Kako izračunati vrijednost kapacitivnih struja. Kompenzacija za kapacitivne struje zemljospoja

Objašnjenje.

Kompenzacija kapacitivnih struja zemljospoji u mrežama 6-35 kV.

Uvod. Najčešći tip oštećenja (do 95%) u mrežama od 6, 10, 35 kV su jednofazni zemljospoji (SFG), praćeni protokom kapacitivne struje kroz kvar i prenaponom visokog višestrukosti na elementima mreže ( motori, transformatori) u obliku visoke frekvencije proces tranzicije. Takvi uticaji na mrežu dovode, u najboljem slučaju, do okidanja uzemljenja. Pronalaženje oštećene veze izgleda kao radno intenzivan i dugotrajan organizacijski zadatak - sekvencijalno isključenje priključaka se dugo odgađa i popraćeno je nizom operativnih prekidača za rezervisanje potrošača. I, u pravilu, većina kvarova faza-faza počinje s OZZ-om. Razvoj jednofazni kvarovi do zemlje je praćeno zagrijavanjem tačke kvara, disipacijom velika količina energije na mjestu OZZ-a i završava se isključenjem potrošača od strane zaštite MTZ-a prilikom prelaska OZZ-a na kratki spoj. Situacija se može promijeniti korištenjem rezonantnog uzemljenja nule.

Struje kvara. U slučaju kvara kratkog spoja, teče na tlo kroz mjesto oštećenja. kapacitivna struja, zbog prisustva električni kapacitet između faza mreže i zemlje. Kapacitet je koncentrisan uglavnom u kablovskim vodovima, čija dužina određuje ukupnu kapacitivnu struju OZZ-a (otprilike 1 km kabla na 1 A kapacitivne struje).

Vrste OZZ-a. Svi OZZ su podijeljeni na slijepe (metalne) i lučne. Najčešći (95% svih OZZ) i najčešći opasnog izgleda OZZ su lučni OZZ. Hajde da opišemo svaku vrstu OZZ-a posebno.

1) sa stanovišta nivoa prenapona na elementima mreže, najsigurniji su metalni kvarovi uzemljenja (na primjer, žica nadzemnog dalekovoda koja pada na zemlju). U ovom slučaju kroz mjesto kvara teče kapacitivna struja, koja nije praćena velikim prenaponima zbog specifičnosti ove vrste kratkog spoja.

2) karakteristika lučnih SZZ je prisustvo električnog luka na mestu SZZ, koji je izvor visokofrekventnih oscilacija koje prate svaki SZZ.

Metode za suzbijanje struja kratkog spoja. Postoje dva načina za suzbijanje SF struja.

1) isključenje oštećene veze - ova metoda je usmjerena na ručno ili automatsko (koristeći relejnu zaštitu i opremu za automatizaciju) isključenje. U tom slučaju potrošač, u skladu sa kategorijom, prelazi na rezervno napajanje ili ostaje bez napajanja. Na oštećenoj fazi nema napona - nema struje kroz mjesto kvara.

2) kompenzacija kapacitivne struje na mestu zatvaranja reaktorom instaliranim u neutralnoj mreži, koji ima induktivna svojstva.

Suština kompenzacije kapacitivnih struja OZZ-a. Kao što je navedeno, kada je faza kratko spojena na masu (kvar), kapacitivna struja teče kroz SFZ. Ova struja, nakon detaljnijeg pregleda, nastaje zbog kapacitivnosti dvije preostale (neoštećene) faze napunjene na linijski napon. Struje ovih faza, pomaknute jedna u odnosu na drugu za 60 električnih stupnjeva, sumiraju se na mjestu oštećenja i imaju trostruku vrijednost fazne kapacitivne struje. Odavde se određuje veličina zaostale struje kroz mjesto kvara: . Ova kapacitivna struja može se kompenzirati induktivnom strujom reaktora za suzbijanje luka (ARR) instaliranog u neutralnoj mreži. Tokom OZZ-a u mreži na nulti bilo kojeg transformatora koji je na njega priključen, čiji su namoti spojeni u zvijezdu, pojavljuje se fazni napon koji, ako postoji neutralni terminal spojen na visokonaponski namotaj reaktora L , pokreće induktivnu struju reaktora kroz mjesto kvara. Ova struja je usmjerena suprotno kapacitivnoj struji OZZ-a i može je kompenzirati odgovarajućim podešavanjem reaktora (Sl. 1)

Rice. 1 Putevi za prolaz struja kratkog spoja kroz elemente mreže

Potreba za automatskim podešavanjem na rezonanciju. Da bi se postigla maksimalna efikasnost DGR-a, kolo formirano kapacitivnošću cijele mreže i induktivnošću reaktora - mrežno kolo nulte sekvence (NPC) - mora biti podešeno na rezonanciju na mrežnoj frekvenciji od 50 Hz. U uslovima stalnog uključivanja u mreži (uključivanje/isključivanje potrošača), kapacitet mreže se menja, što dovodi do potrebe korišćenja kontinuirano podesivih DGR i automatski sistem kompenzacija kapacitivnih struja OZZ (ASKET). Inače, trenutno korišteni stepenasti prigušnici poput ZROM-a i drugih se ručno podešavaju na osnovu izračunatih podataka o kapacitivnim strujama mreže, te stoga ne daju rezonantno podešavanje.

