59. Методика расчета емкостного тока замыкания фазы на землю и методы его компенсации.

Расчет емкостного тока замыкания фазы на землю. При замыкании фазы на землю, называемом простым замыканием, ток определяется только ёмкостным сопротивлением сети. Ёмкостные сопротивления элементов сети значительно превышают их индуктивные и активные сопротивления, это позволяет при определении тока пренебречь последними. Рассмотрим простейшую трёхфазную сеть, в которой произошло простое замыкание фазы А.

Токи в фазах В и С определяются следующим образом:

Модули токов с учётом допущений

вычисляются как Ток в земле определяется геометрической суммой токов:В практических расчётах возможна грубая оценка величины тока замыкания на землю по формулегде ср.номU – средненоминальное фазное напряжение ступени; N – коэффициент; l – суммарная длина воздушных или кабельных линий, электрически связанных с точкой замыкания на землю, км. Такая оценка означает, что величина тока замыкания не зависит от его места и определяется суммарной длиной линий сети.

Компенсация ёмкостного тока замыкания фазы на землю.

В сетях 3–20 кВ и небольшой протяжённости ВЛ и КЛ ток замыкания фазы на землю составляет несколько ампер. Дуга в этом случае оказывается неустойчивой и самостоятельно гаснет. Следовательно, такие сети могут нормально работать в режиме простого замыкания. Увеличение напряжения и протяжённости сети приводит к росту тока замыкания на землю - дуга при таких токах может гореть долго, она часто переходит на соседние фазы, превращая однофазное замыкание в двух- или трёхфазное. Быстрая ликвидация дуги достигается за счёт компенсации тока замыкания на землю путём заземления нейтрали через дугогасящий аппарат

Сеть состоит из трансформатора и линии, подключённых к шинами неизменного напряжения. Симметричные составляющие в месте замыкания на землю определяются в предположении, что суммарное ёмкостное сопротивление схемы нулевой последовательности значительно превосходит её сопротивление прямой и обратной последовательностей, что позволяет принять .

59.1.В комплексную схему (б) символически введены индуктивные сопротивления линии и тр-ра всех последовательностей, хотя они принимаются равными нулю. Для ограничения тока простого замыкания на землю необходимо нейтраль трансформатора заземлить через индуктивность, величина которой выбирается так, чтобы в схеме нулевой последовательности возник резонанс токов. При этом , что приводит к полному исчезновению тока замыкания на землю. Пренебрегая индуктивными сопротивлениями трансформатора и линии, находим, что резонанс наступает при. Дугогасящие реакторы имеют ступенчатое регулирование индуктивности. С их помощью ток однофазного замыкания снижается в десятки раз, что вполне достаточно для погасания дуги в месте замыкания.

В нормальном режиме работы сети всегда имеется небольшое смещение нейтрали, т.е. потенциал нейтрали всегда отличен от нуля. Это происходит из-за несимметрии фаз линий электропередачи, исключить которую в распределительных сетях не удаётся. Но при включении дугогасящего реактора в нейтраль её потенциал может существенно увеличиться.

По ПУЭ степень несимметрии ёмкостей по фазам относительно земли не должна превышать 0,75%. Небольшая расстройка резонансного контура, не приводящая к ухудшению условий гашения дуги, особенно эффективна в сетях, не имеющих транспозиции. ПУЭ не ограничивают длительность работы сети с замыканием фазы на землю.