Дугогасящих аппаратов

Нули функции Z(p) двухполюсника являются корнями характеристического уравнения (гл. 14). Они могут быть любыми числами, но обязательно с отрицательной действительной частью, так как эта часть физически определяет затухание свободных токов в данной цепи. Это условие распространяется также на нули функции Z(p) дуального двухполюсника, которая равна функции Y(p) исходного двухполюсника, где Y(p) = \/Z(p). Но нули функции Y(p) есть в то же время полюсы функции Z(p).

Нули функции Z. (р) двухполюсника являются корнями характеристического уравнения (см. гл. 14). Они могут быть любыми числами, но обязательно с отрицательной действительной частью, так как эта часть определяет физически затухание свободных токов в данной цепи. В предельном случае незатухающих колебаний в цепи действительная часть корней равна нулю. Это условие распространяется также на нули функции Z (р) дуального двухполюсника, которая равна функции Y (р) исходного двухполюсника, где Y (р) = l/Z(p). Но нули функции У (р) есть в то же время полюсы функции Z (р). Поэтому полюсы Z (р), так же как и нули, располагаются в левой части комплексной плоскости и на оси мнимых чисел.

ристика дуального двухполюсника получается из исходной частотной характеристики путем опрокидывания ее относительно оси ш и деления на масштабный множитель k.

Поскольку каждому планарному двухполюснику соответствует дуальный, а входная проводимость дуального двухполюсника Y(p)= = Z(p)/k, где k — некоторый коэффициент, имеющий размерность

Ом в квадрате (см. § 3.43), то входное сопротивление дуального двухполюсника равно k/Z(p). Нули дуального двухполюсника, являющиеся полюсами исходного, также должны быть расположены в левой части плоскости р.

Проведя такое же рассуждение для дуального двухполюсника, убедимся, что степень п не может быть больше степени т более чем на единицу.

Из формулы (3.66) получаем соотношение между частотной характеристикой чисто реактивного исходного двухполюсника Хисх(<о) и частотной характеристикой дуального ему тоже чисто реактивного двухполюсника Ьдуа.п((о). Действительно, так как ZHCX = /XH(.x((o), а Кдуал = — — /вдуал(м)> то -Хисх(и) = — ^дуалС05)» т- е- частотная характери-стика дуального двухполюсника получается из частотной характеристики исходного путем опрокидывания ее относительно оси со и деления на масштабный множитель k.

Поскольку каждому пленарному двухполюснику соответствует дуальный, а входная проводимость дуального двухполюсника Y (р) = = Z (p)/k, где k — некоторый коэффициент, имеющий размерность Ом2 (см. § 3.43), то входное сопротивление дуального двухполюсника равно k/Z (р). Нули дуального двухполюсника, являющиеся полюсами исходного, также должны быть расположены в левой части плоскости р.

Проведя такое же рассуждение для дуального двухполюсника, убедимся, что степень п не может быть больше степени m более чем на 1.

С этой целью напомним, что любому* двухполюснику, назовем его исходным, с входным сопротивлением Z(p) может быть сопоставлен дуальный ему двухполюсник. Входная проводимость дуального двухполюсника Ул(р) равна входному сопротивлению исходного двухполюсника, деленному на некоторый коэффициент пропорциональности k, имеющий размерность ом2 (см. об этом в курсе ТОЭ):

Таким образом, полюсы исходного двухполюсника являются нулями дуального и наоборот. Поскольку нули дуального двухполюсника должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к нулям любых двухполюсников, то Этим же требованиям должны удовлетворять и полюсы исходного.

Как уже отмечалось в § 6-1, число аварийных отключений из-за перекрытия изоляторов при всех в:здах воздействующих напряжений и всех возможных изменениях метеорологических условий должно быть достаточно мало. В связи со случайным характером процессов, приводящих к перекрытиям и аварийным отключениям, задача выбора изоляторов для линий и РУ в полном объеме должна решаться, очевидно, статистическими методами с использованием функции распределения максимальных значений перенапряжений, параметров, характеризующих метеорологические условия, и т. д. Однако опыт проектирования и эксплуатации линий и РУ показывает, что определяющим является условие выбора изоляторов по рабочему напряжению. Число же отключений при перенапряжениях либо оказывается незначительным, либо его целесообразнее ограничивать до приемлемых значений с помощью средств грозозащиты, дугогасящих аппаратов, АПВ и др.

