Расчет напряжений на фазных емкостях производится по формулам

где фазные проводимости,

При симметричной системе линейных и фазных напряжений и при С_А=С_В=С_С=С_ф подключение к одной из фаз дополнительной емкости изменяет напряжение на этой фазе лишь по модулю ( числитель в формулах, определяющий поворот вектора напряжения, остается неизменным), поэтому любое из приведенных соотношений преобразуется в выражение

где U_к – напряжение относительно земли на фазе, к которой подключен конденсатор; U_л – линейное напряжение сети. Отсюда, при измеренных значениях U_к и U_л и известном значении С_д может быть вычислена фазная емкость С_ф. Емкостный ток замыкания на землю определяется по формуле .

В реальных сетях возможна естественная несимметрия емкостей фаз. В этом случае для получения расчетного значения емкостного тока замыкания на землю необходимо произвести измерения напряжения U_к на каждой из трех фаз при поочередном подключении к ним добавочной емкости. Расчетное значение емкостного тока замыкания на землю в этом случае получается как среднее арифметическое из трех значений I_с, рассчитанных для измеренных значений U_к. Относительная погрешность получаемых результатов по данному методу обычно не превышает 2%, если значение добавочной емкости имеет следующую величину, мкФ гдеI_с – ориентировочный ожидаемый емкостный ток, А; U_л - линейное напряжение сети, кВ. В качестве добавочной емкости могут быть использованы косинусные конденсаторы.

1.7.Устранение естесственной несимметрии сети

Емкости проводов ВЛ определяются по формулам Максвелла. Для линий без тросов

, где _nn и _kn – собственная и взаимная частичные емкости фазы.

, м/пФ; , м/пФ.

r_к – радиус к-го провода, для которого рассчитывается емкость;

h_к – высота к-го провода над землей; d_кn – расстояние между проводами к и n; D_кn – расстояние между проводом к и зеркальным отображениям провода n.

Для выравнивания емкостей фаз путем транспозиции надо:

1.Определить насколько емкости фаз различаются между собой, выбрать наименьшую емкость фазы и вычислить превышения емкостей других фаз.

Например, если С_В наименьшая емкость, то С_А и С_С – превышения емкостей фаз А и С.

2.Определить, как нужно изменить емкости фаз.

В данном случае емкость фазы В должна быть увеличена на , а емкости фаз А и С – уменьшены соответственно наи

3.Определить длину ВЛ, на которой будет осуществляться транспозиция.

Если с_а, с_в, с_с – удельные емкости проводов, мкФ/м, то транспозицию фаз А и В надо осуществлять на длине , а фаз В и С на длине

При выравнивании емкостей фаз сети путем переноса конденсаторов высокочастотной связи с одной фазы на другую изменение напряжения несимметрии U_нс определяется как

, где С_к – емкость конденсатора высокочастотной связи, мкФ.

1.8.Перенапряжения в сетях с дгр при отключениях двухфазных кз

Рис.1.10.Схема замещения сети с ДГР при двухфазном коротком замыкании

В нормальном режиме сети ток через реактор имеет небольшую величину и равен току небаланса, вызванным несимметрией ЭДС, неравенством емкостей фаз, а также наличием высших гармоник в фазных токах. При возникновении двухфазного КЗ на землю ток через реактор значительно возрастает, что связано с появлением значительной несимметрией сети. В момент отключения поврежденного участка сети выключателем В2 (рис.1.10) ток через выключатели фаз В и С проходит одновременно через нулевое значение, а ток через реактор I_рблизок к максимуму. Последний мгновенно измениться не может и он должен теперь замыкаться на землю через емкости оставшейся в работе части сети. При этом, так же как и при отключении ненагруженных трансформаторов, могут иметь место значительные перенапряжения, величина которых существенно зависит от значения токаI_рв момент гашения дуги в выключателях фаз В и С.

При отключении поврежденных фаз В и С в момент, когда токи I_B и I_C проходят через нулевое значение, происходит принудительное прекращение максимального тока реактора I_p=U_фm/2L_p. При этом энергия магнитного поля реактора перейдет в электрическую энергию емкости С_п- подстанции и сети, оставшейся подсоединенной к подстанции -, откуда

, где С_п=3С_ф1; С_ф1– емкость одной фазы сети после отключения линии Л2.

Предположим, что перед КЗ реактор был настроен в резонанс с емкостью всей сети, т.е. откуда, тогда

.

Максимальная кратность перенапряжений .

Таким образом, величина перенапряжений зависит от соотношения емкостей С_ф/С_ф1. Наибольшие перенапряжения (К_макс=46) имеют место на тупиковой подстанции, где это отношение велико. На подстанции с несколькими отходящими линиями (даже двумя) перенапряжения отсутствуют.

Следовательно, дугогасящие реакторы не следует устанавливать на тупиковых подстанциях, если же это имеет место, то данного вида перенапряжения могут быть ограничены установкой ОПН или вентильного разрядника рядом с реактором или путем применения шунтирующих сопротивлений в выключателях.