Princip rada ASKET-a. KNPS je podešen na rezonanciju pomoću uređaja za automatsko podešavanje kompenzacije tipa UARK.101M, koji radi na faznom principu. Referentni signal (linearni napon) i 3Uo signal iz mjernog transformatora (na primjer, NTMI) se dovode na ulaz UARK.101M. Za ispravne i stabilan rad ASKET treba stvoriti umjetnu asimetriju u mreži, što se postiže neutralnim izvorom pobude (NVS) - bilo povezivanjem visokonaponske kondenzatorske baterije na jednu od faza mreže, ili ugradnjom posebnog asimetričnog transformatora TMPS tip sa ugrađenim IVS-om (sa mogućnošću regulacije omjera transformacije sa diskretnošću od 1,25% fazni napon). U posljednjem slučaju, vrijednost napona 3Uo u rezonantnom modu i stabilnost rada ASKET ostaju konstantni kada se konfiguracija mreže promijeni (pogledajte formule ispod). DGR (na primjer, tip RDMR) je instaliran u neutralu istog transformatora. Dakle, ASKET je predstavljen kao sistem TMPS+RDMR+UARK.101M.

O odnosu između vrijednosti prirodne i umjetne asimetrije. Online sa izolovano neutralno napon na otvorenom trouglu STMI, uzimajući u obzir omjer transformacije, odgovara stres prirodne asimetrije. Veličina i ugao ovog napona su nestabilni i zavise od razni faktori(vrijeme,…..itd.), tako za pravilan rad ASKET treba da stvori stabilniji signal i po veličini i po fazi. U tu svrhu, neutralni izvor pobude ( izvor vještačke asimetrije). Ako koristimo terminologiju teorije automatska kontrola, umjetna asimetrija je koristan signal koji se koristi za kontrolu CNPS, a prirodna asimetrija je smetnja od koje je potrebno isključiti odabirom vrijednosti umjetne asimetrije. U mrežama sa dostupnošću kablovske linije sa kapacitivnom strujom od 10 ampera ili više, količina prirodne asimetrije je obično vrlo mala. P.5.11.11. PTEESiS ograničava veličinu neuravnoteženog napona (prirodnog + vještačkog) u mrežama koje rade sa kompenzacijom kapacitivne struje na nivou od 0,75% faznog napona, a maksimalni stepen neutralnog pomaka na nivou koji ne prelazi 15% faznog napona. Na otvorenom STMI trokutu ovi nivoi će odgovarati vrijednostima 3Uo = 0,75V i 15V. Maksimalni stepen neutralnog pomaka je moguć u rezonantnom režimu (slika 2).

Ispod su formule za izračunavanje napona 3Uo u rezonantnom modu za dvije metode stvaranja umjetne asimetrije:

1) u slučaju upotrebe Co kondenzatora

,

gdje je ugaona frekvencija mreže, 314,16 s-1,

http://pandia.ru/text/79/550/images/image006_44.gif" width="24" height="23 src="> - fazni EMF, V,

http://pandia.ru/text/79/550/images/image008_37.gif" width="29" height="27">- omjer transformacije za 3Uo mjernog transformatora, u mreži 6 kV - 60/, u mreži 10 kV - 100/http://pandia.ru/text/79/550/images/image010_32.gif" width="97" height="51">,

gdje je Kcm preklopni koeficijent faznog pomaka B specijalnog transformatora.

Iz formula je jasno da u slučaju korištenja kondenzatora Co, vrijednost 3Uo u točki rezonancije ovisi o kapacitivnoj struji mreže (), au slučaju korištenja posebnog asimetričnog transformatora ne ovisi.

Minimalna vrijednost 3Uo se bira na osnovu uslova pouzdan rad uređaj UARK.101M, i iznosi 5V.