К рабочему заземлению относятся заземление нейтралей силовых трансформаторов, генераторов, дугогасящих аппаратов, измерительных трансформаторов напряжения, реакторов, заземление фазы при использовании земли в качестве рабочего провода и пр.

Совершенно другое положение имеет ме- нии на металлических сто на линиях 35 кВ, работающих в системе опорах без тросов. с изолированной нейтралью, особенно в случае применения дугогасящих аппаратов. В таких системах однофазные перекрытия изоляции не приводят к отключению линии.

Поскольку повышение грозоупор-ности линий в системе с изолированной нейтралью обусловлено тем, что однофазные перекрытия не переходят в устойчивую дугу промышленной частоты, можно считать, что применение дугогасящих аппаратов является мерой защиты линий от грозовых отключений.

Практическое значение рассмотренных я в л е-н и и. Выше были рассмотрены некоторые явления, возникающие в процессе намагничивания магнитной системы трансформаторов. Было установлено, что при определенных условиях в цепи первичной обмотки, помимо тока основной частоты, возникают токи более высоких частот, причем наиболее сильно выраженными являются третья и пятая гармонические. Если для протекания третьей гармонической тока создается препятствие в виде соединения первичной обмотки в звезду без нулевого провода, то третья гармоническая появляется в магнитном потоке и фазных э. д. с. Эти явления связаны с особенностями характеристик трансформаторной стали. Магнитная система трансформатора, обладающая нелинейными свойствами, является как бы генератором токов повышенной частоты 3/, 5/, 7/ ... Хотя токи эти невелики, в ряде случаев, особенно в кабельных сетях, они могут вызывать резонансные явления и нарушать правильное действие дугогасящих аппаратов и релейной защиты. Б линиях высокого напряжения высшие гармонические в фазных напряжениях ( 2-58) при наличии заземления нулевой точки создают токи повышенной частоты через емкости линии на землю и могут вызвать резонансные перенапряжения в аппаратах, обладающих индуктивностями, а также создавать помехи в установках проводной связи. Высшие гармонические в магнитном поле трансформатора при известных условиях создают также добавочные потери от наводимых ими вихревых токов.

Наличие высших гармоник в напряжении сети ведет к повышенному их содержанию и в токе замыкания на землю, что снижает эффективность работы дугогасящих аппаратов. За счет высших гармоник тока довольно часто однофазные КЗ переходят в двухфазные в месте первого пробоя вследствие прожигания кабеля. Следовательно, высшие гармоники в кривой напряжения питающей сети приводят к сокращению срока службы силовых кабелей, повышению аварийности в кабельных сетях, увеличению числа необходимых ремонтов, т. е. увеличению затрат на их эксплуатацию. Анализ показывает, что при коэффициенте несинусоидальности, равном 5-10%, суммарные амортизационные отчисления и стоимость текущих ремонтов кабелей возрастают на 15-20%, а при &,,с = = 10-25%-до 30% [14].

Для защиты от внутренних перенапряжений, связанных с отключением трансформаторов, линий в промышленных электроустановках, применяются вентильные разрядники, устанавливаемые вблизи защищаемого оборудования. При токах замыкания на землю больше значений, приведенных в табл. 2.209, должна применяться компенсация емкостного тока при помощи дугогасяЩих аппаратов.

Мощность дугогасящих аппаратов выбирается по полному емкостному току замыкания на землю с учетом развития сети за 5 лет и коэффициента развития сети.

При правильном выборе дугогасящих аппаратов и правильном подборе изоляции нейтралей трансформаторов перенапряжения при дуговых замыканиях на землю не должны вызывать повреждения изоляции. Эта изоляция должна соответствовать уровню испытательных напряжений, приведенных в табл. 2.210.

Компенсация емкостного тока замыкания на землю при помощи дугогасящих аппаратов должна применяться при токах замыкания на землю более 10 А в сетях 35 кВ: 30 и 20 А — соответственно в сетях

При режиме сети с изолированной нейтралью ток однофазного замыкания на землю является емкостным, с возвратом в сеть через емкости неповрежденных фаз. При компенсации емкостных токов замыкания на землю через место замыкания протекает остаточный ток, который содержит активную составляющую — несколько процентов емкостного тока, емкостную или индуктивную составляющую до 5°/о из-за расстройки дугогасящего аппарата, а также высшие гармонические составляющие. Этот ток может возрасти при отключении одного из дугогасящих аппаратов для вывода его в ремонт.

Результаты измерений используются для выбора настроек дугогасящих аппаратов в зависимости от конфигурации сети.