3. Вимкнення батарей конденсаторів

Батареї конденсаторів застосовуються в електричних системах для покращення коефіцієнта потужності, регулювання напруги і збільшення пропускної здатності довгих ЛЕП.

При вимкненні батарей конденсаторів, так само, як і вимкнення незавантажених ліній, ємнісний струм обривається в момент проходження його через нуль при максимумі напруги на конденсаторі. Через півперіоду напруга на контактах вимикача досягне , що може викликати повторне запалювання дуги в вимикачі і т. д., як і при вимкненні незавантажених ліній. Для обмеження цих напруг тут можуть бути застосовані і застосовуються спеціальні швидкодіючі вимикачі, що не дають повторно запалюватися дузі.

4. Дугогасні апарати

При замиканні одного з фазних проводів на землю (КЗ) необхідно погасити дугу струму (рис. 4.27).

Рисунок 4.27 – Заступна схема мережі з дугогасною котушкою: - індуктивність дугогасної котушки; - індуктивність обмотки трансформатора; - ємності фаз лінії між собою – між фазна ємність; - ємність фаз відносно землі; - струм короткого замикання; - струм через дугогасну котушку

Одним з найбільш поширених засобів зменшення (компенсації) струму замикання на землю є вмикання в нейтраль трансформатора регульованого реактора, котрий називають:

- дугогасною котушкою; котушкою Петерсена (за ім’ям винахідника);

- налаштованою індуктивністю.

При замиканні провода на землю на нейтралі з’являється напруга по відношенню до землі, рівна фазній напрузі, тому струм, що протікає через котушку, рівний:

91491\* MERGEFORMAT (.)

де - індуктивність котушки; - кутова частота мережі.

В ідеальному випадку струм в місці замикання провода на землю рівний нулю і дуга гасне. Цього можна досягнути, якщо ввімкнути в нейтраль джерела (трансформатора) індуктивність такої величини, щоб струм, що протікає через неї, був рівний за величиною і зсунутий за фазою на 180^о відносно струму в місці замикання на землю. Таке можливе при виконанні рівності:

92492\* MERGEFORMAT (.)

93493\* MERGEFORMAT (.)

Це умова ідеальної настройки дугогасної котушки. Звідси можна знайти індуктивність при відомій ємності фази відносно землі .

В дійсних (реальних) умовах струм в місці замикання на землю не рівний нулю. Його величина спричинена:

1) мірою розлагодження котушки ;

2) активними втратами в котушці;

3) струмами витоку з проводу на землю;

4) вищими гармоніками і колі розряду.

Заземлення нейтралі через дугогасну котушку застосовується при струмах замиканнях на землю більше 10 А в мережах 35 кВ і більше, 30 А в мережах 6-10 кВ (всі мережі з ізольованою нейтраллю). При менших струмах дуга замикання на землю зазвичай гасне самовільно. Ступінь розлагодження котушки індуктивності зазвичай виражають через відношення струмів. Можливі два випадки:

Якщо відношення більше нуля ( ), то має місце недокомпенсація. Коли відношення менше ( ), має місце перекомпенсація.

При рівності досягається повна компенсація (ідеальний випадок). Ввімкнення дугогасної котушки в нейтраль трансформатора при несиметричній системі ємностей призводить до виникнення напруги на нейтралі трансформатора відносно землі в робочому режимі. Це недолік дугогасної котушки.

Для усунення чи зменшення несиметрії ємностей на лінії повинна виконуватися транспозиція проводів.

Дугогасна котушка має стальний сердечник з проміжками відносно індуктивностей обмотки. Змінюючи величину проміжку, можна встановлювати (регулювати) бажану вольт-амперну характеристику котушки.

Якщо нейтраль силового трансформатора недоступна, то як дугогасний апарат застосовують спеціальний дугогасний трансформатор.

Гасіння дуги трансформатором відбувається так само, як і дугогасною котушкою.

Різниця тільки в конструктивному виконанні, але він може бути ввімкнений незалежно від з’єднання обмоток силового трансформатора, оскільки підключається безпосередньо до збірних шин підстанції.