Gore navedene formule ne uzimaju u obzir vrijednost napona prirodne asimetrije mreže zbog njenih malih vrijednosti..jpg" width="312" height="431">

Rice. 3 Vektora napona u rezonantno uzemljenoj mreži

Zaključci:

Precizna automatska kompenzacija kapacitivne struje OZZ je beskontaktno sredstvo za gašenje luka i, u poređenju sa mrežama koje rade sa izolovanom neutralom, otporno uzemljeno, delimično kompenzovano, a takođe i sa kombinacijom uzemljeno neutralno ima sljedeće prednosti:

smanjuje struju kroz mjesto kvara na minimalne vrijednosti (ograničeno na aktivne komponente i više harmonike), osigurava pouzdano gašenje luka (sprečava dugotrajno izlaganje uzemljenom luku) i sigurnost kada se struje šire u tlu;

pojednostavljuje zahtjeve za uređaje za uzemljenje;

ograničava prenapone koji nastaju zbog kvarova na luku na vrijednosti od 2,5-2,6 Uph (sa stepenom kompenzacijskog depodešavanja od 0-5%), bezbedno za izolaciju radne opreme i vodova;

značajno smanjuje brzinu oporavka napona u oštećenoj fazi, pomaže vraćanju dielektričnih svojstava mjesta kvara u mreži nakon svakog gašenja povremenog luka uzemljenja;

sprečava prenapone reaktivne snage na izvorima napajanja prilikom kvarova, čime se održava kvalitet električne energije za potrošače;

sprječava razvoj ferorezonantnih procesa u mreži (posebno spontanih pomaka neutralnog elementa), ako su ispunjena ograničenja za korištenje osigurača na dalekovodima;

eliminira ograničenja statičke stabilnosti pri prijenosu energije putem dalekovoda.

Kod kompenzacije kapacitivnih struja, nadzemne i kablovske mreže mogu raditi dugo vremena sa kratkom fazom na masu.

književnost:

1. Lihačov na uzemljenje u mrežama sa izolovanim neutralnim elementom i sa kompenzacijom kapacitivnih struja. M.: Energija, 1971. – 152 str.

2. Obabkov adaptivni sistemi upravljanja rezonantnim objektima. Kijev: Naukova dumka, 1993. – 254 str.

3. Fishman V. Metode neutralnog uzemljenja u mrežama 6-35 kV. Sa stanovišta dizajnera. Novosti elektrotehnike, br. 2, 2008

4. Pravila tehnički rad elektrane i mreže Ruska Federacija. RD 34.20.501 izdanje. Moskva, 1996.

Glavni inženjer

Rice. 2 Primjeri rezonantnih karakteristika CNPS

Rice. 4 Reakcija rezonantno uzemljene mreže na kvar luka

Stranica 1 od 5

Faza-zemlja u mrežama koje rade sa izolovanim neutralnim elementom i sa kapacitivnom kompenzacijom struje
U trofazni električna mreža kada radi sa izolovanim neutralnim elementom, kvar faza-zemlja se detektuje očitanjima voltmetara za praćenje izolacije. Voltmetri su spojeni na glavne terminale sekundarnog namotaja trofazni tronamotajni naponski transformator serije NTMI, čija svaka faza ima zasebno oklopljeno magnetsko kolo, dizajnirano za dugotrajno povećanje indukcije. U slučaju kvara metalne faze na uzemljenje (slika 10.1, A) namotaj naponskog transformatora oštećene faze mreže postaje kratko spojen i njegovo očitanje voltmetra pada na nulu. Ostale dvije faze će biti pod mrežnim naponom. Indukcija u magnetnim krugovima ovih faza će se povećati za √3 puta, a voltmetri će pokazivati ​​linearne napone.
U tački kvara faze na masu prolazi struja jednaka geometrijskom zbroju kapacitivnih struja neoštećenih faza:

Gdje I c - struja zemljospoja, A;
WITH- kapacitet mreže, F;
w=2pf - ugaona frekvencija, s-1.
Što je mreža duža, to je njen kapacitet veći, a samim tim i više aktuelniji zemljospoj.
Faza na zemlju ne mijenja simetriju linijskih napona i ne remeti napajanje potrošača. Međutim, opasnost od kvara faza-zemlja je da se na mjestu kvara obično javlja isprekidani luk uzemljenja, dugo gorenješto uz veliku kapacitivnu struju dovodi do termičkog efekta i značajne jonizacije okolnog prostora, što stvara povoljnim uslovima za pojavu kratkih spojeva faza-faza. Povremena priroda luka uzemljenja dovodi do opasnih prenapona (do 3,2 U F), šireći se širom mreže. Ako se u ovom slučaju pokaže da je izolacija u određenim dijelovima mreže smanjena (na primjer, zbog kontaminacije i vlage), tada prenaponi luka mogu dovesti do preskakanja faze u fazu i isključivanja opreme za hitne slučajeve. Ali čak i u nedostatku prenapona luka, samo povećanje na linearni napon dvije faze već može dovesti do sloma neispravne izolacije.
Namjena reaktora za gašenje luka. Operativni zadatak je smanjiti struju zemljospoja i time osigurati brzo gašenje luka uzemljenja. Da biste to učinili, potrebno je da kapacitivne struje zemljospoja ne prelaze sljedeće vrijednosti:

Ove struje su u skladu sa zahtjevima PTE. Međutim, iskustvo pokazuje da je za osiguranje pouzdanog samogašenja luka u mrežama od 6 i 10 kV preporučljivo smanjiti kapacitivnu struju na 20, odnosno 15 A. Ako su navedene vrijednosti struje prekoračene, uključuje se reaktor za gašenje luka u neutralnom namotu transformatora (slika 10.1, b), smanjenje (kompenzujući) kapacitivnu struju kroz lokaciju kvara na minimalne vrijednosti.
Induktivna struja reaktora za gašenje luka I R nastaje kao rezultat utjecaja neutralnog prednapona na njega U 0 =- U.A. pojavljuje se na neutralnom kad je faza kratko spojena na masu. struja je:

Gdje LP I LT - induktivnost reaktora za gašenje luka i transformatora, H;
U F- fazni napon.
Uz kompenzaciju kapacitivne struje, nadzemne i kablovske mreže mogu raditi neko vrijeme sa kvarom faza-zemlja.

