4.2. Перенапряжения при отключении индуктивностей

Рис.4

В схеме замещения

и - индуктивность и емкость генератора,

и - индуктивность и емкость отключаемой схемы.

Величина перенапряжения при отключении зависит от параметров схемы и процесса обрыва дуги в выключателе.

П

Рис.5

ри больших токах отключения – отключение больших индуктивностей и случаев КЗ, - разрыв контактов выключателя производится при , т.е. когда магнитная энергия и на выключателе всплеска перенапряжения не будет. При малых токах отключения (отключение трансформаторов на холостом ходу) в выключателе возникает слабая дуга и под действием принудительного дутья она может оборваться ранее, чем ток достигнет 0, и возникает ток среза. При этом в и сохраняется магнитная энергия . Так как , то в рассматриваемом случае можно учитывать только контур .

, где

- собственная частота контура , ,

- амплитуда колебаний напряжения,

,

- напряжение, при котором произошел срез тока,

- частота генератора.

На напряжение промышленной частоты накладывается напряжение колебаний .

По оценке Д.В. Разевига

,

Рис.6

Наличие повторных пробоев в выключателе искажает форму напряжения. Повторные зажигания могут существовать несколько периодов, увеличивая амплитуду перенапряжения, которое может достигать , в среднем составляя .

Современные выключатели способны выдержать перенапряжения до , но ограничение перенапряжения необходимо.

Снижения перенапряжений можно достигнуть выключением параллельно трансформатором или катушками индуктивности емкостей, обычно отрезков кабелей.

Выключение индуктирующего сопротивления в выключатель позволяет сбросить часть энергии контура обратно в сеть (генератор), тем самым снижая перенапряжение.

5. Резонансные перенапряжения

При нормальной работе системы колебательные контура шунтированы нагрузкой и перенапряжения, как правило, не возникают. Отключение нагрузки в системе или ее частях может приводить к колебаниям тока и напряжения и вызывать так называемые «резонансные» перенапряжения.

Они подразделяются на гармонические (с частотой 50 Гц), субгармонические ( с частотой 50 Гц), ультрагармонические (усилена одна из высших гармонических) и параметрические (параметры какого-либо устройства меняются в ходе перенапряжения).

Сложность анализа резонансных перенапряжений в том, что они могут возникать как по отдельности, так и вместе. Они характерны для длинных линий.

Пример 1. Гармонический резонанс в системе, содержащей емкость и катушку с железным сердечником.

а)	б)
Рис.7

или

От 0 до В режим носит индуктивный характер, после В – емкостной.

При работе на ветви 0В малое изменение тока не изменяло характера нагрузки, в точке В происходит «опрокидывание» нагрузки, она становится емкостной, т.е. резко изменяется фаза. Аналогичное «опрокидывание» будет и при обратном переходе от С к В. При таком переходе в системе возникает резонанс токов.

Случаи гармонического резонанса имеют место при несимметричном отключении фаз, обрыве одного провода.