Рассчитать и построить кривые импульсных напряжений на шинах подстанции (рис.1). Набегающая волна имеет косоугольный фронт длиной τф и амплитуду Uп. Емкость изоляции и разрядника принять равными нулю.
Числовые значения:
Вариант Напряжение подстанции, кВ
Uп, кВ Тип разрядника τф, мкс l, м Z, ом
9 220 1000 РВ 3,0 90 300
Решение
Функции разрядников:
«Срезать» падающую волну
Погасить дугу, т.е. ограничить сопровождающий ток
При защите подстанционной изоляции удаленным от нее вентильным разрядником РВ на последний через время, равное
t=2*τ=2*l0v,
воздействуют две волны (Рис.2), одна из которых является падающей, а другая – отраженной от защищаемой разрядником изоляции (C≈0). Как только сработает вентильный разрядник от падающей волны, так на нем напряжение будет равным uр . В этом случае для волны, набегающей на разрядник с линии:
uр=2*u1-i1*z1;
для волны, отраженной от подстанции:
uр=2*u2-i2*z2;
ток через разрядник:
iр=i1+i2.
Найдя токи i1,i2 и подставив их, получим:
iр=2*u1-uрz1-2*u2-uрz2.
После преобразования находим:
Рис.2
. Определение напряжения на разряднике РВ, при набегании волн с двух линий
2*u1*z2z1+z2+2*u2*z1z1+z2=iр*z1*z2z1+z2+uр.
При z1=z2 окончательно получим уравнение:
u1+u2=iр* z2+uр. (1)
Данное уравнение необходимо решить графически. Схема замещения исследуемой цепи имеет вид (Рис.3):
Выпишем параметры разрядника РВМГ (Неклепаев, стр 365)
Название Импульсное пробивное напряжение при временах 1.5-20 мкс, кВ
Напряжение, остающееся при импульсном токе длительностью фронта 8мкс и амплитудой, кА
3 5 10
РВ 220 445 390 430 480
Рис.4 Пояснение хода решения
Волна отразится от изоляции, емкость которой равна нулю, и вернется к разряднику через время, равное:
t=2*τ=2*l0v=2*l0c=2*903*108=0,6 мкс.
Причем, так как волна отражается от разомкнутого конца (C≈0), то напряжение обратной волны удваивается (см