Rice. 10.1. Faza-zemlja u mreži sa izolovanim neutralnim elementom (A) i sa kompenzacijom kapacitivne struje (b) :
1 - transformator koji napaja mrežu; 2 - mjerni naponski transformator;
3 - reaktor za suzbijanje luka; TO V - naponski relej

Odabir postavki za reaktore za suzbijanje luka. At IP =IC=0, kapacitivna komponenta struje u tački zemljospoja je potpuno kompenzovana induktivnom strujom reaktora - dolazi do strujne rezonance. Reaktori za suzbijanje luka obično imaju rezonantnu postavku, što olakšava gašenje luka. Odstupanje od rezonantnog podešavanja naziva se kompenzaciono odgađanje. U praksi su dozvoljene postavke sa prekomjernom kompenzacijom ( IP >IC), ako reaktivna komponenta struje zemljospoja nije veća od 5 A, a stepen depodešavanja ne prelazi 5%. Postavka podkompenzacije ( IP <IC) može se koristiti u kablovskim i nadzemnim mrežama ako bilo koja hitna asimetrija faznih kapacitivnosti ne dovede do pojave neutralnog prednapona većeg od 0,7 U F .
Struja zemljospoja je određena kompenzacijskim depodešavanjem, aktivnim curenjem izolacije i nekompenziranim strujama viših harmonika. Uz rezonantno podešavanje, struja kola je minimalna, a, kako iskustvo pokazuje, prenaponi u mreži ne prelaze 2,7 U F .
Kada rade na nadzemnim mrežama, oni često odstupaju od rezonantnog podešavanja kako bi se eliminisala izobličenja faznih napona na sabirnicama trafostanica, koje osoblje pogrešno smatra nepotpunim kvarovima na zemlji. Činjenica je da u bilo kojoj nadzemnoj mreži 6-35 kV uvijek postoji asimetrija faznih kapacitivnosti u odnosu na tlo, što ovisi o položaju žica na nosačima i faznoj distribuciji spojnih kondenzatora. To uzrokuje da se na nulti pojavi neravnotežni napon U NS. Stepen asimetrije ( u0= U NS / U F ) × 100 obično ne prelazi 1,5%. Za 10 kV mreže, na primjer, to je oko 100 V i praktično u normalnom radu mreže ne utiče na očitavanja voltmetara koji mjere fazne napone.
Uključivanje reaktora za gašenje luka u nulu značajno mijenja potencijale nulte i mrežne žice. Neutralni prednapon pojavljuje se na neutralnom U 0 , uzrokovano prisustvom asimetrije u mreži. Ovaj napon će se primijeniti na terminale reaktora za suzbijanje luka. Sa rezonantnim podešavanjem, neutralni prednapon može dostići vrijednosti uporedive s faznim naponom. To će dovesti do izobličenja faznih napona, pa čak i do pojave signala „uzemljenja u mreži“, iako u ovom trenutku nema kvara na zemlji. Depodešavanjem reaktora za gašenje luka moguće je udaljiti se od rezonantne tačke (oscilatorni krug formiran je induktivnošću reaktora i ukupnim kapacitetom mrežnih faza), smanjiti neutralni prednapon i izjednačiti očitanja voltmetra. U nedostatku zemljospoja u mreži, neutralni pomak je dozvoljen ne više od 0,15 U F. Međutim, sa stanovišta gašenja luka, optimalna postavka je i dalje rezonantna postavka. Svako kompenzacijsko depodešavanje dovodi do povećanja struje koja prolazi na mjestu kvara u mrežnom radnom režimu sa zemljospojem, te se stoga ne preporučuje. Kada postoji veliki neutralni pomak, treba poduzeti mjere za smanjenje asimetrije kondenzatora u mreži. U kablovskim mrežama koristi se isključivo rezonantno podešavanje, jer su fazni kapaciteti kabla simetrični i tamo praktički nema neravnotežnog napona.
Održavanje reaktora za gašenje luka. Struja reaktora za gašenje luka različitih tipova reguliše se ručnim prebacivanjem grana sa isključenjem reaktora iz mreže, glatkom promenom jaza u magnetnom sistemu koji proizvodi elektromotorni pogon bez isključivanja reaktora iz mreže, promenom induktivnost reaktora DC biasom bez isključivanja reaktora iz mreže.
U posljednja dva slučaja podešavanje se vrši automatskim kompenzacijskim postavkama (ANC), koje aktiviraju upravljačke aktuatore samo u normalnom radu, kada nema kvara na zemlji u mreži.
Automatizirana normalno kompenzirana mreža mora imati:
- reaktori za gašenje luka sa ručnim prebacivanjem slavina, dizajnirani za kompenzaciju kapacitivnih struja uglavnom u baznom dijelu regulacije;
- podešavanje reaktora za suzbijanje luka sa glatkom promjenom kompenzacijske struje bez isključivanja reaktora iz mreže. Tekuću regulaciju treba da vrši dispečer koristeći ANC i telemehaničke uređaje;
- reaktori za suzbijanje luka sa automatskim regulatorima (optimizatorima) kompenzacione struje (ANKZ sistem), koji se aktiviraju odmah nakon pojave zemljospoja i dovode mrežu u režim rezonantnog podešavanja kako bi se eliminisao luk na mestu oštećenja .

