Квазиустановившимся перенапряжениям

Выбранный ограничитель должен быть проверен на соответствие характеристики «напряжение – время» квазиустановившимся перенапряжениям при различных видах коммутаций с учетом времени действия релейной защиты, линейной и противоаварийной автоматики. Наибольшее длительно допустимое напряжение ОПН U_нро или его номинальное напряжение U_н должны быть выбраны такими, чтобы характеристика «напряжение – время» ОПН лежала выше характеристики «напряжение – время» сети (рис. 1.1).

Характеристика «напряжение – время» сети определяется в основном значениями квазиустановившихся перенапряжений и их длительностями. Наибольшие квазиустановившиеся перенапряжения имеют место при несимметричных режимах, таких как одностороннее отключение несимметричного КЗ вследствие каскад-

ного действия релейных защит; неполнофазного включения и отключения линии вследствие отказа фаз коммутируемого выключателя, в том числе и с учетом действия УРОВ. Большую опасность для ОПН представляют феррорезонансные перенапряжения, переходный феррорезонанс, чаще всего возникающий при неполнофазных коммутациях блочных и полублочных электропередач.

Расчеты квазиустановившихся перенапряжений необходимы в перечисленных ранее (разд. 1.2) случаях выбора ОПН повышенной энергоемкости. Кроме того, необходимо рассчитывать перенапряжения в распределительных устройствах 110÷750 кВ с элегазовой изоляцией и на подстанциях 110÷220 кВ с разземленными нейтралями силовых трансформаторов.

В остальных случаях можно обойтись без расчетов квазиустановившихся перенапряжений и осуществить выбор ОПН упрощенно, т е. минуя разд. 1.3.

Квазиустановившиеся перенапряжения, их амплитуда и длительность, определяющие выбор ограничителя, зависят от электрической схемы, в которой происходит коммутация, ее параметров, вида коммутации, места установки ОПН и т.п. Поэтому для рассматриваемой схемы электрической сети, подстанции и места установки ОПН производятся анализ возможных режимов работы РУ подстанции совместно с присоединенными линиями электропередач и расчет воздействующих на ОПН квазиустановившихся перенапряжений и их длительностей [1, 6, 8, 9].

После расчета квазиустановившихся перенапряжений из всех полученных значений амплитуд перенапряжений U_уi выбирается наибольшая U_у1 и соответствующее ей значение длительности перенапряжений t_­у1. Из всех значений длительностей t_yi рассмотренных перенапряжений выбирается наибольшая t_у2 и соответствующая ей амплитуда этого перенапряжения U_у2.

Рис. 1.2. Характеристики «напряжение – время» ОПН типа Exlim Q, выпускаемых ЗАО «АВВ УЭТМ»: А – предварительное нагружение энергией 4,5 кДж/кВUн; В – без предварительного нагружения

Эти значения сопоставляются с характеристикой «напряжение – время» выбранного ОПН К_t = f(t) для случая с «предварительным нагружением энергией» – характеристика типа А. В зависимости от фирмы-изготовителя коэффициент K_t = U_y/U_н или K_t = U_y/U_нро, где U_н – номинальное напряжение ОПН. Эта характеристика представляется изготовителями в виде таблиц или графически в полулогарифмических координатах, как показано на рис. 1.2.

Для большинства выпускаемых типов ОПН в определенном интервале времени воздействия перенапряжений характеристика К_t = f(t) может быть описана уравнением К_t = a – b∙lgt. Значения коэффициентов а и b для разных типов ОПН и их производителей приведены в табл. П2.

По значениям t_y1 и t_y2 по характеристике К_t = f(t) определяются значения K_t1 и K_t2, по которым вычисляются значения номинального напряжения ОПН U_н (или U_нро):

U_н1 = U_y1/K_t1 и U_н2 = U_y2/K_t2 .

Наибольшее из полученных значений, принимаемое в качестве расчетного, сравнивается с соответствующим значением напряжения предварительно выбранного ОПН. Если расчетное значение окажется больше соответствующего значения для ранее выбранного ОПН, то по номенклатуре ограничителей следует выбрать другой ОПН, у которого U_н (или U_нро) имело бы значение больше расчетного.

После выбора типа ОПН устанавливается достаточность его параметров по условиям работы в квазиустановившихся режимах, для чего определяются нормируемые допустимые длительности t_ндi для всех действующих на данный ОПН квазиустановившихся перенапряжений. Значения t_ндi определяются исходя из значений К_ti = U_yi/U_н (или К_ti = U_yi/U_нро) [6] по зависимостям К_t = f(t) типа А, если ОПН имеет энергоемкость не более 5 кДж/кВU_н, и по зависимостям типа В, если энергоемкость ОПН не менее 5 кДж/кВU_н. U_н и U_нро – характеристики выбранного типа ОПН. Рассчитанные значения t_ндi должны быть больше реальных длительностей соответствующих квазиустановившихся перенапряжений t_yi.

Если в течение 2÷3 часов подряд возможно несколько коммутаций и появлений квазиустановившихся перенапряжений, то производится пересчет временно допустимой длительности текущего воздействия перенапряжения с учетом всех предыдущих срабатываний ОПН от 1 до m, имевших место в течение этих 2÷3 часов, по формуле

,

где t_допi – допустимое время текущего воздействия перенапряжения на

ограничитель;

t_ндi - нормируемая допустимая длительность текущего воздействия,

полученная по характеристике «напряжение – время»;

t_у(i-1) – реальная длительность предыдущего воздействия перенапря-

жения;

t_доп(i-1) - допустимая длительность предыдущего воздействия

(t_доп1 = t_вд1).

Значение номинального напряжения (или U_нро) выбранного типа ОПН считается удовлетворительным, если t_ндi или t_допi > t_yi.