Техника высоких напряжений (стр. 4 из 6)
Решение.
В начале обмотки (х = 0) напряжение равно приложенному (u = U0). В конце обмотки (х = l) при заземлённой нейтрали напряжение равно нулю (u = 0), а при изолированной нейтрали нулю равен ток.
Закон начального распределения напряжения вдоль обмотки:
для заземлённой нейтрали
для изолированной нейтрали
Для разрядника РВС–220 максимальное значение остающегося напряжения при импульсном токе с длительностью фронта 10 мкс, при максимальном значении тока импульса 3 кА составляет не более 630 кВ.
При больших значениях аргумента гиперболические синус и косинус приблизительно равны друг другу. Таким образом, для значительной обмотки
( x/l < 0,8) начальные распределения при изолированной и заземлённой нейтралях практически совпадают и могут быть выражены общей приближённой формулой:
,где
.Максимальный продольный градиент напряжения равен:
.
Определив
по катушкам обмотки, составим следующую таблицу: 
,
где
.Таблица4.1.
| № катушки |  |  |
| 0 | 630 | 1 |
| 1 | 560,438 | 0,889 |
| 2 | 498,557 | 0,791 |
| 4 | 394,539 | 0,626 |
| 6 | 312,223 | 0,495 |
| 8 | 247,081 | 0,392 |
| 10 | 195,53 | 0,310 |
| 15 | 108,931 | 0,172 |
| 20 | 60,686 | 0,096 |
| 30 | 18,835 | 0,0298 |
| 40 | 5,845 | 0,0092 |
| 50 | 1,814 | 0,0028 |
| 60 | 0,563 | 0,00089 |
| 70 | 0,174 | 0,000276 |
Распределение напряжения в установившемся режиме зависит от способа заземления нейтрали. При заземлённой нейтрали в силу однородности обмотки установившееся распределение напряжения определяется наклонной прямой. При изолированной нейтрали в установившемся режиме вся обмотка принимает одинаковый потенциал относительно земли и uуст(х) представляет собой горизонтальную прямую линию.
Таким образом, в обоих случаях нетрудно определить сумму амплитуд отдельных гармоник в любой точке обмотки. В процессе развития собственных колебаний напряжение будет превосходить установившееся, стремясь к нему по мере затухания этих колебаний. Максимальное значение напряжения в каждой точке обмотки приближённо равно:
.При изолированной нейтрали наибольшее напряжение наблюдается на конце обмотки и может в 1,5 ÷ 1,8 раза превышать напряжение в начале (при бесконечно длинном импульсе с вертикальным фронтом). При заземлённой нейтрали наибольшее напряжение возникает в конце первой трети обмотки и составляет (1.2 ÷ 1.3) U0. Следовательно, в обоих случаях на главную изоляцию может воздействовать напряжение, существенно превышающее напряжение источника.
Начальное распределение напряжения по обмотке
Задача 5
Условие
Рассчитать ток однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью и выполненной из участков воздушной и кабельной линий. Обосновать необходимость подключения дугогасящего реактора. Определить, следует ли подключать дугогасящий реактор, и если это необходимо выполнить, то определить мощность и тип реактора. Линии характеризуются номинальным напряжением
, суммарной длиной воздушных и кабельных линий 
и 
соответственно, удельным током замыкания на землю 
и 
.Дано:
, 
, 
, 
, 
Теория:
Компенсация тока замыкания на землю.
Одним из наиболее распространённых средств уменьшения (компенсации) тока замыкания на землю является включение в нейтраль регулируемого реактора (рис.5.1.), который называют так же дугогасящей катушкой, катушкой Петерсена, настроенной индуктивностью.
При равенстве частичных ёмкостей относительно земли для всех фаз потенциал нейтрали в нормальном режиме равен нулю и ток фаз в катушке отсутствует. При однофазном замыкании на землю на нейтрали появляется напряжение нулевой последовательности, равное
, и в катушке возникает ток. 
- суммарная индуктивность; 
- активное сопротивление 
, 
, причём 
. Через место замыкания на землю проходят ток катушки и ток замыкания на землю, который складывается из ёмкостного тока линий и активной составляющей 
, обусловленной утечками по изоляторам и потерям на корону в воздушных линиях, диэлектрическими потерями в кабельных линиях.Общий ток через место замыкания (остаточный ток
) равен: 
