Відключення ненавантажених ВЛПри холостому ході лінії струм випереджає напругу практично на 90° (лінія, як ємність). При відключенні лінії, коли контакти вимикача починають розходитися, між ними загоряється дуга. При проходженні струму через 0 (момент t 0 на мал. 4.24), дуга у вимикачі згасне. Лінія залишається зарядженої. На лінії залишається напруга + U ф, а напруга джерела продовжує змінюватися по синусоїді. Через півперіода напруга джерела досягає значення - U ф. Отже, між контактами вимикача напруга досягає значення 2 U ф. Міцність проміжку між контактами вимикача за півперіода зростає не більш, ніж до 2 U ф (повітряні вимикачі) і U ф (масляні вимикачі).
Досить імовірним є повторне запалювання дуги у вимикачі в момент t 1, коли напруга джерела дорівнює - U ф. При цьому лінія буде перезаряджатися від + U ф до - U ф. А по лінії буде поширюватися хвиля напруги -2 U ф і проходити струм i=-2Uф/Z. Перезарядження ВЛ відбувається в результаті поширення по лінії хвилі із крутим фронтом -2 U ф (компенсація + U ф і зарядка до - U ф). На кінці розімкнутої лінії хвиля -2 U ф відіб'ється з тим же знаком, тобто досягне -4 U ф, але результуюча напруга буде -4 U ф+ U ф= -3 U ф. Хвиля струму відіб'ється зі зворотним знаком (мал. 4.25). При цьому на лінії буде встановлюватися напруга -3 U ф (мал. 4.24), а сумарний струм на ділянках лінії, де пройшла відбита хвиля, стає рівним нулю. Тому, коли відбита хвиля дійде до джерела (контакти вимикача), струм у вимикачі проходить через 0 і дуга гасне (момент t 2). Це час пробігу хвилі струму й напруги значно менше півперіода. Але напруга джерела змінюється синусоідально до + U ф, а між контактами вимикача напруга досягає 4 U ф. І знову можливе запалювання дуги й т.д.
Якби повторні запалювання дуги тривали необмежено довго, то перенапруги на лінії могли б досягти як завгодно великої величини. Але сучасні вимикачі не дозволяють цього. У переважній більшості випадків при відключенні холостих ліній відбувається не більше одного повторного запалювання дуги. Тому напруга на лінії у випадку джерела нескінченної потужності не повинне перевищувати 3 U ф. Оскільки лінії мають значну довжину, необхідно враховувати зниження напруги джерела за час подвійного пробігу хвилі по лінії, а також втрати в лінії. Ці фактори зменшують можливі амплітуди перенапруг на лінії. Перенапруги при відключенні холостих ліній для ряду енергетичних систем стають найбільш важливим видом перенапруг. Можливі види обмеження подібних перенапруг: Радикальний спосіб - збільшення швидкості відновлення електричної міцності, тобто швидкості розходження контактів вимикача. Однак зі збільшенням швидкодії вимикачів сильно зростають перенапруги при відключенні холостих (ненавантажених) трансформаторів. Використання вимикачів із шунтувальними опорами. Недолік - складність конструкції й значна вартість. Використання вентильних розрядників. Надійно обмежують перенапруги при довжині ліній не більше 200 км. У більш довгих лініях потрібні спеціальні розрядники з підвищеною пропускною здатністю по струму. Приєднання електромагнітних трансформаторів напруги.
|
