5.4 Вторая стадия переходного процесса

Вторая стадия переходного процесса является следствием волновых процессов в длинных линиях. Напряжение второй стадии переходного процесса рассматривается как волна, распространяющаяся от выключателя по линиям со скоростью света . Достигнув концов линии , волны отражаются с коэффициентом , равным единице при входном сопротивлении схемы , равном бесконечности (короткая линия разомкнута) или с коэффициентом , равным “минус” единице при входном сопротивлении схемы равным нулю.

Отраженные волны возвращаются к станции. Первую отраженную волну следует ожидать по короткой линии спустя время

, (5.21)

где  ‑ время пробега волны на длине , мкс;  ‑ длина линии, км;  ‑ скорость распространения света, км/с.

Отраженная волна, достигнув сборных шин, набегает на входное сопротивление , которое состоит из результирующего волнового сопротивления длинных линий и индуктивности станции , включенных параллельно. Данная волна частично отражается, частично проникает в сопротивление и изменяет ПВН на полюсе выключателя.

Отраженная волна, проникшая в сопротивление , равна по величине

, (5.22)

где  ‑ коэффициент проникновения отраженной волны; n ‑ количество линий, не считая поврежденной.

Наибольшее изменение ПВН создается первой отраженной волной, которая накладывается на кривую ПВН первой стадии переходного процесса.

На рисунке 5.7 показан примерный вид кривых ПВН первой стадии переходного процесса при различных видах КЗ, а на рисунке 5.8 показан вид расчетной кривой ПВН с учетом второй стадии переходного процесса.

Кривую 2а, рис. 5.8, рассчитанную по выражению (5.22) необходимо сопоставить с нормированной характеристикой ПВН выключателя 1, намеченного к установке. Если расчетная кривая ПВН 2а выходит за пределы нормированной характеристики необходимо произвести уточненный расчет второй стадии переходного процесса.

При уточненном расчете считают, что входное сопротивление станции состоит из активного сопротивления и индуктивности , которые включены параллельно.

Рисунок 5.7 Кривые ПВН первой стадии переходного при различных видах КЗ

Рисунок 5.8 Расчетная кривая ПВН с учетом второй стадии переходного процесса

Волна, увеличивающая ПВН на полюсе выключателя, при уточненном расчете определяется с помощью кривой приведенной на рисунке 5.9. По оси абсцисс отложено отношение , а по оси ординат отношение

. (5.23)

Для определения кривой накладывающегося напряжения необходимо умножить ординаты вспомогательной кривой на значение ,

где - амплитуда среднего эксплуатационного фазного напряжения;

Рисунок 5.9 – Кривая для определения, накладывающегося напряжения, - число линий, не считая поврежденной.

Примерный вид уточненной кривой второй стадии переходного процесса приведен на рисунке 5.8, кривая 2б.

5.5 Номинальные характеристики пвн

Номинальные характеристики ПВН определяют требования к выключателям, относящиеся к восстанавливающемуся напряжению. Данные характеристики необходимы разработчикам выключателей, а также при проектировании электроустановок для правильного выбора выключателей.

Номинальные характеристики ПВН представляются отдельно для сетей с эффективно-заземленной нейтралью и для сетей с изолированной нейтралью или заземленных через дугогасительные катушки в виде таблиц или графиков [3].

Нормированная характеристика ПВН для сетей с эффективно заземленной нейтралью, напряжением 110 кВ и выше, задается четырьмя координатами и и приведена на рисунке 5.10,а, где ; ; наибольшее действующее значение рабочего напряжения;  ‑ коэффициент амплитуды, меньшее значение относится к номинальному току отключения выключателя, большее к отключаемым токам и ; и  ‑ определяют точки перелома условной граничной линии 1, рис. 5.10,а, и зависят от номинального напряжения и тока отключения выключателя.

Кроме граничной линии 1 нормирована линия запаздывания 2, параллельная начальной части нормированной характеристики ПВН выключателя и определяемая двумя координатами и мкс, для отключаемого тока, равного соответственно 100, 60 и 30% номинального тока отключения. Расчетная кривая ПВН 3 не должна выходить за пределы нормированной характеристики ПВН выключателя и один лишь раз должна пересекать линию запаздывания.

Нормированная характеристика ПВН для сетей с незаземленной нейтралью или заземленной через дугогасительные катушки с номинальным напряжением 635 кВ задается двумя координатами и и приведена на рисунке 5.10,б, где  ‑ коэффициент амплитуды, меньшее значение относится к номинальному току отключения выключателя, большее к отключаемым токам и .

а б

Рисунок 5.10 Нормированные характеристики ПВН:

а - для выключателей 110 кВ и выше; б - для выключателей до 35 кВ

Линия запаздывания 2, рис. 5.10,б, определяется координатами и [3].