Параметры ВЗ можно разделить на две основные группы: сильноточные, связанные с его параметрами на промышленной частоте и условиями защиты от перенапряжений, и высокочастотные, определяющие заграждающие свойства заградителя. Рассмотрим сильноточные параметры ВЗ.
Индуктивность реактора заградителя на промышленной частоте. Этот параметр является одним из основных при разработке реактора. Индуктивность определяет падение напряжения на заградителе в нормальном режиме и при коротких замыканиях. Падение напряжения на реакторе при максимально допустимом значении номинального кратковременного тока короткого замыкания (КЗ) определяет уровень изоляции реактора и элемента настройки.
Индуктивность реактора непосредственно связана со значением его полного сопротивления в области рабочих частот ВЧ заграждения. Минимальное номинальное значение индуктивности реактора па промышленной частоте составляет 0,1 мГн. При меньшем значении индуктивности невозможно получить удовлетворительные ВЧ характеристики заградителя. Максимальное значение индуктивности — 2 мГн. При такой индуктивности можно осуществить заградитель, который в одном диапазоне сможет заградить всю полосу высоких частот, используемых для ВЧ связи. Дальнейшее увеличение индуктивности реактора не дает существенного улучшения ВЧ характеристики заградителя и связано со значительным увеличением его габарита, веса, стоимости и потерь энергии на промышленной частоте. Наиболее распространенным номинальным значением индуктивности реактора является 0,5 мГн.
Номинальный рабочий ток — наибольшее действующее значение тока промышленной частоты, которое заградитель выдерживает неограниченно долгое время без недопустимого перегрева его элементов при работе в условиях верхнего предела рабочего диапазона температур окружающей среды. Номинальный рабочий ток не должен быть меньше максимального тока нагрузки линии, в провод которой должен быть включен заградитель. В настоящее время выдвигаются требования о нормировании перегрузочной способности заградителя, с тем чтобы допускать возможность кратковременного превышения значения номинального рабочего тока.
Для распределительных сетей 35—110 кВ номинальные рабочие токи заградителей составляют 100, 200, 400 А. Для распределительных сетей 220 кВ эти токи составляют 400—630 А. Заградители, используемые для магистральных ВЛ 220—500 кВ, выполняются на токи 630— 2000 А. Для магистральных ВЛ 750 и 1150 кВ переменного тока и передач постоянного тока 1500 кВ рабочие токи заградителей могут быть 2000, 3150 и 4000 А.
Номинальный кратковременный ток — действующее значение максимально допустимой периодической составляющей тока КЗ. Этот параметр в сочетании с индуктивностью на промышленной частоте является определяющим при конструировании реактора заградителя.
Рис. 1.2. Форма кривой тока короткого замыкания
Ток электродинамической стойкости — максимальный ударный ток КЗ, который заградитель должен выдерживать без механических повреждений. Ударным током КЗ называется самое , большое значение этого тока в максимуме первого полупериода при наличии наибольшей апериодической составляющей. На рис. 1.2 показана форма кривой тока КЗ при наличии апериодической составляющей (показана пунктиром). На рис. 1.2 отмечены значения ударного тока и действующее значение установившегося тока КЗ.
При бесконечно большом значении постоянной времени апериодического процесса короткого замыкания
Iуд=2√ 2Iк.
Практически для этих величин принято соотношение
(1.1)
Токи КЗ растут с увеличением мощности, на передачу которой рассчитана ВЛ. Поэтому электродинамическая стойкость заградителя должна возрастать с ростом номинального рабочего тока. В соответствии с рекомендациями МЭК (см. § 1.8) для заградителей на токи до 1250 А максимальное значение установившегося тока КЗ должно быть в 25 раз больше номинального значения рабочего тока. Для заградителей на большие токи это соотношение уменьшается, например при Iраб = 4000 A IK/Ipaб= 12,5.
Ток термической стойкости — предельно допустимое действующее значение тока КЗ, при прохождении которого в течение определенного времени t не происходит недопустимого перегрева межвитковой изоляции заградителя, а также корпуса и деталей элемента настройки. Ток термической стойкости нормируется для t= 1с и иногда называется односекундным током Iтерм. Ток термической стойкости, определяется через односекундный ток из выражения
(1.2)
Ни при каком значении времени ток термической стойкости не должен быть больше номинального кратковременного тока КЗ, т. е.
(1.3)
Максимально допустимая длительность прохождения тока КЗ определяется на основании (1.2) и (1.3):
(1.4)
Например, для заградителя ВЗ-2000-1,2, IК=27,5 кА; Iтерм=65 кА. На основании (1.4) tmax = 5,6 с.
Потери на промышленной частоте — потери мощности в заградителе при прохождении по нему тока промышленной частоты, равного поминальному рабочему току заградителя. Величина этих потерь в значительной мере зависит от конструкции реактора заградителя. При одинаковой конструкции реактора мощность потерь приблизительно пропорциональна корню квадратному из индуктивности реактора на промышленной частоте. Для уменьшения потерь выбирают оптимальное соотношение между диаметром обмотки реактора и его высотой, увеличивают общее сечение намоточного провода и иногда применяют для намотки провод из изолированных перевитых составляющих тонких проводов. У спиральных заградителей, намотанных многослойной лентой с изоляцией между слоями, потери меньше, чем у заградителей соленоидного типа.
