4.4.Особенности емкостного эффекта в линии с двухсторонним питанием

При двухстороннем питании распределение напряжения вдоль линии без потерь в установившемся режиме определяется формулой

Если напряжения по концам одинаковы, а угол сдвига  между U₁ и U₂ равен l, то линия работает в режиме передачи натуральной мощности и напряжение вдоль линии остается постоянным: U(x)= U₁= U₂. При l (l= 3000 км), т.е. для полуволновой длины линии, появляется возможность полуволнового резонанса в условиях малых нагрузок (  l). При этом напряжение в середине линии может превысить допустимые значения. Возникающие по той же причине повышения напряжения за счет емкостного эффекта возможны при к.з. в конце длинных, более 1500 км, линий СВН, т.к. входное сопротивление короткозамкнутой линии при l  носит емкостный характер.

При выборе мощности и места установки реакторов в данном случае, как и во всех предыдущих, учитывают условия: U_p  U₁  U₂; U_макс(х)  U_доп.

4.5.Перенапряжения ву длинных линиях при одностороннем питании и несимметричном к.З.

При отключении несимметричных к.з. на линиях СВН из-за неодновременного срабатывания выключателей по концам линии возможны кратковременные (до 1 с) режимы одностороннего питания, при которых, например, одна фаза замкнута на землю, а две другие разомкнуты, или одна фаза разомкнута, а две другие замкнуты на землю. При таких режимах происходит наложение повышения напряжения, вызванного несимметрией системы при к.з., на повышение напряжения обусловленное емкостным эффектом. Это может при определенных условиях привести к значительным перенапряжениям на здоровых фазах.

Расчет напряжения в режиме однофазного к.з. можно выполнить с помощью метода симметричных составляющих. При замыкании фазы А на землю напряжения на фазах В и С равны

где m=Z_o/Z₁; Z_o и Z₁ – волновые сопротивления линии нулевой и прямой последовательностей.

Отношение Z_o/Z₁ определяется как отношение входных сопротивлений относительно точки к.з. в конце разомкнутой линии, присоединенной к источнику питания с нулевым внутренним сопротивлением. Без учета потерь

Для линий СВН Z_o=(2  2,5)Z и _о=(1,5  1,7).

При изменении длины линии отношение Z_o/Z₁ может изменяться от до . При небольших длинах линий отношение Z_o/Z₁ равно отношению индуктивностей Хо/Х1. При _ol Z_o вместо индуктивного становится емкостным. Это соответствует длине линии равной 940 км. Сопротивление Z сохраняет индуктивный характер до l= 1500 км. Из кривых U_B/U_ф =f(Z_o/Z₁), рис.4.11, видно, что при значениях m близких к 2 (рис.4.11,а) возможны значительные повышения напряжения за счет несимметрии.

Рис.4.11 Резонансные кривые

1 – резонансная кривая при симметричном режиме; 2 – резонансная кривая при однофазном к.з. в конце односторонне включенной линии; 3 – напряжение на фазе В в зависимости от m при R=0

В несимметричном режиме при к.з. фазы А помимо максимума при l=1500 км, обусловленного резонансом в симметричном режиме кривая 2, рис.4.11,б, имеет максимум в районе 1100  1200 км, обусловленный несимметрией.

Шунтирующие реакторы, установленные в середине и в особенности в конце линии, снижают перенапряжения несимметричного режима. Поэтому при выборе их количества и мощности учитывается необходимость ограничения перенапряжений при одностороннем отключении несимметричных к.з.