Дугогасильны реактори (стр. 2 из 6)

Для кабельних мереж

. Однак, при наявності в мережі кабелів з постарілою ізоляцією величина може досягати 6%.

У мережі через місце ушкодження протікає струм замикання на землю

,

де

- додатковий коефіцієнт заспокоєння;

- сумарний опір розтікання зворотних струмів замикання на землю, що складається з опору заземлюючої дуги й опору розтікання струму в землі або в оболонках кабелів.

Опір заземлюючої дуги залежить від величини струму замикання на землю й характеру ушкодження ізоляції.

При горінні заземлюючої дуги відбуваються різкі зміни реактивного навантаження на генераторах. У мережах з більшими ємнісними струмами замикання на землю - це приводить до коливань напруги. Незважаючи на наявність автоматичного регулювання напруги.

При резонансному настроюванні (

) реактивна потужність залишається такою ж, як і до замикання на землю, тобто замикання на землю не відбиваються ні на споживачах, ні на джерелах живлення.

1.2. Компенсація ємнісного струму замикання на землю

Компенсація ємнісного струму замикання на землю є безконтактним засобом дугогасіння. У порівнянні з мережами, що працюють із ізольованою нейтралью, правильно використана компенсація ємнісних струмів у мережах має наступні переваги:

1. Зменшує струм через місце ушкодження до мінімальних значень, забезпечує надійне дугогасіння й безпека при стіканні струмів у землі;

2. Полегшує вимоги до заземлюючих пристроїв;

3. Обмежує перенапруги, що виникають при дугових замиканнях на землю, до значень 2,5 - 2,6 U_ф (при ступені розстройки компенсації 0 - 5 %), безпечних для ізоляції експлуатованого встаткування й ліній;

4. Значно знижує швидкості перенапруг, що відновлюються, на ушкодженій фазі, сприяє відновленню діелектричних властивостей місця ушкодження в мережі після кожного загасання заземлюючої дуги;

5. Запобігає набросам реактивної потужності на джерела живлення при дугових замиканнях на землю, чим зберігається якість електроенергії в споживачів;

6. Запобігає розвитку в мережах ферорезонансних процесів;

7. Забезпечує високу надійність роботи високовольтних ліній без грозозахисного троса;

8. Виключає обмеження по статичній стійкості при передачі потужності по лініях електропередачі.

При компенсації ємнісних струмів повітряні й кабельні мережі можуть довгостроково працювати з фазою, що замкнула на землю.

Принцип компенсації ємнісних струмів замикання на землю показаний на схемі мал.1 (у дійсній мережі до місця замикання на землю струми підтікають по всіх фазах ліній через обмотки навантажених живильних трансформаторів, що живлять, утворюючи крапки токорозділів у мережі й землі).

Розподілені ємнісні й активні провідності мережі рівні відповідно

і

Струм ДГР (мал. 1,б) виникає в результаті впливу на нього напруги зсуву нейтралі

. Він дорівнює

,

де

- індуктивність ДГР;

- опір, еквівалентний активним втратам ДГР.

При доцільно використовуваній компенсації не менш 85% замикань на землю ліквідується в мережі без шкоди для енергопостачання споживачів.

Автоматичне повторне включення в мережах з компенсацією використається лише при виникненні двох - або трифазних коротких замикань, які в цих мережах порівняно рідкі.

2. ДУГОГАСильні РЕАКТОРИ І ЇХНЄ ПРИЗНАЧЕННЯ

2.1. Типи дугогасильних реакторів

Дугогасильний реактор являє собою індуктивність, призначену для гасіння дуги ємнісного струму замикання на землю й обмеження перенапруг при повторних запалюваннях заземлюючої дуги.

По способах регулювання струму компенсації сучасні дугогасильні реактори розділяються на три основних види:

1. З перемиканням відгалужень обмотки;

2. Зі зміною зазорів у магнітній системі;

3. Зі зміною індуктивності підмагнічуванням постійним струмом.

Основні характеристики зазначених дугогасильних реакторів наведені в таблиці 1

2.2. Характеристика типів дугогасильних реакторів

Східчасте регулювання струмів звичайних дугогасильних реакторів здійснюється зміною відгалужень їхніх обмоток. Фірми BBC, AEC виготовляють дугогасильні реактори плунжерного типу, у яких плавна зміна струму здійснюється зміною зазору між сердечниками магнітопроводу. Вони застосовуються в основному для підстроювання компенсації до резонансу. Вартість цих реакторів набагато вище вартості реакторів з перемикачами.

