5 Комутаційні перенапруги в електричних системах

5.3 Перенапруги під час повторного включення лінії

Розглянемо схему на рис. 5.7,а, в якій однофазне коротке замикання відключається з обох боків і далі відбувається автоматичне повторне включення (АПВ), причому через розкид часу дії вимикачі В1 і В2 відключають і включають лінію не одночасно. Припустимо для простоти вивчення перехідного процесу, що вимикач В1 останнім відключає лінію і першим її включає.

Рисунок 5.7 – Відключення і включення лінії в циклі АПВ,

а – схема мережі; б – крива напруги на вимикачі з боку живлення і лінії

Коли лінія буде відключена вимикачем В2, напруга на здорових фазах лінії буде рівна

,

де  усталена напруга в симетричному режимі;

 – коефіцієнт підвищення напруги на непошкоджених фазах під час однофазного короткого замикання.

При відключенні лінії у фазах вимикача, що живлять здорові фази лінії, тече ємнісний струм, і при обриві цього струму у момент проходження через нульове значення напруга на проводах має амплітудне значення, тобто рівне . Як і при відключенні ненавантаженої лінії, ця напруга після відключення В1 підтримується на проводах залишковими зарядами. Але, на відміну від схеми на рис. 5.5, при повторному включенні лінії заряди на проводах протягом паузи АПВ частково стікають в землю по шляхах витоку ізоляторів. У дощ провідність цих шляхів висока, в суху погоду мала. Стікання заряду, і зниження напруги на здорових фазах враховуються коефіцієнтом , залежним від тривалості безструмової паузи. У суху погоду середні значення  рівні 0,7 для  с, 0,6 – для с і 0,5 – для  с. Отже, за час безструмової паузи напруга на лінії спадає до . Ця напруга і буде початковою напругою  на ємностях здорових фаз при повторному включенні лінії.

Перехідний процес на здорових фазах лінії, як і раніше, виражається формулами простого коливального контуру. Якщо АПВ було успішним, тобто однофазне коротке замикання знов не виникає, то усталена напруга дорівнює  симетричного режиму. Якщо АПВ виявилося неуспішним, усталена напруга на здорових фазах знов буде рівна .

Припускаючи, що комутація повторного включення відбудеться при протилежній полярності джерела і в найсприятливішу фазу комутації (рис. 5.7,б), одержуємо формулу для :

при успішному АПВ

;     (5.4,а)

при неуспішному АПВ

,          (5.4,б)

де  визначається по кривих на рис. 5.5.

Для коротких ліній максимальні напруги визначаються формулами (аналогічними формулі (5.2)):

при успішному АПВ

                          (5.5,а)

при неуспішному АПВ

                        (5.5,б)

Приклад 5.2 Визначити значення  в колі на рис. 5.7,а з параметрами (див. приклад 5.1):    при успішному АПВ в суху погоду при  с.

Вказаному значенню  відповідає . За формулою (5.5,а) знаходимо:

.

Розрахунки за формулами (5.4) і (5.5) показують, що максимальні  сягають (3÷3,5). При врахуванні неодночасності включення і взаємного впливу фаз лінії ці значення можуть бути ще вищими. Повторні включення ліній внаслідок великої ймовірності такої комутації приводять до найбільш небезпечних перенапруг в мережах.