Задача № 4

В результате удара молнии в воздушную линию электропередачи в начале участка с усиленной грозозащитой ЛЭП на подходе к подстанции (точка 1 на рис. 1) возник прямоугольный импульс перенапряжения амплитудой U₀. К сборным шинам подстанции в точке 2 подключены линия электропередачи и силовой трансформатор Т, а в точке 3  трансформатор напряжения ТН и ограничителем перенапряжений нелинейных ОПН..

С помощью волнового метода постройте зависимость напряжения во времени в начале подхода (точка 1), на шинах подстанции (точка 2) и на ОПН (точка 3). Определите наибольшее напряжение на ОПН и на шинах подстанции. Укажите, как зависят эти напряжения от длины защищённого подхода. Выясните, будет ли защищен от перенапряжений трансформатор Т. Если напряжение на трансформаторе окажется выше его гарантируемой импульсной прочности, то определите длину участка ЛЭП с усиленной грозозащитой на подходе к подстанции, обеспечивающую грозозащиту трансформатора Т. Исходные данные для решения приведены в таблице 4.

Указания к решению

Крутизну фронта импульса перенапряжения на шинах подстанции определите с учетом деформации фронта волны за счет действия импульсной короны. Примите, что фронт волны увеличивается на (0,5 + 0,008∙U_н/h) мкс при прохождении волной одного км линии. Допускается не учитывать искажение фронта волны при ее прохождении по ошиновке от точки 2 до точки 3 и обратно.

Напряжение в точках 1, 2 и 3 постройте волновым методом. При построении напряжения на ОПН используйте данные о его параметрах (таблица 4).

Волновые сопротивления линии и ошиновки примите равными 400 Ом.

Допустимый уровень грозовых перенапряжений составляет 210, 470 и 705 кВ для трансформаторов с классами напряжений соответственно 35, 110 и 220 кВ.

Таблица 4

Вариант	U0, кВ	hср, м	1-2, км	2-3, м	Параметры ОПН
					I1, А	U1, кВ	U2, кВ
1	350	5	1,0	10	350	100	126
2	350	6	1,1	12	350	105	128
3	350	7	1,2	13	350	100	126
4	350	5	1,3	15	350	105	128
5	350	6	1,4	17	350	100	126
6	350	7	1,5	18	350	105	128
7	350	5	1,8	20	350	100	126
8	350	6	1,7	22	350	105	128
9	350	7	1,8	23	350	100	126
10	650	6	1,3	27	500	180	216
11	650	7	1,4	28	280	220	285
12	650	8	1,5	30	280	220	285
13	650	9	1,6	32	500	180	216
14	650	6	1,7	33	280	220	285
15	650	7	1,8	35	280	220	285
16	650	8	1,9	37	500	180	216
17	650	9	2,0	38	280	220	285
18	1150	12	1,5	40	500	360	432
19	1150	13	1,6	42	420	435	525
20	1150	14	1,7	43	420	435	525
21	1150	15	1,8	45	500	360	432
22	1150	12	1,9	47	420	435	525
23	1150	13	2,0	48	420	435	525
24	1150	14	2,1	50	500	360	432
25	1150	15	2,2	52	420	435	525

В таблице 4: I₁ – расчетный ток коммутационных перенапряжений; U₁ – остающееся напряжение ОПН при токе I₁; U₂ – остающееся напряжение ОПН при импульсном токе 5000 А; h_ср – средняя высота подвеса провода; _1-2  длина участка линии между точками 1и 2; _2-3  длина участка между точками 2 и 3.