Техника высоких напряжений (стр. 5 из 6)
На рис. 5.2. приведены зависимость остаточного тока от индуктивного тока катушки и векторные диаграммы для типичных случаев. Область слева от точки минимума, где
- точкой компенсации, или идеальной настройкой, точка 
- точкой компенсации или идеальной настройки, а область 
- область перекомпенсации. Минимальное значение тока при идеальной настройке определяется его активной составляющей, а так же высшими гармоническими, которые могут появится, благодаря небольшому отклонению характеристики катушки от линейной и наличию высших гармоник в кривой ЭДС источника.В условиях эксплуатации не всегда можно добиться точной настройки, но при небольших отклонениях абсолютная величина некомпенсированного тока мало отличается от активной составляющей, поскольку активная и реактивная составляющая складываются в квадратуре.
Ограничение тока через дуговой промежуток облегчает условия деионизации дуги и повышает вероятность её быстрого гашения.
Ограничения скорости восстановления напряжения на дуговом промежутке. Первое зажигание дуги в сети с катушкой происходит так же, как и в сети с изолированной нейтралью, т.е. сопровождается колебательным процессом, частота и амплитуда которого мало зависят от наличия катушки вследствие её большого индуктивного сопротивления для токов высокой частоты. По этой же причине катушка не влияет на высокочастотную составляющую переходного процесса, который возникает после попытки гашения дуги при переходе через нуль тока высокочастотных колебаний.
В сети с изолированной нейтралью напряжение смещения нейтрали остаётся постоянным, а напряжение на повреждённой фазе возрастает, изменясь с частотой сети, что может привести к повторному зажиганию дуги. В сети с дугогасящей катушкой в нейтрали напряжение с частотой источника восстанавливается медленно, поскольку фазное напряжение источника восстанавливается медленно, поскольку фазное напряжение источника и состовляющая свободных колебаний противоположны по фазе. Если дуга не зажигается под влиянием пика гашения непосредственно после обрыва тока высокочастотных колебаний, то вероятность её последующего зажигания при воздействии восстанавливающегося напряжения промышленной частоты уменьшается.
При заземлении нейтрали через дугогасящую катушку возможны повышения напряжения не только при замыкании на землю, но и при нормальном режиме, если сеть обладает хотя бы небольшой несимметрией . Напряжение на изолированной нейтрали равно:
- проводимости фаз относительно земли.В нормальномрежиме возможно незначительное смещение нейтрали, так как при любом встречающимся на практике расположении проводов воздушных линий их ёмкости относительно земли неодинаковы. В частности, при горизонтальном расположении проводов ёмкость средней фазы
приблизительно на 10% ниже, чем ёмкости крайних фаз.При идеальной настройке смещение нейтрали достигает наибольшего значения
. Например, при 
и 
смещение нейтрали при точной настройке достигает 
. Одновременно искажается и векторная диаграмма напряжений относительно земли; на одной фазе напряжение падает до 
, а на других фазах поднимается почти до повышения напряжения не представляют опасности для изоляции, однако они не допустимы из-за увеличения потерь на корону, влияние на линии слабого тока. Отклонение от условий настройки в пределах 0,1 уменьшает смещение нейтрали до , но это недостаточно. Поэтому в сети с дугогасящей катушкой в нейтрали необходимо особенно тщательно выполнять транспозицию.Решение.
Ток замыкания на землю определяется из соотношения
,где
– удельный ток замыкания на землю в воздушной линии, А/км; 
– длина воздушной линии, км. 
– удельный ток замыкания на землю кабельной линии, А/км; 
– длина кабельной линии, км.Линии 6 кВ выполнены с изолированной нейтралью. В незаземлённых сетях ток однофазного замыкания на землю относительно мал. Однако при продолжительном протекании этого тока в месте замыкания выделяется значительная энергия, увеличивающая повреждение, что может привести к переходу замыкания на землю в междуфазное КЗ. Поэтому на основании многолетнего опыта эксплуатации незаземлённых сетей установлены допустимые (критические) значения токов замыкания на землю, при которых ещё возможно сохранение в работе повреждённого участка сети в течение нескольких часов, необходимых для отыскания и отключения места повреждения без нарушения электроснабжения.
Так как полученное значение тока превышает допустимый ток замыкания на землю 30 А в сетях 6 кВ [2, стр. 460], в нейтраль трансформатора системы необходимо включить дугогасящий реактор.
Выбор дугогасящего реактора выполняется в следующем порядке:
1) определяют максимальный ёмкостной ток замыкания на землю IC, который равен
,где
– ёмкостной ток; 
– ток ёмкостной асимметрии; 
– активный ток.Ток ёмкостной асимметрии составляет не более 2% ёмкостного тока, соответствующего максимальному потенциалу нейтрали UN = Uф, а активный ток не превышает 6% указанного значения ёмкостного тока. Поэтому можно принять
.определяют суммарную мощность реакторов из условия полной компенсации ёмкостного тока замыкания на землю (резонансная настройка)
кВА;
2) определяют число реакторов. Если ёмкостной ток превышает 50 А, то исходя из соображений гибкости и надёжности компенсации рекомендуется применять не менее двух реакторов;
3) выбирают место включения реакторов. Реакторы рекомендуется устанавливать на узловых подстанциях сети. В этом случае вероятность сохранения в работе реактора при аварийных отключениях в сети максимальна.
4) выбирают трансформаторы для подключения реакторов. Для подключения дугогасящих реакторов на подстанциях применяют нейтрали трансформаторов СН или нейтрали трансформаторов, предназначенных для этой цели.
Выбираем реактор; типа РЗДСОМ – 380/10. Пределы регулирования у выбранных реакторов 25 – 50 А.
Задача 6
Условие:
Рассчитать годовое число грозовых отключений воздушной линии электропередачи, проходящей по территории Молдовы.
Линия характеризуется номинальным напряжением
, типом, высотой 
и сопротивлением заземления 
опор, защитным углом 
, числом тросов 
.Дано:
, тип опоры – металлические, 
, 
, 
, 
.Теория:
Грозовые отключения воздушных линий с тросами могут происходить по следующим причинам:
1. Удар молнии в трос в середине пролёта и перекрытие воздушного промежутка трос-провод;
2. Прорыв молнии через тросовую защиту, т.е. поражение провода;
3. Удар молнии в опору и обратное перекрытие изоляции с опоры на провод.
Решение.
Для оценки грозоупорности воздушных линий электропередачи различного номинального напряжения и технического исполнения введено понятие удельного числа отключений линии длиной 100 км за 100 грозовых часов в году.
· Удельное число отключений линий с тросами вычисляется по формуле
,