Влияние параметров кабельных и воздушных линий на переходные восстанавливающиеся напряжения высоковольтных выключателей

Аннотация

Расширение применения пофазно-экранированных кабелей в современных высоковольтных и распределительных сетях, обусловленное увеличением плотности электрических нагрузок, делает актуальным исследование влияния таких сетей на переходные восстанавливающиеся напряжения между контактами выключателей напряжением 220 кВ, при отключении однофазных коротких замыканий.

Расчетно-теоретическое исследование переходных процессов выполнено с использованием широкополосных и частотно-зависимых математических моделей воздушных и кабельных линий в программном комплексе EMTP-RV. В качестве прототипа объекта исследования использована подстанция 220 кВ с примыкающим к ней участком кабельной распределительной сети напряжением 20 кВ с емкостной составляющей тока нулевой последовательности 300 А при однофазных замыканиях на землю. Для верификации расчетной модели применены натурные осциллограммы процесса однофазного короткого замыкания в сети напряжением 220 кВ. Отличие расчетных значений токов по сравнению с натурными осциллограммами не превысило 5%. Проанализирована зависимость параметров переходных восстанавливающихся напряжений от емкостей кабелей распределительной сети относительно земли. Установлено, что пиковые значения и скорости нарастания переходных восстанавливающихся напряжений на воздушных линиях 220 кВ уменьшаются, соответственно, на 7 и 4%. При использовании в сети 220 кВ кабельных линий, в отличие от воздушных, влияние емкостей распределительной сети 20 кВ на пиковые значения и скорости нарастания переходных восстанавливающихся напряжений оказалось менее 1%, что можно считать несущественным. При реконструкции сети 220 кВ замена воздушных высоковольтных линий на кабельные способствует уменьшению скорости нарастания переходных восстанавливающихся напряжений, но увеличивает пиковые значения.