34.Перенапряжения в сетях вн. Определение и классификация.
Всякое превышение мгновенным значением напряжения на изоляции амплитуды наибольшего рабочего напряжения называется перенапряжением. Наибольшее рабочее напряжение сети Uнр это наибольшее длительно допускаемое напряжение, связанное с номинальным напряжением Uн соотношением Uнр=kнрUн. Значение коэффициента для сетей различных классов напряжения приведены в таблице 3.1
В большинстве случаев перенапряжения носят кратковременный характер, поскольку возникают при быстро затухающих переходных процессах или в аварийных режимах, время которых ограничивается действие релейной защиты и автоматики.
Существует несколько основных характеристик перенапряжений, отражающих их воздействия на изоляцию сети:
Кратность перенапряжения – отношение максимального мгновенного напряжения к амплитуде наибольшего рабочего напряжения, является важнейшей характеристикой перенапряжений.
Длительность воздействия – существенная характеристика, которая наряду с кратностью определяет вероятность перекрытия изоляции
Форма кривой перенапряжения
Ш
ирота
охвата сети – определяет количество
изоляционных промежутков, подвергающихся
воздействию перенапряжения
По своей природе перенапряжения разделяются на внешние и внутренние. Внешние перенапряжения в качестве источника имеют внешние электромагнитные воздействия, основным из которых является грозовая деятельность. Кроме того, в качестве источника внешних перенапряжений может выступать электромагнитный импульс ядерного взрыва. Грозовые перенапряжения возникают в результате прямых ударов молнии в провода ЛЭП или в заземлённые элементы оборудования ЛЭП и подстанций – опоры, грозотросы и т. п.
В месте удара молнии наряду с перенапряжением возникаю волны напряжения, распространяющиеся по проводам и могущие, обладая высокой кратностью перенапряжения, достигать удалённые от удара объекты (подстанции, трансформаторы). Затухания волн перенапряжений относительно невелики, поэтому кратность перенапряжений, приходящих в виде волн на подстанции, может быть достаточно большой. Кроме того, при ударе молнии вблизи линии благодаря индуктивным и емкостным связям проводов и канала молнии возникают индуктированные перенапряжения.
Причиной внутренних перенапряжений являются процессы в самой сети. Квазистационарные перенапряжения могут существовать сравнительно длительные отрезки времени от секунд до часов. Они возникают при временных неблагоприятных сочетания параметров сети. В частности, такие сочетания могут приводить к возникновению резонансных явлений и частности феррорезонанса при участии в режиме ферромагнитных элементов. Можно выделить следующие типы квазистационарных напряжений:
1.Режимные перенапряжения(неблагоприятные сочетания ЭДС): несимметричные короткие замыкания (К.З.) на землю, перевозбуждение генераторов, разгон генераторов после внезапного сброса нагрузки.
2.Резонансные перенапряжения. Возникают при приближении одной из собственных частот участка сети к частоте вынужденной составляющей, например при одностороннем питании линии электропередачи, при неполнофазных режимах линий с присоединёнными реакторами или трансформаторами. Во втором случае резонанс возникает в контуре, содержащем междуфазную ёмкость и индуктивность реактора.
3.Феррорезонансные перенапряжения могут развиваться в контурах, содержащих ёмкость и индуктивность с насыщенным магнитопроводом. Эти перенапряжения могут наблюдаться как на промышленной частоте, так и на гармониках.
Наряду с квазистационарными перенапряжениями неизбежными являются перенапряжения коммутационные, возникающие в результате переходного процесса при включении и отключении линий, в частности при отключении коротких замыканий. Сам процесс отключения не является хорошо детерминированным вследствие повторных зажиганий дуги, перекрытия изоляционных промежутков. Наиболее важными случаями коммутационных перенапряжений являются коммутация линий электропередачи, индуктивных элементов сети, конденсаторных батарей и дуговые замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью.
Период существования внутреннего перенапряжения можно разбить на стадии (рис. 3.2):
I стадия‒переходный процесс длительностью несколько периодов,
II стадия‒условно установившееся напряжение, когда процесс установился но параметры сети не являются нормальными (это квазистационарный режим),
III стадия‒работа регуляторов по восстановлению нормального режима сети.
