ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

ТЕМА 5. Особливі режими вузла навантажень під час комутації батарей конденсаторів поперечної компенсації

5.1Перехідні процеси під час увімкнення окремої батареї конденсаторів

5.1.1БК виконано за схемою "зірки" із уземленою нейтраллю в мережі з

глухим уземленням нейтралі

Схема сполучення батареї конденсаторів (надалі – БК) із уземленою нейтраллю в мережі з глухим уземленням нейтралі зображена на рис. 5.1.

Така схема є характерною для мережі 380/220 В. У даному випадку за умови

Рис. 5.1 Схема сполучення БК із уземленою нейтраллю в мережі з глухим уземленням нейтралі

симетричності цю трифазну схему можна розкласти на три однакові незалежні однофазні контури. Аналіз перехідного процесу можна провадити за заступною схемою для однієї фази (рис.5.2).

Рис. 5.2 Однофазна заступна схема вмикання БК із уземленою нейтраллю в мережі з глухим уземленням нейтралі

102

ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

У цій схемі: LМЕР – еквівалентна індуктивність мережі; СМЕР – еквівалентна ємність мережі; Сбк – ємність фази БК; E – еквівалентна ЕРС мережі, яка дорівнює фазній напрузі на шинах, куди вмикається БК, до моменту увімкнення. Внаслідок незначного впливу на перехідний процес ємність мережі СМЕР можна не враховувати (Cмер<<Cбк). Для аналізу перехідного процесу в даному випадку зручно використати операторний метод.

Увімкнення відбувається в момент пробиття повітряного проміжку між контактами вимикача, що зближуються. Пробиття настає, як правило, під час близького до максимуму значення напруги Еm .

Струм увімкнення в операторній формі:

Як правило, індуктивний опір мереж є набагато меншим, ніж ємнісний опір батарей конденсаторів поперечної компенсації реактивної потужності:

ωLMEP<<XКБ. Внаслідок цього власна частота коливань коливального контуру,

103

ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

утвореного мережею та БК є набагато більшою, ніж частота вимушувальної ЕРС.

Тому для звичайного співвідношення параметрів мережі та БК можна вважати, що

Помноживши та поділивши вираз (5.7) на СБК та, врахувавши, що власна частота коливань коливального контуру, утвореного мережею та БК ω0 =1 LMEPCБК , отримуємо остаточно:

де: IБКном – номінальний струм БК; QБКном – номінальна потужність БК; SКЗ – потужність трифазного КЗ на шинах, на які увімкнена БК.

5.1.2 БК виконано за схемою "зірки" з ізольованою нейтраллю

Схема сполучення батареї конденсаторів з ізольованою нейтраллю зображена на рис. 5.3.

У цьому випадку електромагнітні процеси відбуваються дещо інакше. Як тільки під час увімкнення БК відбувся пробій одного з полюсів вимикача, починає заряджатись відповідна ємність між БК та землею. Внаслідок ізольованості нейтралі БК ця ємність дуже мала, тому виникає кидок струму, який має короткочасний характер.

104

ОПТИМАЛЬНІ РЕЖИМИ ВУЗЛІВ НАВАНТАЖЕННЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАЛЬНИХ СИСТЕМ

Рис. 5.3 Схема сполучення БК з ізольованою нейтраллю

Після пробиття другого полюса відбувається перезаряджання цієї ємності на землю та заряджання послідовно сполучених ємностей двох фаз БК через індуктивності трансформатора та мережі. Саме цей коливальний контур, утворений послідовно сполученими ємностями двох фаз БК й індуктивностями трансформатора та мережі, визначає струм увімкнення.

Схема сполучення батареї конденсаторів "трикутником" зображена на рис. 5.4.

105