Дугогасильні реактори плунжерного типу мають меншу надійність, чим реактори з перемикачами, тому що сердечники, що переміщаються, утворюючі зазори в магнітопроводі, і пов'язані з ними конструктивні елементи піддаються вібраційним навантаженням при тривалих і багаторазових протіканнях струмів. Тому технічний нагляд за цими дугогасильними реакторами повинен проводиться більш ретельно, ніж за реакторами із зазорами, що не змінюються.

Дугогасильні реактори типу ЗРОМ, виготовлені з розрахунку магнітної індукції 14000 гс, мають прямо пропорційну залежність струму від напруги. Насичення сталі, практично не проявляється при напрузі

, коли перемикач установлений на відгалуження найбільшого струму.

Дугогасильні реактори заводу TRO (типу GEUF), що виготовляють при магнітних індукціях 16500 гс, мають трохи гірші характеристики. Внаслідок насичення магнітопроводу в струмі котушки втримуються вищі гармонійні складові (1-1,5%), коли перемикач відгалужень обмотки встановлений на найбільший струм.

Межі регулювання струмів плунжерних дугогасильних реакторів 1:10.

Дугогасильні апарати з автоматичним настроюванням повинні мати межі регулювання струму

30%.

Приводи перемикачів відгалужень дугогасильних реакторів ЗРОМ й BHS перебувають на кришці бака, що є недоліком.

Дугогасильні реактори GEUF й інших іноземних фірм мають штурвальні приводи з фіксаторами положення. Це полегшує процес їхньої перебудови. Іноземні фірми виготовляють також реактори, перемикачі яких мають моторні приводи для дистанційного керування.

Для живлення ланцюгів контролю й сигналізації дугогасильні реактори, як правило, мають сигнальні обмотки. Деякі типи реакторів (наприклад, GEUF) мають убудовані трансформатори струму.

Тривала робота мереж 3-60 кВ із ізольованої нейтралью допускається при ємнісних струмах замикання на землю, не перевищуючі наступні значення:

Таблиця 2

Напруга мережі, кВ	6	10	15-20	35 і вище
Ємнісний струм замикання на землю, А	30	20	15	10

Зазначені значення струмів відповідають вимогам Правил технічної експлуатації. Однак дослідження небезпеки впливу заземлюючих дуг і перенапруг, а також досвід експлуатації показали, що в мережах 6 й 10 кВ доцільно застосовувати дугогасильні реактори тоді, коли ємнісні струми замикання на землю досягли відповідно 20 й 15 А.

У блокових схемах генератор - трансформатор (на генераторній напрузі), а також у мережах 3-35 кВ із підвищеними вимогами до безпеки обслуговування встаткування дугогасильні реактори застосовуються, якщо ємнісні струми замикання на землю досягнуть 5А.

У мережах 110 й 150 кВ, а також на окремих, не захищених тросом лініях цих напруг допускається застосування компенсації ємнісних струмів замикання на землю, якщо ефективне заземлення нейтрали економічно й технічно недоцільно.

Компенсація ємнісного струму замикання на землю особливо ефективна на територіях з погано провідними ґрунтами, де практично неможливо й економічно недоцільне виконання заземлюючих пристроїв, що забезпечують безпеку, селективність дії релейного захисту і грозозахист, а також тоді, коли система з ефективно заземленою нейтралью незастосовна за умовами електромагнітних впливів ліній високої напруги на відповідальні лінії зв'язку й автоблоковані ланцюги залізниць.

Межа ефективності компенсації ємнісного струму визначається по гранично припустимій активній складовій, що прийнята рівної 20А, однакової для всіх мереж, оскільки градієнти найбільшої робочої фазної напруги, градієнти гасіння й запалювання заземлюючої дуги для ізоляційних відстаней мереж 3-150 кВ практично однакові.

Гранично припустимі ємнісні струми замикання на землю, при яких компенсація ще є ефективним засобом, що забезпечує надійне гасіння заземлюючої дуги, визначаються по формулі

Величини цих струмів наведені в таблиці 3.

Таблиця 3

Гранично припустимі ємнісні струми замикання на землю в мережах з компенсацією.

Номінальна напруга мережі, кВ	Коефіцієнт заспокоєння, %	Граничний ємнісної струм, А
3-6	5	400
10-20	4	500
35	3	700
110	2	1100
150	1,5	1300

Поділ мереж на частини з метою зменшення активної складової струму замикання на землю не змінює якостей компенсації ємнісних струмів.