Лекция 16 ТОКИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ДАЛЬНИХ ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ И ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧАХ (ВСТАВКАХ) ПОСТОЯННОГО ТОКА

Исходные положения

Линии электропередачи переменного тока протяженностью несколько сотен километров и более обладают рядом особенностей, которые существенно влияют на протекание электромагнитного переходного процесса, вызванного, в частности, коротким замыканием. Здесь приходится считаться с волновыми процессами; наличием распределенных параметров; высшими гармоническими составляющими, обусловленными распределенной поперечной емкостью ЛЭП, и субгармоническими составляющими (при наличии продольной емкости) тока короткого замыкания. Существенное влияние на частоты и амплитуды свободных составляющих оказывают такие явления, как поверхностный эффект, коронный разряд.

Экономичная передача энергии при этом возможна при сверхвысоких напряжениях (СВН) 330 кВ и выше. При таких напряжениях и значительной емкостной проводимости образуется большая зарядная мощность линии. Для увеличения пропускной способности дальних ЛЭП и обеспечения допустимого уровня напряжения по всей ее длине применяют искусственные меры, направленные на улучшение ее параметров:

• • избыток зарядной мощности поглощают специально включенными реакторами (поперечная компенсация); этот вид компенсации следует отличать от поперечной компенсации для увеличения coscp;
• • для уменьшения индуктивности линии расщепляют фазные провода на несколько (2—8) параллельных;
• • последовательно в линию включают статические конденсаторы (установку продольной емкостной компенсации (УПК)).

Наличие распределенной поперечной и сосредоточенной продольной емкостей является основным фактором, характеризующим протекание переходного процесса при коротком замыкании такой линии. При значительной компенсации возможно самовозбуждение синхронных машин, которое наступает, если сопротивление компенсирующей емкости х_с находится в пределах.

где x_dI — суммарное индуктивное переходное сопротивление системы передачи; x_dx — суммарное синхронное индуктивное сопротивление.

Однако в целях упрощения предполагается, что самовозбуждение генераторов исключено.

Конструкция и эксплуатация ЛЭП СВН имеют ряд особенностей, которые необходимо учитывать при расчетах несимметричных режимов и сложных видов повреждений. Прежде всего это касается транспозиции фаз линий, которая обычно производится на участках протяженностью 100 км и более для исключения несимметрии, обусловленной пофазно различными электрическими параметрами линии. Это связано со снижением показателей надежности линии из-за повышенной повреждаемости в местах установки транспозиционных опор. Определение соотношений электрических величин при учете дополнительных несимметрий, обусловленных пофазно различными продольно и поперечными параметрами линии, требуется для анализа поведения релейной защиты и автоматики.

На ЛЭП СВН предусмотрены, как правило, расщепленные фазы, которые могут быть причиной появления сложносимметричных режимов, например в случае возникновения механических колебаний проводов расщепленной фазы в результате резкого увеличения тока при коротком замыкании. Могут иметь место особые несимметричные аварийные режимы при замыканиях на землю или разрывах отдельных проводов расщепленной фазы.

Основным видом повреждения ЛЭП СВН является замыкание на землю одной фазы, которое в большинстве случаев ликвидируется при применении ОАПВ. Гашение дуги в условиях бестоковой паузы обеспечивается при определенных значениях тока дуги 1_Д и восстанавливающего напряжения U_B после ее гашения. Для ограничения этих величин предусматриваются компенсирующие устройства на концах линии, выбор структуры и параметров которых определяется результатами множества расчетных значений 1_Д и U_B, полученных при разных режимах работы сети и перемещении места замыкания вдоль линии.

Столь ответственные линии электропередачи, как правило, оборудуют наиболее совершенными быстродействующими выключателями и устройствами релейной защиты и автоматики. Поэтому особенно важно исследовать начальную стадию переходного процесса в пределах нескольких периодов промышленной частоты.