Rice. 10.2. Šema povezivanja prigušnica luka na transformatore za napajanje mreže (A) i na pomoćne transformatore (b)
Rekonstrukcija reaktora za gašenje luka od strane osoblja trafostanice vrši se po nalogu dispečera, koji odabire postavku u vezi sa nadolazećom promjenom konfiguracije mreže. Pri tome se rukovodi tabelom za odabir podešavanja koja je sastavljena za određene dionice mreže na osnovu rezultata mjerenja struja zemljospoja, kapacitivnih struja, kompenzacijskih struja i mrežnih neutralnih prednapona.
Ako se reaktor obnavlja ručno, tada osoblje signalizacijskim uređajima provjerava da u mreži nema kvara uzemljenja i isključuje ga rastavljačem. Nakon ugradnje i fiksiranja navedene grane, reaktor se priključuje na mrežu rastavljačem. Ručno prebacivanje grana bez isključenja reaktora iz mreže nije dozvoljeno iz sigurnosnih razloga, jer je u toku procesa restrukturiranja moguće da dođe do kvara na zemlji i pojave faznog napona na reaktoru.

Rice. 10.3. Alarmni krug zemljospoja koristeći izolacijski filter (RF)):
1-3 - odlaznih kablovskih vodova
Reaktori za gašenje luka ugrađuju se na trafostanicama koje napajaju mrežu i povezuju se na neutralne transformatore preko rastavljača (slika 10.2, A). Prilikom spajanja transformatora prema krugu zvijezda-trokut, prigušnice se spajaju na neutralne strane pomoćnih transformatora (slika 10.2, b), koji se najčešće koriste kao pomoćni transformatori. Snaga pomoćnog transformatora odabire se uzimajući u obzir opterećenje koje je na njega priključeno i induktivnu struju, koja dodatno opterećuje transformator u načinu kvara krug-zemlja.
Da bi se reaktor prebacio s jednog transformatora na drugi, prvo se rastavljačem odvaja od nule jednog transformatora, a zatim se rastavljačem spaja na nulu drugog transformatora. Nije potrebno kombinovati neutrale transformatora kroz nultu sabirnicu, jer kada transformatori rade odvojeno u nepovezane delove mreže, u slučaju zemljospoja na jednom od njih, napon na neutralnom U 0 će podjednako promijeniti fazne napone na trafostanicama obje sekcije, te će postati nemoguće utvrditi dionicu gdje je došlo do zemljospoja bez isključivanja transformatora iz mreže.
Signalni uređaji i detekcija zemljospoja. Gore je navedeno da mreže sa kapacitivnom kompenzacijom struje mogu raditi u prisustvu zemljospoja. Ali budući da dugotrajno povećanje napona na dvije faze i prolazak malih vodljivih struja na tlo povećavaju vjerojatnost nesreće, a u slučaju pucanja žice i pada na tlo, stvara se opasnost za živote ljudi i životinje, šteta se mora pronaći i popraviti što je prije moguće. Osoblje saznaje o kvaru uzemljenja koji je nastao u mreži radom signalnih uređaja, a faza priključena na uzemljenje utvrđuje se očitanjima voltmetara za nadzor izolacije.
U signalizatoru su releji za nadzor izolacije spojeni na terminale dodatnog sekundarnog namota NTMI naponskog transformatora, spojenih prema otvorenom trokutastom kolu. Ako je izolacija faze prema masi prekinuta, na priključcima ovog namota pojavljuje se napon nulte sekvence 3 U 0 , štafeta KV aktivira i daje signal (vidi sliku 10.1).
U mrežama s kapacitivnom kompenzacijom struje, signalno-kontrolni krugovi za rad prigušnih prigušnica spojeni su ili na strujni transformator reaktora ili na njegov signalni namotaj.
Lampe za praćenje odsustva kratkog spoja u mreži, postavljene direktno na pogon rastavljača, također su povezane na signalni namotaj reaktora. Lampe se uključuju bez osigurača, pa stoga izolacija njihovih krugova mora biti dovoljno pouzdana. Alarmna kola obično imaju elektromagnetne sklopove koji sprečavaju okidanje rastavljača reaktora tokom kvara na zemlji.
