Вопрос № 111

Каких значений достигают перенапряжения при отключении ненагруженных трансформато-ров ? Какими путями можно снизить амплитуду перенапряжения? Как влияет скорость вос-становления электрической прочности меж контактного промежутка выключателя на вели-чину перенапряжения при отключении индуктивностей?

Ответ:

Если пренебречь потерями на гистерезис, вихревыми токами и активным сопротивлением об-моток, то эквивалентная схема отключения ненагруженного трансформатора в принципе не будет отличаться от схемы отключения малых индуктивных токов.

Процесс отключения индуктивности выключателем высокого напряжения можно с помощью упрощенной схемы:

При малых токах, при отключении ненагруженного трансформатора, происходит ''срез'' тока, при изменении амплитуды отключаемого тока I_m значение тока I_о, соответствующее срезу, изменяется приблизительно так, как показано на рис.№1

IоO Im Im Iо t

Рис.№1

При очень малых амплитудах срез может произойти близи максимума тока, поэтому I_о растет приблизительно пропорционально I_m. Область насыщения соответствует максимальному зна-чению I_о, свойственному данному выключателю. Например произошел срез тока в момент вре-мени, когда значение тока среза равно I_о, а мгновенное значение напряжения на ёмкости - U_о. В отключаемой части цепи в момент обрыва тока была накоплена энергия в магнитном поле индуктивностиL и энергия в ёмкости С. Под действием этой энергии в отключае-мой цепи возникают колебания напряжения. Максимальное напряжение на отключенной цепи. Это напряжение может достигать очень больших значений, во много раз превышающих номинальное. Но в действительности напряжение на отключаемой индук-тивности не достигаетU_МАКС в связи с повторным зажиганием дуги в выключателе. Напряжение между контактами выключателе U_АВ определяется разностью между напряжени-ями u₁ и э.д.с. источника е. Наибольшие перенапряжения между контактами выключателя и по отношению к земле возникают в этом режиме при использовании дугогасительных устройств с жестким гашением.

Амплитуду перенапряжений можно снизить с помощью следующих мероприятий:

-установка в перемычке между выключателем и трансформатором вентильных разрядников;

- установка шунтирующих сопротивлений;

- увеличение ёмкости С;

- последовательность операций при отключении.

Электрическаяпрочность межконтактного промежутка после обрыва тока в выключателе в

связи с расхождением контактов постепенно возрастает как это показано на рисунке № 2

4U_Ф

1U_Ф

0

2 - масляные выключатели

1 - воздушные выключатели

3U_Ф

2U_Ф

Рис. № 2

4 3 2 1 Периоды

Нарастание электрической прочности между контактами выключателей.

Воздушные выключатели с их быстрым перемещением контактов и интенсивным дутьём име-ют вначале значительно более быстрый рост электрической прочности, чем масляные выклю-чатели, предельная же прочность между контактами у выключателей обоих типов практически одинакова. Кривые относятся к выключателям напряжением 110 кВ у которых предельная прочность близка к 4U_Ф являются грубым приближением и характеризуют лишь верхний пре-дел электрической прочности между контактами. Фактическое пробивное напряжение всегда ниже чем это указано на рисунке № 2.