН, изложенный выше. Указанная схема изображена на рис.11. При анализе схемы можно без заметного влияния на точность при практических расчётах пренебречь активным сопротивлением цепи КЗ.
Математическое выражение общей зависимости коэффициента превышения амплитуды первого пика от параметров рассматриваемой схемы и значения ШС весьма сложно. Для иллюстрации влияния ШС на характер ВН на рис.9 построены кривые кратности ВН uв по отношению к действующему значению наибольшего рабочего фазного напряжения Uф для одного из конкретных случаев при КЗ со стороны обмотки 110 кВ трансформатора при I = 9,2 кА, C = 5,43.10-9 Ф, L = 0,031 Гн и r1 = 854 Ом и значениях ШС от бесконечности до 1000 Ом, т.е. до перехода колебательного процесса в апериодический.
5.2. Влияние при отключении КЗ на линии (неудалённое КЗ)
Эквивалентная расчётная схема изображена на рис.13. Здесь zв – - волновое сопротивление короткозамкнутой линии. Источник напряжения в данном случае характеризует линейно нарастающее напряжение Em.t для промежутка времени от момента погасания дуги до прихода волны, отражённой от места КЗ, причём значение Em равно отклонению до этого момента напряжения на стороне линии от начального плюс добавка напряжения к этому моменту со стороны источника питания; Lш – индуктивность шунтирующего сопротивления, а r – его активное сопротивление. При расчёте ВН можно пренебречь ёмкостью C присоединённого к шинам оборудования и током, протекающим через индуктивность L. Для случая, когда индуктивность ШС Lш близка к нулю
z(p) = 1/(1/(rв + zв) + 1/r);
uв(p) = Em/[L.p2.(1/(rв + zв) + 1/r);
uв(t) = (Em/L).r.(rв + zв)/(r + rв + zв).t;
duв/dt = (Em/L).r.(rв + zв)/(r + rв + zв) = w.Im.r.(rв + zв)/(r + rв + zв).
Таким образом, при неудалённом КЗ ШС уменьшает СВН на контактах выключателя в [1 + (rв + zв)/r] раз.
ЛИТЕРАТУРА
1. В.В. Афанасьев. Ю.И. Вишневский. Воздушные выключатели. Л.: Энергоиздат. Ленинградское отделение, 1981. – 384 с., ил.;
2. Справочник по электрическим аппаратам высокого напряжения под редакцией В.В. Афанасьева. Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1987. – 544 с., ил.
Похожие работы
... давлению. Собственное время отключения ВВ, а также другие механические параметры ВК даны при номинальном давлении сжатого воздуха и при номинальном напряжении на зажимах катушек электромагнитов. 2.4. Конструкция Воздушные выключатели типа ВВМ-500 (рис.1) представляют собой комплект из трёх однополюсных воздушных выключателей, не имеющих механической связи и соединённых в один агрегат с помощью ...
... контактов обеспечивается выбором их материала и конструкции при использовании одноступенчатой системы. В заключение отметим, что в настоящее время начинают широко применяться электрические аппараты с герметизированными контактами и контактами, работающими в глубоком вакууме. Жидкометаллические контакты? Наиболее характерные недостатки твердометаллических контактов следующие: 1. С ростом ...
... Автору дипломной работы было предложено продолжить исследования электропроводности продуктов детонации. Основной задачей являлось перейти к изучению распределения электропроводности конденсированных взрывчатых веществ за фронтом пересжатой детонации. Объектом исследования выбраны такие взрывчатые вещества как октоген, гексоген, тэн и тотил. Цель исследований – получить информацию, способную ...
... 40 40 - 32500 54000 - ВНВ-1150 4000 40 102 40 40 0,1 0,035 52500 137500 - III. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ВОЗДУШНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ СЕРИИ ВНВ Итак, я приступаю к краткому знакомству с воздушными выключателями, которые изготавливаются в родном для меня городе и настолько широко известны в России, что являются чуть ли ...
0 комментариев