Na osnovu primljenih signala na trafostanicama nemoguće je odmah odrediti električni krug na kojem je došlo do zemljospoja, jer svi odlazni vodovi imaju električnu vezu međusobno na sabirnicama. Za određivanje električnog kola koje ima kvar na uzemljenje koristi se selektivna signalizacija oštećenih sekcija, zasnovana na korištenju prolaznih struja kvara ili struja viših harmonika, čiji su izvor nelinearna kola.
Trenutno, najrasprostranjeniji uređaji na trafostanicama koje napajaju kablovske mreže su uređaji sa odvajajućim filterima tipa RF i USZ (u stacionarnoj verziji - USZ 2/2; u prenosnoj verziji, koja se koristi u kombinaciji sa strujnim stezaljkama - USZ-3) . Ovi uređaji reaguju na više harmonike sadržane u struji 3 I 0 . Njihov nivo je proporcionalan kapacitivnoj struji mreže i u oštećenom vodu je uvek značajno veći nego kod struja nulte sekvence neoštećenih vodova. Upravo to služi kao znak oštećenja na jednoj ili drugoj liniji.
Uređaj RF tipa radi u frekvencijskom opsegu od 50 i 150Hz. U kompenzovanim mrežama, u pravilu se koristi opseg od 150Hz. Za praćenje nivoa viših harmonika na trafostanicama, za svaku liniju se sastavljaju tabele očitavanja instrumenata na frekvenciji od 150 Hz, uzetih u normalnom režimu opterećenja u odsustvu jednofaznog zemljospoja. Ove indikacije se moraju sistematski provjeravati. Očitavanja uređaja se uspoređuju s njima kada se pronađe oštećena veza. U slučaju velike podkompenzacije ili u odsustvu kompenzacije u mreži, uređaj se prebacuje na opseg od 50 Hz.
Stacionarni uređaji se postavljaju na kontrolne table ili u hodnicima rasklopnih uređaja i pomoću dugmadi, prekidača ili merača koraka, kada se u mreži pojavi kvar uzemljenja, osoblje ih naizmjenično povezuje na strujne transformatore nulte sekvence (ZCT) instalirane na svakom kablovsku liniju (sl. 10.3).
Veza se smatra oštećenom ako tokom merenja igla instrumenta odstupi za veći broj podela nego kod merenja na svim ostalim priključcima.
Mosenergo je razvio i pustio u rad uređaj tipa KSZT-1 (modernizovana verzija KDZS) za automatsko traženje kablovske linije sa stabilnim kvarom faza-zemlja. Naizmjeničnim mjerenjima na TTNP-u utvrđuje kablovsku liniju sa oštećenom izolacijom po maksimalnom nivou struje višeg harmonika u njemu. Informacija preko TC kanala u obliku uslovnog koda se prenosi u kontrolni centar, gdje se dekoder pretvara u broj koji čini naziv linije.
U nedostatku TTNP na kablovskim vodovima, da biste pronašli oštećenu vezu, koristite strujnu stezaljku kao mjerni strujni transformator. Prilikom mjerenja, HSS uređaj se ugrađuje na stezaljku umjesto strujnog ampermetra.
Ako selektivni signalni uređaji na trafostanici nedostaju ili ne daju željene rezultate, potraga za oštećenim priključkom vrši se prenošenjem pojedinačnih priključaka sa jednog sabirničkog sistema (sekcije) na drugi koji radi bez kvara na zemlji, ili podjelom električne mreže. mreže na unapred određenim mestima. Ove operacije moraju biti izvedene na način da se prilikom podjele mreže njeni pojedinačni dijelovi u potpunosti kompenziraju. Da bi pronašli kvarove, ponekad koriste naizmjenična kratkotrajna isključenja vodova i puštanje u rad automatskim ponovnim zatvaranjem ili ručno.
Istovremeno sa pronalaženjem lokacije kvara u mreži, moraju se izvršiti pregledi operativnih prigušnica i transformatora na čije neutralne spojeve su spojeni. To je zbog činjenice da je trajanje neprekidnog rada reaktora pod strujom tvornice normalizirano za pojedine grane od 2 do 8 sati.Ako se potraga za zemljospojem odloži, osoblje mora pažljivo pratiti temperaturu gornjih slojeva reaktora. ulje u rezervoaru reaktora, beležeći očitavanja termometra svakih 30 minuta. Maksimalno povećanje temperature u gornjim slojevima ulja je dozvoljeno do 100°C. Ako se reaktori ugrađuju na trafostanicama koje servisiraju operativni terenski timovi (OVB), tada se nakon pronalaženja i isključivanja oštećenog voda reaktori pregledavaju, bilježe očitanja njihovih termometara i svi navedeni releji i signalni uređaji vraćaju na prvobitne položaje. .

