4.7.2. Отключение батарей конденсаторов

Батареи конденсаторов применяются в электрических систе­мах для улучшения коэффициента мощности, регулирования напряже­ния и увеличения пропускной способности дальних ЛЭП.

При отключении батарей конденсаторов, так же, как и отклю­чении холостых линий, емкостный ток обрывается в момент прохожде­ния его через нуль при максимуме напряжения на конденсаторе. Через полпериода напряжение на контактах выключателя достигает 2 U_ф, что может вызвать повторное зажигание дуги в выключателе и т.д., как и при отключении холостых линий. Для ограничения этих напряжений здесь могут быть применены и применяются специальные быстродейст­вующие выключатели, не дающие повторных зажиганий дуги.

4.7.3. Дугогасящие аппараты

При замыкании одного из фазных проводов на землю (к. з.) необходимо погасить дугу тока (рис. 4.26).

. Рис. 4.26. Схема замещения сети с дугогасящей катушкой: L_K - ин­дуктивность дугогасящей катушки; L- индуктивность обмотки трансформатора; С₁, С₂, Сз - емкость фаз линии между собой - междуфазная емкость; С₁₁, С₂₂, Сзз - емкость фаз относительно земли; I_o - ток короткого замыкании; I_Lk - ток через дугогасящую катушку

Одним из наиболее распространенных средств уменьшения (компенсации) тока замыкания на землю является включение в нейтраль трансформатора регулируемого реактора, который называют:

• дугогасящей катушкой;

• катушкой Петерсена (по имени изобретателя);

• настроенной индуктивностью.

При замыкании провода на землю на нейтрали появляется на­пряжение по отношению к земле равное фазному напряжению, поэтому ток, протекающий через катушку, равен

где

L_K - индуктивность катушки; - угловая частота сети.

В идеальном случае ток в месте замыкания провода на землю равен нулю и дуга гаснет. Этого можно достичь, если включить в ней­траль источника (трансформатора) индуктивность такой величины, что­бы ток, протекающий через нее, был равен по величине и сдвинут по фазе на 180° относительно тока в месте замыкания на землю. Такое воз­можно при выполнении равенства

откуда

Это условие идеальной настройки дугогасящей катушки от­сюда можно найти индуктивность L_K при известной емкости фазы отно­сительно земли С₁₁.

В действительных (реальных) условиях ток в месте замыкания на землю не равен нулю. Его величина обусловлена:

1. степенью расстройки катушки L_K;

2. активными потерями в катушке;

3. токами утечки с провода на землю;

4. высшими гармониками в цепи разряда.

Заземление нейтрали через дугогасящую катушку применяется при токах замыкания на землю более 10 А в сетях 35 кВ и более 30 А в сетях 6 -т- 10 кВ (все сети с изолированной нейтралью). При меньших то­ках дуга замыкания на землю обычно гаснет самопроизвольно.

Степень расстройки катушки индуктивности обычно выража­ют через отношение токов. Возможны два случая

Если отношение больше нуля (I₀>I_Lk), то имеет место недокомпенсация. Когда отношение меньше (I₀<I_Lk), имеет место перекомпенса­ция. При равенстве I₀=I_Lk достигается полная компенсация (идеальный случай). Включение дугогасящей катушки в нейтраль трансформатора при несимметричной системе емкостей С₁₁ С₂₂ С₃₃ приводит к воз­никновению напряжения на нейтрали трансформатора относительно земли в рабочем режиме. Это недостаток дугогасящей катушки. Для устранения или уменьшения несимметрии емкостей на линии должна выполняться и выполняется транспозиция проводов.

Дугогасящая катушка имеет стальной сердечник с зазорами относительно индуктивностей обмотки. Изменяя величину зазора мож­но устанавливать (регулировать) желаемую вольт-амперную характери­стику катушки.

Если нейтраль силового трансформатора недоступна, то в ка­честве дугогасящего аппарата применяют специальный дугогасящий трансформатор. Гашение дуги трансформатором происходит так же, как и дугогасящей катушкой. Различие только в конструктивном исполне­нии, но он может быть включен независимо от соединения обмоток си­лового трансформатора, поскольку подключается непосредственно к сборным шинам подстанции.