energetika_metod_1

где IR – активная составляющая тока ОЗЗ;

IC – емкостной ток замыкания на землю.

На рисунке 31 приведена схема включения ДГР вне зависимости от его конструктивного исполнения.

Рисунок 30. К возникновению резонансных перенапряжений в компенсационной сети: а – схема замещения; б – зависимость потенциала нейтрали от

степени расстройки:

UC – напряжение сети;

UN – напряжение на реакторе; G – проводимость сети;

RP – активное сопротивление реактора.

При наличии емкостной асимметрии и резонансной настройке V=0 напряжение смещения будет определяться только напряжением несимметрии и коэффициентом успокоения d. Коэффициент успокоения в сети для воздушных сетей с нормальным состоянием изоляции d=2 - 3 %, при загрязнении изоляции коэффициент успокоения может вырасти до 10 %. Для кабельных сетей d=2 - 4 %, однако, при наличии в сети кабелей с состарившейся изоляцией d может достичь 10 %. На рисунке 30 приведена схема замещения сети при ОЗЗ и уровень возможных резонансных перенапряжений.

Резонансные перенапряжения тем больше, чем выше степень асимметрии и меньше коэффициент успокоения. В целях ограничения резонансных перенапряжений напряжение несимметрии не должно превышать 0,75 % , тогда потенциал нейтрали UH≤0,15UCP.

Обрыв фазы (без падения провода на землю) заметно увеличивает асимметрию сети, создавая тем самым предпосылку для резонансных перенапряжений. Вместе с тем, если до обрыва сеть работала с резонансной настройкой, то обрыв фазы, снижая суммарную емкость сети, тем самым выводит сеть из резонансного режима. Поэтому опасен и недопустим режим недокомпенсации,

52

так как в этом случае обрыв фазы может привести к резонансной настройке и возникновению опасных перенапряжений на изоляции. При выполнении условий перекомпенсации соответствуют требованиям ПТЭ потенциал нейтрали не превышает 0,7 UФ.

В реальной сети при применении ДГР со ступенчатым регулированием настройка ДГР в резонансе мало вероятна и может произойти только при обрыве провода, в сети с ДГР плунжерного типа, из-за наличия зоны нечувствительности, настройка ДГР так же должна производиться с небольшой перекомпенсацией.

На рисунке 31 дана типовая схема подключения ДГР.

Рисунок 31. Схема включения дугогасящей катушки:

1 – заземляющий трансформатор; 2 – выключатель; 3 – сигнальная обмотка напряжения с вольтметром; 4 – дугогасящий реактор; 5 – трансформатор тока; 6 – звуковая и световая сигнализация; А – амперметр; V – вольтметр; Т – токовое реле.

Для снижения перенапряжений в сети с малыми токами ОЗЗ, БЭРНом предложена система ОМЗАЛ, которая является модернизированной системой автоматического шунтирования фазы (АШФ). На рисунке 32 приведена принципиальная схема системы ОМЗАЛ. Данная система обладает следующими недостатками:

- для ее подключения необходимо иметь на питающей подстанции кабельные выхода фидеров 10 кВ с установленными на них трансформаторами

53

нулевой последовательности, что практически отсутствует на подстанциях с малыми токами ОЗЗ;

-при производстве шунтирования «земли» включением заземляющего ножа на питающей подстанции, по поврежденной фазе не протекает ток 11 гармоники, на которую настроены все приборы поиска «земли». Это исключает возможность нахождения железобетонной опоры с «землей». Для поиска «земли» все равно необходимо разземлять поврежденную фазу.

Система ОМЗАЛ позволяет решить следующие вопросы:

-функции контроля:

-уровня напряжения нулевой последовательности;

-уровня фазных напряжений секции шин;

-величины тока нулевой последовательности на всех воздушных линиях, питающихся от данной секции шин;

-величины токов искусственного двойного замыкания на землю;

-функцию определения поврежденной фазы;

-функцию автоматического шунтирования фазы, на которой произошло однофазное замыкание на землю.

Однако, вышеперечисленные недостатки резко ограничивают область применения системы ОМЗАЛ. Кроме того, в технологических функциях предусмотрен оперативный запуск алгоритма измерения номинального тока замыкания на землю в нормальном режиме работы сети. При этом производится кратковременное включение выключателя фазы ОМЗАЛ на землю. Такая технологическая функция резко снижает надежность работы сети. Это подтверждается практикой применения устройств АШФ (почти все смонтированные устройства АШФ вышли из строя с повреждением ячеек КРУН).

Рисунок 32. Принципиальная схема устройства ОМЗАЛ

54

Срабатывание устройства происходит при замыкании одной фазы сети на землю. После замыкания на землю в обмотках трансформатора напряжения нулевой последовательности (ТННП), соединенных в разомкнутый треугольник, появляется напряжение 3U0, в результате запускается блок управления К. Блок управления обеспечивает срабатывание выключателя поврежденной фазы и ее заземление. При этом остаточные заряды стекают на «землю», в результате ограничиваются дуговые перенапряжения и ток по поврежденной линии увеличивается лишь до определенного значения, достаточного для срабатывания регистрирующего органа РО, чем достигается повышение селективности.

10 Наладка дугогасящих реакторов

Выяснение необходимости установки ДГР на подстанции необходимо начинать с определения тока ОЗЗ по формулам 24, 25 (см. стр. 45). Увеличение емкостного тока сети за счет емкости оборудования подстанций можно ориентировочно оцениваться для воздушных и кабельных сетей 6-10 кВ – на 10 %, для воздушных сетей 35 кВ – на 12 %. Для кабельных сетей 35 кВ увеличение емкостного тока за счет оборудования подстанций учитывать не следует.