U elektrotehnici postoji kapacitivna struja, poznatija kao kapacitivna struja zemljospoja u električnim mrežama. Ova pojava se javlja kada je faza oštećena, što rezultira takozvanim lukom uzemljenja. Kako bi se izbjegle ozbiljne negativne posljedice, potrebno je pravovremeno i pravilno izračunati kapacitivnu struju mreže. To će smanjiti prenapon u slučaju ponovnog paljenja luka i stvoriti uvjete za njegovo samostalno gašenje.

Šta je kapacitivna struja

Kapacitivna struja se obično javlja na dugim vodovima. U ovom slučaju, uzemljenje i provodnici rade slično kao i ploče kondenzatora, doprinoseći pojavi određene kapacitivnosti. Budući da ima promjenjive karakteristike, to može poslužiti kao poticaj za njegov izgled. U kablovskim vodovima napona od 6-10 kilovolti, njegova vrijednost može biti 8-10 ampera po 1 km dužine.

Ako je vod isključen u neopterećenom stanju, vrijednost kapacitivne struje može doseći nekoliko desetina ili čak stotina ampera. Tokom procesa isključivanja, kada struja prođe kroz nulu, neće biti napona na divergentnim kontaktima. Međutim, u sljedećem trenutku je sasvim moguće formiranje električnog luka.

Ako vrijednost kapacitivne struje ne prelazi 30 ampera, to neće uzrokovati ozbiljna oštećenja opreme u području opasnih prenapona i zemljospoja. Električni luk koji se pojavi na mjestu kvara gasi se dovoljno brzo uz istovremenu pojavu stabilnog kratkog spoja na masu. Sve promjene kapacitivne struje dešavaju se duž električne linije, u smjeru od kraja do početka. Veličina ovih promjena će biti proporcionalna dužini linije.

Kako bi se smanjila struja zemljospoja, u mrežama napona od 6 do 35 kilovolti kompenzira se kapacitivna struja. To vam omogućava da smanjite brzinu oporavka napona na oštećenoj fazi nakon što se luk ugasi. Osim toga, smanjuju se prenaponi u slučaju ponovljenih paljenja luka. Kompenzacija se vrši pomoću uzemljivača za gašenje luka sa glatkim ili stepenastim podešavanjem induktivnosti.

Reaktori za gašenje luka su podešeni u skladu sa strujom kompenzacije, čija je vrijednost jednaka kapacitivnoj struji zemljospoja. Prilikom postavljanja dozvoljeno je korištenje prekomjernih kompenzacijskih parametara kada induktivna komponenta struje nije veća od 5 ampera, a stupanj odstupanja od glavne postavke je 5%.

Postavljanje sa nedovoljnom kompenzacijom je dozvoljeno samo ako je snaga reaktora za suzbijanje luka nedovoljna. Stepen depodešavanja u ovom slučaju ne bi trebao biti veći od 5%. Glavni uvjet za takvu postavku je odsustvo neutralnog prednapona, što može nastati kada su fazni kapaciteti električne mreže asimetrični - kada su žice prekinute, jezgre kabela rastegnute itd.

Kako bi se unaprijed spriječile vanredne situacije i poduzele odgovarajuće mjere, potrebno je izračunati kapacitivnu struju u određenom području. Postoje posebne tehnike koje vam omogućavaju da dobijete točne rezultate.

Primjer izračunavanja kapacitivne struje mreže

Vrijednost kapacitivne struje koja nastaje tokom kvara faza-zemlja određena je samo vrijednošću mrežnog kapaciteta. U poređenju s induktivnim i aktivnim reaktancijama, kapacitivna reaktancija ima veće performanse. Stoga se prve dvije vrste otpora ne uzimaju u obzir u proračunima.

Najprikladnije je razmotriti formiranje kapacitivne struje na primjeru trofazne mreže, gdje je u fazi A došlo do normalnog kratkog spoja. U ovom slučaju, veličina struja u preostalim fazama B i C izračunava se pomoću sljedećih formula:

Moduli struje u ovim fazama I in i I c, uzimajući u obzir određene pretpostavke C = C A = C B = C C i U = U A = U B = U C, mogu se izračunati pomoću druge formule: Vrijednost struje u zemlji se sastoji od geometrijski zbir struja faza B i C. Cijela formula će izgledati ovako: Prilikom izvođenja praktičnih proračuna, veličina struje zemljospoja može se približno odrediti po formuli: , gdje je U avg.nom. - je srednji nazivni napon faze, N je koeficijent, a l je ukupna dužina električne veze sa tačkom zemljospoja (km). Procjena dobivena ovim proračunom pokazuje da je trenutna vrijednost nezavisna od lokacije kvara. Ova vrijednost je određena ukupnom dužinom svih mrežnih linija.

