Действующий

Методические указания по применению ограничителей в электрических сетях 110-750 кВ

     3.3. Выбор ОПН по условиям работы в квазиустановившихся режимах

3.3.1. Выбранный ограничитель проверяется на соответствие его временных допустимых повышений напряжений квазиустановившимся перенапряжениям при различных видах коммутаций с учетом времени действия релейной защиты, линейной и противоаварийной автоматики. Нормируемые техническими условиями зависимости от их допустимой длительности приводятся или в табличном виде для различных времен (Приложения 3, 5) или в виде линейных зависимостей "напряжение промышленной частоты - время" в полулогарифмическом масштабе. При этом ряд производителей приводит такие характеристики как для случая "с предварительным нагружением" аппарата коммутационным импульсом (прямая А рис.1-4 и рис.6, 7), соответствующим энергоемкости ОПН, так и без предварительного нагружения коммутационным импульсом (прямая В рис.1-4 и рис.5).

3.3.2. Расчетными для определения являются следующие коммутации:

3.3.2.1. Для ограничителей, устанавливаемых на шинах или трансформаторах (автотрансформаторах), которые по схеме ОРУ не коммутируются вместе с линией или коммутируются с линией длиной не более 50 км, определяющими являются квазиустановившиеся перенапряжения на неповрежденных фазах при несимметричном КЗ на шинах подстанции. Перенапряжения в этом случае определяют либо путем расчета по соответствующей программе, либо по Приложению 10, при этом и определяют как эквивалентные сопротивления для определения токов трехфазного и однофазного КЗ на шинах. Так как при эффективном заземлении нейтрали отношение , то в этом случае .

3.3.2.2. Для ограничителей, устанавливаемых на линии, шунтирующем реакторе на линии или на присоединенных непосредственно к линии (без выключателей) трансформаторах:

- трехфазное одностороннее отключение однофазного КЗ на противоположном конце линии;

- трехфазное одностороннее отключение линии при действии автоматики прекращения асинхронного хода;

- неполнофазные режимы одностороннего включения или отключения линии с подключенными к ней шунтирующими реакторами, автотрансформаторами или трансформаторами. К этому случаю относится также неполнофазное включение или отключение линии при выводе в ремонт или отказе линейного выключателя на подстанции с выключателями, если при действии УРОВ или по режиму линии отключаются все смежные присоединения, в том числе и на более низком напряжении автотрансформатора или трансформатора.

Наибольшие квазиустановившиеся перенапряжения бывают в несимметричных режимах:

- одностороннего отключения несимметричного КЗ вследствие каскадного действия релейных защит;

- неполнофазного включения и отключения линии, в том числе и с учетом действия УРОВ, вследствие отказа фаз коммутируемого выключателя.

3.3.3. Значения квазиустановившихся перенапряжений указанных в пп.3.3.1. и 3.3.2. режимов определяют либо путем расчета по соответствующим программам с использованием ПЭВМ, либо, при их отсутствии, путем расчета в соответствии с методикой Приложения 10.

В Приложении 8 и на зависимостях рис.8-11 приведены значения квазиустановившихся перенапряжений, определенные для следующих случаев:

- при отключении однофазного короткого замыкания (КЗ) на конце BЛ 500 кВ в зависимости от длины линии, параметров энергосистемы и числа включенных шунтирующих реакторов - таблица 1 Приложения 8;

- при неполнофазных коммутациях на линиях 500 и 750 кВ с шунтирующими реакторами - таблица 2 Приложения 8;

- при неполнофазных режимах линий 110, 220, 500 и 750 кВ с трансформаторами или автотрансформаторами на конце - таблица 3 Приложения 8.

При установке ОПН в точках, не входящих в расчетные случаи Приложения 8, используют приведенные там указания по интерполяции и экстраполяции имеющихся результатов.

3.3.4. Длительность существования квазиустановившихся перенапряжений () зависит от вида установившегося режима.

3.3.4.1. Для коммутации одностороннего отключения однофазного КЗ принимают длительность квазиустановившихся перенапряжений равной времени каскадного отключения линии по ее концам при действии первых и последних ступеней линейных и трансформаторных релейных защит. Значение средней длительности квазиустановившихся перенапряжений в этих режимах - 4,0 с.

3.3.4.2. При трехфазном отключении асинхронного хода время существования режима - от 0,5-1,0 с при действии второй ступени автоматики от повышения напряжения с уставкой по напряжению 1,2-1,3, до 5-10 с при действии ее первой ступени с уставкой 1,1 от .

3.3.4.3. Для бестоковой паузы ОАПВ линии с реакторами, во время которой развиваются резонансные перенапряжения, их длительность принимается равной 1-2 с в соответствии с выбранной паузой.

3.3.4.4. При неполнофазных коммутациях линии с подключенными к ней трансформаторами или автотрансформаторами длительность режима принимается равной времени действия устройства резервирования отказа выключателей (УРОВ) или защиты от непереключения фаз и коммутации выключателей, действующих от резервирующих защит.

3.3.5. Для схем, в которых линия может коммутироваться вместе с автотрансформатором или трансформатором, учитывается возможность возникновения медленно затухающих колебаний напряжения (переходный резонанс на 2-й или 3-й гармонике), в том числе и в неполнофазных схемах. Условием их появления является близость расчетной частоты свободных колебаний в схеме прямой последовательности, определяемой по [2] или Приложению 10, к двойной или тройной от промышленной. Область заметного проявления гармоник лежит в пределах отклонений частоты свободных колебаний от -20 до +10% от промышленной частоты. Время существования достигает от нескольких десятых долей до нескольких секунд или даже минут и тем больше, чем ближе частота свободных колебаний в указанных пределах к двойной и меньше активные потери в схеме (только в активных сопротивлениях элементов сети и цепей потребителей). При малых потерях и частоте свободных колебаний, очень близкой к двойной или тройной (+5%), возможен устойчивый резонанс на 2-й или 3-й гармонике.

Возможность возникновения и длительность затухания переходного резонанса на высших гармониках зависит от величины активного сопротивления линии, величины и удаленности от шин или трансформаторов, питающих линию, резистивной нагрузки в энергосистеме.

В схемах, питаемых от выделенных автоматикой генераторов, и суммарной активной (резистивной) нагрузкой меньше 0,05 от натуральной мощности в послеаварийных режимах возможен устойчивый резонанс на 2-ой или 3-ей гармонике с установившимися перенапряжениями не более .

Для определения возможности возникновения переходного резонанса на 2-й или 3-й гармонике рассчитывают частотные характеристики схемы согласно Приложению 10.

Величину напряжения при переходном резонансе на высших гармониках можно учесть, добавляя к рис.8-11 величину 0,30 в зоне длин линии 75-250 км. Время существования такого режима принимается равным 0,3с, 0,5с и 0,7-0,8 с соответственно для линий 110-154, 220-330 и 500-750 кВ. При симметричной коммутации линии аналогичные условия учитываются для длин линии 150-350 км.

Во всех случаях возможного появления высших гармоник рекомендуется применять ограничители с более высоким значением наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения либо более высокого класса энергоемкости (например, ОПН серии Exlim класса Р или Т).

Неполнофазные коммутации линии с подключенными трансформатором или автотрансформатором при отказе выключателей между линией и трансформатором в схемах ОРУ "квадрат", "треугольник", "мостик", "одинарная система шин", "шины-трансформатор", "полуторная" требуют применения ограничителей с более высоким значением наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения либо более высокого класса энергоемкости.