Перенапряжения в длинных линиях за счет емкостного эффекта

 

Схему замещения длинной линии можно представить в следующем виде:

 

x =jw L; b =jw C

 

Обозначим характеристики этого состояния.

С увеличением длины линии емкость и индуктивность увеличиваются, при этом x _L и x _C уменьшаются.

Если x _L = x _C выполняется условие резонанса.

 

 

Когда строим кривую, мы рассматриваем идеальный случай, т.е. нет активных потерь и короны, а этого быть никак не может.

Если напряжение поднимется выше U_рабmax, то мощность на проводе по всей его длине может быть соизмерима с мощностью системы.

Местная корона – это несколько процентов потерь, всегда присутствует на ЛЭП. Корона – это дополнительная емкостная проводимость и активные потери. Коронирование можно представить так, что каждая ячейка дополняется активной проводимостью и емкостью.

 

 

В силу этого кривая будет иметь вид:

 

 

Чем больше мощность системы, тем больше ее индуктивное сопротивление. Если мощность, передавая по ЛЭП соизмерима с мощностью системы, то x_и¹0. Длительность таких резонансных перенапряжений десятки и сотни секунд. Для изоляции подстанции это очень большое время.

На длинных линиях делают такую защиту, чтобы она расстроила резонансный контур, допустим, поставив реактор, напряжение в конце линии будет маленькое.

 

 

Функция реакторов - ограничение перенапряжений, возникающих за счет емкостного эффекта. При этом уменьшается динамическая устойчивость линии, что тоже не очень хорошо. Для увеличения устойчивости стали использовать подключение реактора при повышении напряжения на линии через специальное реле и искровой промежуток.

Разрядники и ОПН в этом случае не помогут, т.к. они снижают уровень грозовых и коммутационных перенапряжений.

Феррорезонансные перенапряжения

 

Они возникают, если выполняются условия: 1) наличие нелинейной индуктивности Lm; 2) несимметричный режим; 3) r»0.

Контур, в котором возникают феррорезонансные перенапряжения можно представить в виде:

 

Феррорезонансные перенапряжения в сетях с глухозаземленной нейтралью

При КЗ феррорезонанса не возникает, т.к. появляются большие активные потери.

Представим, что произошел обрыв провода без падения на землю (допустим вблизи подстанции).

 

 

 

У неповрежденных фаз стекание тока на землю есть, но он очень маленький.

 

U_э=0,5U_ф

 

Можно попасть в тот и другой режим, т.е. происходит самопроизвольное смещение нейтрали, т.е. происходит феррорезонансный скачок. Такие резкие скачки опасны для межвитковой изоляции.

Очень часто причиной феррорезонансных перенапряжений становятся ненагруженные трансформаторы напряжения (ТН).