1 И 2 начальное и конечное распределение напряжения вдоль вл соответственно

При наличии реакторов за УПК отключение к.з. приводит к колебательному разряду емкости через реакторы, т.е. к появлению субгармоники, амплитуда которой зависит от начального заряда на емкости и, как правило, выше, чем при включении. Уравнение переходного процесса приобретает вид

.

При отсутствии реакторов за УПК вместо субгармоники появляется постоянная составляющая (w_о=0).

Напряжение, приложенное к емкости при к.з., растет с увеличением степени компенсации и мощности источника и зависит от места к.з. Оно достигает наибольшего значения при к.з. непосредственно за УПК. Распределение напряжения для такого случая показано на рис.2.14,б (кривая 2). Падение напряжения на емкости противоположно по фазе э.д.с. источника.Значительное напряжение на емкости DU_cприводит к появлению в переходном процессе большой постоянной с оставляющейU_o=DU_cили приблизительно такой же субгармоники.

В начальный момент после отключения к.з. (t=0)

0 = U_уст + U_o - (U₁ + U₂ + U₃ +…+ U_¥).

Если пренебречь высшими гармониками, что приводит к преувеличенным значениям U₁, тоU₁=U_уст+U_o=U_уст+DU_c, т.е. амплитуда свободных колебаний приблизительно равна разности между напряжением в конце разомкнутой линии и напряжением на емкости при к.з. (рис.2.14). Таким образом, максимальное напряжение переходного процесса до и после УПК приблизительно равно (без учета затухания):

до УПК U_макс=U_уст+U₁= 2U_уст+DU_c;

после УПК U_макс=U_уст+U₁+U_o= 2U_уст+DU_c.

Из чего следует, что К_уд> 2.

Влияние УПК на перенапряжения возрастает с увеличением степени компенсации и мощности источника, так как оба эти фактора приводят к увеличению тока к.з. и падению напряжения на конденсаторах УПК. Однако напряжение при к.з. ограничено уставкой разрядника защищающего УПК, т.е. значением примерно (0,75¸1,0)U_ф. Если напряжение на емкости окажется выше уставки, то сработает разрядник, что приведет к разряду емкости и снижению перенапряжений.

Отключение однофазного к.з. является одной из наиболее частых коммутаций, происходящих в эксплуатации. Возникающие при этом перенапряжения обусловлены неодновременной работой выключателей по концам линии, в силу чего линия кратковременно оказывается запитанной с одного конца. Амплитуда перенапряжений в переходном процессе зависит от разности мгновенных значений установившегося напряжения на неповрежденных фазах до и после отключения. На векторной диаграмме рис.2.15,а показаны вектора напряжений и токов на неповрежденных фазах.

Рис.2.15. Векторная диаграмма токов и напряжений (а), кривые напряжения в месте к.з. (б), в) схема

Е_А, Е_В, Е_С– симметричная звезда э.д.с. источника;U_C,U_B– напряжения на здоровых фазах до отключения выключателя, отключаемого первым (В₂, рис.2.15,в);j₂– угол, на который эти напряжения отстают от соответствующих векторов э.д.с. Уголj₂в основном определяется передаваемой мощностью в нормальном режиме и длиной линии. Его значение может приближаться к 60°.

При к.з. вблизи выключателя В₂напряжения на неповрежденных фазахU_BиU_Cмало изменяются, так как до отключения В₂отношение сопротивления нулевой последовательности к сопротивлению прямой Х_о/Х₁относительно места к.з. мало, т.е. Х_о/Х₁£1. Токи в неповрежденных фазах определяются в основном активной нагрузкой и отстают от соответствующих напряжений на небольшой уголj₁.

После отключения В₂составляющие прямой последовательности на здоровых фазах (пренебрегая активными потерями) совпадают по фазе с э.д.с. источника, векторы напряженияU_BиU­_Cсдвигаются на уголj₃, который зависит от отношения Х_о/Х₁и не превышает 30°.

При переходе тока I_Счерез нуль, рис.2.15,б, (аналогично и для фазы В) происходит отключение тока в этой фазе. Амплитуда переходного процесса зависит от угла сдвига между напряжениямиU_CиU_Cj=j₁+j₂+j₃@j₂+j₃. Уголj₂зависит от передаваемой мощности, длины линии, степени поперечной и продольной компенсации и может приближаться к 60 - 70°. Тогда уголjможет приближаться к 90°. Но даже в этом случае ударный коэффициент меньше, чем при включении разомкнутой линии в максимум э.д.с. Обычно в рассматриваемом случае К_уд=1,4¸1,6.

Несмотря на небольшие значения ударного коэффициента кратность перенапряжений может быть весьма большой вследствие большого значения U_устиз-за несимметрии фаз. Поэтому отключение однофазного к.з. является одной из основных расчетных операций для электропередач СВН, определяющих выбор средств защиты от перенапряжений.

Отключение линии в режиме асинхронного хода.

Рис.2.16. Схема линии (а), начальное и конечное распределение напряжения вдоль линии (угол между э.д.с. 180°) (б)

При нарушении устойчивости параллельной работы электропередача может перейти в асинхронный режим и отключение произойдет в тот момент, когда угол между э.д.с. по концам передачи близок к 180°, а величина э.д.с. за счет действия регуляторов повысится на 20 – 30 %. Такой режим близок к режиму к.з., так как по линии проходит большой индуктивный ток. Распределение напряжения для этого случая показано на рис.2.16,б (криваяU_нач).

При неодновременном срабатывании выключателей по концам линии она на короткое время попадает в режим одностороннего питания, в котором напряжения существенно повышаются (кривая U_кон). Учитывая различные знаки установившегося и начального напряжений и повышенные значения э.д.с. источника, при отключении асинхронного хода можно ожидать К_уд>2 и максимальных перенапряжений (3 – 3,5)U_ф. Однако перенапряжения такого рода возникают чрезвычайно редко.