4.7.2. Відключення батарей конденсаторів
Батареї конденсаторів застосовуються в електричних системах для поліпшення коефіцієнта потужності, регулювання напруги й збільшення пропускної здатності далеких ЛЕП.
При відключенні батарей конденсаторів, так само, як і відключенні холостих ліній, ємнісний струм обривається в момент проходження його через нуль при максимумі напруги на конденсаторі. Через півперіода напруга на контактах вимикача досягає 2Uф, що може викликати повторне запалювання дуги у вимикачі й т.д., як і при відключенні холостих ліній. Для обмеження цих напруг тут можуть бути застосовані й застосовуються спеціальні швидкодіючі вимикачі, що не дають повторних запалювань дуги.
4.7.3. Дугогасячі апарати
При замиканні одного з фазних проводів на землю (к. з.) необхідно погасити дугу струму (мал. 4.26).
Одним з найпоширеніших засобів зменшення (компенсації) струму замикання на землю є включення в нейтраль трансформатора регульованого реактора, що називають:
- дугогасячою котушкою;
- котушкою Петерсена (по імені винахідника);
- налаштованою індуктивністю.
|
Рис. 4.26. Схема заміщення мережі з дугогасячою котушкою: Lк – індуктивність дугогасячої котушки; L- індуктивність обмотки трансформатора; С1, С2, С3 – ємність фаз лінії між собою – міжфазна ємність; С11, С22, С33 – ємність фаз щодо землі; I0 – струм короткого замикання; ILк – струм через дугогасячу котушку |
При замиканні проводу на землю на нейтралі з'являється напруга відносно землі рівна фазній напрузі, тому струм, що протікає через котушку, дорівнює
|
|
де
Lк – індуктивність котушки;
ω - кутова частота мережі.
В ідеальному випадку струм у місці замикання проводу на землю дорівнює нулю й дуга гасне. Цього можна досягти, якщо включити в нейтраль джерела (трансформатора) індуктивність такої величини, щоб струм, що протікає через неї, був рівний по величині й зсунутий по фазі на 180° щодо струму в місці замикання на землю. Таке можливо при виконанні рівності
|
|
Звідки
|
|
Це умова ідеального настроювання дугогасчої котушки. звідси можна знайти індуктивність Lк при відомій ємності фази щодо землі С11.
У дійсні (реальних) умовах струм у місці замикання на землю не дорівнює нулю. Його величина обумовлена:
1) ступенем розлаштування котушки Lк;
2) активними втратами в котушці;
3) струмами витоку із проводу на землю;
4) вищими гармоніками в ланцюзі розряду.
Заземлення нейтралі через дугогасячу котушку застосовується при струмах замикання на землю більше 10 А в мережах 35 кВ і більше 30 А в мережах 6 - 10 кВ (всі мережі з ізольованою нейтраллю). При менших струмах дуга замикання на землю звичайно гасне самовільно.
Ступінь розлаштування котушки індуктивності звичайно виражають через відношення струмів. Можливі два випадки
|
|
Якщо відношення більше нуля (I0>ILк), то має місце недокомпенсація. Коли відношення менше (I0<ILк), має місце перекомпенсація. При рівності I0=ILк досягається повна компенсація (ідеальний випадок). Включення дугогасячої котушки в нейтраль трансформатора при несиметричній системі ємностей С11≠С22≠С33 приводить до виникнення напруги на нейтралі трансформатора щодо землі в робочому режимі. Це недолік дугогасячої котушки. Для усунення або зменшення несиметрії ємностей на лінії повинна виконуватися й виконується транспозиція проводів.
Дугогасяча котушка має сталевий сердечник із зазорами щодо індуктивностей обмотки. Змінюючи величину зазору можна встановлювати (регулювати) бажану вольт-амперну характеристику котушки.
Якщо нейтраль силового трансформатора недоступна, то в якості дугогасячого апарата застосовують спеціальний дугогасячий трансформатор. Гасіння дуги трансформатором відбувається так само, як і дугогасячою котушкою. Розходження тільки в конструктивному виконанні, але він може бути включений незалежно від з’єднання обмоток силового трансформатора, оскільки підключається безпосередньо до збірних шин підстанції.
Навчальне видання