ПВН

Нормированное переходное восстанавливающееся напряжение (ПВН) при коротком замыкании на выводах выключателя. При отключении к. з. любого вида на контактах выключателя после погасания дуги восстанавливается переходное напряжение, обусловленное собственными параметрами сети в месте установки выключателя. Форма волны ПВН зависит от конфигурации цепи.

В сетях с напряжением ниже 100 кВ при относительно небольших токах к. з. ПВН приближается к затухающим колебаниям одной частоты. В этом случае ПВН может быть задано либо частотой восстанавливающегося напряжения и его амплитудой, либо огибающей, состоящей из двух отрезков прямой, определяемых двумя параметрами (рис. 1), а именно Uc и t3.

В системах с напряжением свыше 100 кВ при больших токах к. з. ПВН содержит начальный участок с высокой скоростью нарастания, за которым следует участок меньшей скорости. Этот тип волны достаточно хорошо изображается огибающей из трех прямолинейных отрезков, определяемой методом четырех параметров (рис. 2): U1, Uc, t1 и t2.

На рис. 1 и 2 изображена линия запаздывания 2, учитывающая емкость на стороне питания выключателя, уменьшающую скорость нарастания ПВН в первые микросекунды. Линия запаздывания начинается на оси времени с номинальным запаздыванием td, проходит параллельно первому отрезку условной граничной линии ПВН 1 и заканчивается при напряжении V. Выключатель должен отключать ток в любой цепи, для которой линия ПВН 3 один раз пересекает линию запаздывания.

В табл. 1 и 2 приведены принятые ранее по ГОСТ 687—78 нормированные характеристики ПВН для выключателей напряжением до 35 кВ (огибающая определяется по двумя параметрам, см. рис. 1) и 110 кВ и выше (по четырем параметрам, см. рис. 2).

Таблица 1. Нормированные характеристики ПВН при номинальных напряжениях до 35 кВ (ГОСТ 687—78)

Рис. 1. Нормированные характеристики ПВН, определяемые двумя параметрами (Uс и t3)

1 — нормированная граничная линия; 2 — нормированная линия запаздывания ПВН (параллельна граничной линии

Рис. 2. Нормированные характеристики ПВН, определяемые четырьмя параметрами

Таблица 2. Нормированные характеристики ПВН (со стороны сети) при номинальных напряжениях 110 кВ и выше (ГОСТ 687—78)

Примечание. Для получения характеристик ПВН выключателя со стороны источника при испытаниях в режиме неудаленных к. з. параметры уменьшают в 1,3 раза.

Рис. 3. Нормированные характеристики НПВН

1 — начальная часть условной граничной линии НПВН; 2 — начальная часть условной граничной линии ПВН; 3 — испытательная кривая ПВН; 4 — линия запаздывания ПВН

По проекту нового ГОСТ на выключатели высокого напряжения, выпускаемого вместо ГОСТ 687—78, в параметры ПВН внесены изменения. Нормированные характеристики ПВН для В к с номинальным напряжением до 35 кВ (огибающая линия определяется двумя параметрами, см. рис. 1) и 110 кВ и выше (четырьмя параметрами, см. рис. 2) приведены в табл. 3 и 4.

Для высоковольтных выключателей на У110М 110 кВ при Iном.о 25 кА, за исключением высоковольтных выключателей, встраиваемых в КРУ, начальная часть условной граничной линии ПВН должна быть заменена начальной частью условной граничной линии ПВН (НПВН) в соответствии с рис. 3 для учета начального процесса колебаний малой амплитуды, вызванного отражениями волны напряжения от первого места нарушения однородности токопровода.

Характеристики собственного ПВН при неудаленном к. з. принимаются согласно табл. 4 для тока, равного 100 % Iо.ном, с делением значений U1-100, t1 100, Uc100 и t2,100 на 1,3.

Таблица 3. Нормированные характеристики ПВН при наибольших рабочих напряжениях до 40,5 кВ

Таблица 4. Нормированное характеристики ПВН при наибольших рабочих напряжениях от 126 кВ и более

*Для Вк на Uи.р = 126-252 кВ при токе отключения равном 30% Iо.ном принимается Кп = 1,5 (вместо 1,3)

Характеристики НПВН выбираются по табл. 4. Нормированные характеристики линии: волновое сопротивление zв = 450 Ом; коэффициент пика к. з. линии Kп — 1,6; время запаздывания td равно 0,2 мкс для высоковольтных выключателей на 110 и 150 кВ и 0,5 мкс для высоковольтных выключателей на 220 кВ и выше.

В отдельных точках энергосистем реальные ПВН как по скорости нарастания напряжения, так и по уровню значительно превосходят нормируемые для выключателей общего применения. Такие случаи возможны, в частности, когда В к прямо присоединены к трансформаторам, дающим ток, превышающий 30 % номинального тока отключения; когда отсутствует заметная дополнительная емкость между выключателем и трансформатором; когда распределение энергии сверхмощных станций осуществляется при небольшом числе отходящих линий или когда выключатели устанавливаются в цепях мощных генераторов или шунтирующих конденсаторных и реакторных установок.

Экономически невыгодно предъявлять повышенные требования по ПВН ко всем выключателям. Поэтому для указанных случаев разрабатываются выключатели, рассчитанные на сверхжесткие условия в отношении ПВН.

При токах отключения, меньших номинального, предписываются повышенные скорости нарастания ПВН. Повышение скорости при отключении тока, равного примерно 30 % номинального, для выключателей от 35 кВ и выше бывает вызвано специфическими условиями, возникающими при к. з. за мощными трансформаторами.