Рисунок 33. Схема измерения емкостного тока методом искусственного замыкания на землю:

Q – выключатель ДГР; QЗ – выключатель, включающий заземление; ТА2 – трансформатор тока, специально установленный; L – ДГР; ТАК - трансформатор тока ДГР; TV1 - трансформатор напряжения; SA – коммутатор тока; РА, PW, PV – амперметр, ваттметр и вольтметр соответственно;

SV – коммутатор напряжения нулевой последовательности.

55

Более безопасным является метод измерения токов ОЗЗ с помощью дополнительной емкости. Схема измерения с помощью дополнительной емкости приведена на рисунке 34. Один вывод дополнительной емкости присоединяется к контуру заземления подстанции, другой с помощью изолирующей штанги подсоединяется к фазам сети поочередно. Предварительно необходимо убедиться в отсутствии «земли» в сети.

Рисунок 34. Измерение тока ОЗЗ методом подсоединения дополнительной емкости:

1 – дополнительная емкость; 2 – высоковольтный провод типа ПВЛ-1; 3- изолирующая штанга; 4 – разрядная штанга.

Производится измерение фазных и линейных напряжений во вторичных цепях трансформатора напряжения секции.

Величина емкостного тока определяется по формуле:

где U/C и UЛ - напряжение в вольтах, непосредственно измеренное во вторичных цепях трансформатора напряжения;

U/C – фазное напряжение на фазе, к которой подключен конденсатор; UЛ – линейное напряжение;

С – емкость подключенного конденсатора в фарадах; К – коэффициент трансформации трансформатора напряжения.

При наличии фазной емкостной несимметрии точность измерения этим способом уменьшается. Применимость этого метода измерения тока ОЗЗ: сети с токами ОЗЗ до 30-35 А.

Измерение напряжения несимметрии и смещения нейтрали должны быть приведены для всех основных режимах работы сети и при всех настройках ДГР со ступенчатым регулированием. По значению вектора напряжения несиммет-

57

рии и положению его относительно векторов линейных напряжений определяет необходимость и способ выравнивания емкостей фаз.

Измерения производятся по схеме рисунка 35 с использованием трансформатора напряжения, рассчитанного на напряжение сети, вольтметра и фазометра.

Рисунок 35. Схема измерений напряжений несимметрии и смещения нейтрали сети

Измерения производятся при кратковременном подключении трансформатора напряжения изолирующей штангой к нулевому выводу трансформатора, предназначенного для подключения ДГР.

Измерения напряжения смещения нейтрали должны начинаться при наибольшем токе ДГР. Если сеть имеет значительную несимметрию емкостей фаз относительно земли, то при настройке, близкой к резонансной, напряжение смещения нейтрали может достигнуть значений, соизмеримых с фазным напряжением, а через реактор пойдет ток, отключение которого разъединителем будет недопустимо, появится так называемая «ложная земля». Предельно допустимые смещения нейтрали и наибольшие токи, отключение которых допускается разъединителями, приведены в таблице 9.

Допустимые токи ОЗЗ, отключаемые разъединителем

Таблица 9

При возникновении такого режима перед отключением разъединителя необходимо уменьшить напряжение смещения нейтрали путем изменения емкостного

58

тока (например подключить или отключить одну из линий, объединить секции).

Определение величины емкостного тока при измерении напряжения смещения при фазных настройках ДГР со ступенчатым регулированием можно произвести по формуле:

где I1К, I2K – значение установленных токов компенсации при двух положениях переключателя ДГР, А;

U01,U02 – напряжение смещения, возникшее при токах I01 и I02, В.

При установленном плунжерном ДГР ток ОЗЗ можно определить по формуле:

где Iр изм – ток реактора при наибольшем напряжении смещения. Напряжение несимметрии в воздушных сетях 35 кВ может достичь не-

скольких киловольт. Поэтому в сети 35 кВ часто возникает необходимость в транспонировании линий электропередачи, при этом необходимо стремиться выровнять емкости фаз не только всей сети, но и отдельных ее частей.

Для определения длины линий, подлежащих перефазировке и определение напряжения несимметрии необходимо:

-измерить напряжение несимметрии по схеме рисунка 35;

-для определения направления вектора несимметрии необходимо измерить напряжение несимметрии при подключении конденсатора к фазам А, В, С;

-произвести следующие геометрические построения. Все построения производятся в масштабе, и они приведены на рисунке 36.

Из произвольно выбранного геометрического центра 0 треугольника линейных напряжений проводятся три окружности радиусами, равными измерен-

ным напряжениям несимметрии UНЕС/ 2 , UНЕС/ 3 , UНЕС/ 1 . На внутренней окружности из произвольной точки В/ отложена хорда В/m, равная радиусу этой окружности. Затем из точки m радиусом средней окружности UНЕС/ 3 проведена дуга

до пересечения с большей окружностью UНЕС/ 1 в точке А/1, которая будет вто-

рой вершиной равностороннего треугольника. Третья вершина определяется засечками А/ В/ на средней окружности.

59

Начало вектора естественной несимметрии UНС определяется пересечением высот треугольника А/ В/ С/, параллельно которым из точки 0 проводятся направления фазных напряжений.

Рисунок 36. Определение направления вектора напряжения несимметрии до выравнивания емкостей фаз

Для выбора способа выравнивания фазных емкостей необходимо найти превышение емкостей фаз С1 и С3 над наименьшей емкостью С2.

Вектор напряжения естественной несимметрии определяется по формуле:

Определив графически по рисунку 36 составляющие фазной несимметрии по формулам 43 и 44 находим превышение емкостей фаз А и С над наименьшей емкостью.

60