ВОССТАНОВЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ НА КОНТАКТАХ ДУГОГАСИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА

Кривые ПВН (см. рис. 1.5) отражают предельную жесткость энергосистемы по отношению к ДУ при отключении КЗ. Такие требования к ДУ часто не отражают реальные ПВН в конкретной точке электроэнергосистемы, где устанавливается ВВ.

Рассмотрим некоторые особенности процесса восстановления напряжения на контактах ДУ.

Идеальный ВВ в однофазной цепи. В первом приближении, по схеме, представленной на рис. П.2.1, а, проведем анализ восстановления напряжения на дугогасительных контактах ВВ после нуля тока при отключении, где шунтирующее сопротивление включается в схему ВВ для облегчения условий отключения цепи (или оно имитирует z/n линий подключенных параллельно), С — шунтирующая емкость (приведения к контактам ВВ — емкость отключающей сети); ВВ — выключатель (его сопротивление при горении дуги — ). Для этой схемы справедливы уравнения:

(П2.1)

Ввиду кратковременности процесса восстановления напряжения на контактах ДУ мгновенное значение напряжения источника принимается постоянным.

Из (П2.1) находим:

(П2.2)

В первом приближении, рассмотрим идеальный ВВ, для которого после нуля тока и , тогда уравнение (П2.2) можно записать в виде:

(П2.3)

при начальных условиях , , .

Выполним нормирование уравнения (П2.3) относительно базовых параметров , , , и принимая , , перепишем уравнение (П2.3) так:

,

где — постоянная цепи.

Анализ переходного процесса восстановления напряжения показывает (рис. П2.1, б), что колебательный процесс имеется при , а апериодический при Для контура без потерь , имеем и коэффициент превышения амплитуды , когда нормированного время ,что в действительных переменных соответствует t_А = .

а) б)

Рис. П.2.1. Восстановление напряжения на дугогасительных контактах ВВ

Чтобы показать связь скорости восстанавливающегося напряжения с коэффициентом превышения амплитуды и частотой контура используют формулы для предельной dU/dt (кВ/мкс) [4]
(в виде ) и средней скорости восстановления по времени (достижения максимума ):

.

На процессы гашения дуги отключения в ДУ существенно влияет напряжение на дуге при подходе тока к нулю и её пик гашения. Для газовых, масляных и маломасляных выключателей, чем больше пик гашения, тем эффективнее дугогасящая среда воздействует на дугу отключения, что необходимо учитывать при анализе реальных ПВН.

В отечественных руководящих указаний по выбору ВВ для эксплуатации основное внимание уделено расчету предельных токов КЗ в данной точке энергосистемы. Однако как показано выше, для качественного выбора ВВ необходим анализ результатов численного моделирования переходных процессов при коммутации (оценка возможных ПВН) при отключении разных видов аномальных режимов в данной точке энергосистемы (или электроустановки).

Приложение 3