Kako kompenzirati kapacitivne struje zemljospoja

Rad električnih mreža napona od 6 do 10 kilovolti izvodi se sa izolovanim ili uzemljenim neutralnim elementom, u zavisnosti od jačine struje zemljospoja. U svim slučajevima, zavojnice za gašenje luka su uključene u krug. Neutral je uzemljen pomoću zavojnica za prigušivanje luka kako bi se kompenzirale struje zemljospoja. Kada dođe do jednofaznog kvara uzemljenja, rad svih električnih prijemnika nastavlja se u normalnom režimu, a napajanje potrošača se ne prekida.

Značajna dužina gradskih kablovskih mreža dovodi do stvaranja velikih kapaciteta u njima, jer je svaki kabel svojevrsni kondenzator. Kao rezultat toga, jednofazni kvar u takvim mrežama može dovesti do povećanja struje na mjestu kvara na nekoliko desetina, au nekim slučajevima i stotine ampera. Izlaganje ovim strujama dovodi do brzog uništavanja izolacije kabla. Zbog toga u budućnosti jednofazni kvar postaje dvo- ili trofazni, što dovodi do gašenja sekcije i prekida napajanja potrošača. Na samom početku nastaje nestabilan luk koji postepeno prelazi u trajni zemljospoj.

Kada struja prođe kroz nulu, luk prvo nestane, a zatim se ponovo pojavi. U isto vrijeme dolazi do povećanja napona na neoštećenim fazama, što može dovesti do kvara izolacije u drugim područjima. Da biste ugasili luk u oštećenom području, potrebno je poduzeti posebne mjere za kompenzaciju kapacitivne struje. U tu svrhu se na nultu tačku mreže priključuje induktivna zavojnica za suzbijanje luka uzemljenja.

Priključni krug zavojnice za gašenje luka prikazan na slici sastoji se od transformatora za uzemljenje (1), prekidača (2), namota signalnog napona sa voltmetrom (3), zavojnice za gašenje luka (4), strujnog transformatora (5) , (6), strujni relej (7), zvučni i svjetlosni alarm (8).

Struktura zavojnice se sastoji od namotaja sa gvozdenim jezgrom smeštenim u kućištu napunjenom uljem. Glavni namotaj ima slavine koje odgovaraju pet vrijednosti struje kako bi se omogućilo podešavanje induktivne struje. Jedan od terminala spojen je na nultu tačku namota transformatora spojenu zvijezdom. U nekim slučajevima može se koristiti poseban transformator za uzemljenje, a terminal glavnog namota je spojen na masu.

Dakle, kako bi se osigurala sigurnost, ne samo da se izračunava kapacitivna struja, već se i provodi pomoću posebnih uređaja. Općenito, ovo daje dobre rezultate i osigurava siguran rad električnih mreža.

Proračun kapacitivne struje spoja faza-zemlja. Kada je faza kratko spojena na masu, što se naziva jednostavnim kvarom, struja je određena samo kapacitivnošću mreže. Kapacitivni otpori mrežnih elemenata značajno premašuju njihove induktivne i aktivne otpore, što omogućava zanemarivanje potonjeg pri određivanju struje. Razmotrimo najjednostavniju trofaznu mrežu u kojoj je došlo do kratkog spoja jednostavne faze A.

Struje u fazama IN I WITH definisani su kako slijedi:

Trenutni moduli uzimajući u obzir pretpostavke

izračunavaju se kao Struja u zemlji određena je geometrijskim zbirom struja: U praktičnim proračunima, gruba procjena veličine struje zemljospoja je moguća pomoću formule gdje av.nom U– srednji nazivni fazni napon stepena; N- koeficijent; l– ukupna dužina nadzemnih ili kablovskih vodova koji su električno povezani sa zemljospojnom tačkom, km. Ova procjena znači da veličina struje kvara ne ovisi o njenoj lokaciji i određena je ukupnom dužinom mrežnih vodova.

Kompenzacija kapacitivne struje faza-zemlja.

U mrežama od 3–20 kV i kratkoj dužini nadzemnih i kablovskih vodova, struja spoja faza-zemlja iznosi nekoliko ampera. Luk u ovom slučaju ispada nestabilan i gasi se sam. Shodno tome, takve mreže mogu normalno funkcionisati u načinu jednostavnog kola. Povećanje napona i dužine mreže dovodi do povećanja struje zemljospoja - luk na takvim strujama može dugo gorjeti, često se prenosi na susjedne faze, pretvarajući jednofazni kvar u dvo- ili trofazni jedan. Brzo otklanjanje luka postiže se kompenzacijom struje zemljospoja uzemljenjem neutralnog elementa kroz uređaj za gašenje luka

Mreža se sastoji od transformatora i voda spojenih na sabirnice konstantnog napona. Simetrične komponente u tački zemljospoja određene su pod pretpostavkom da ukupni kapacitivni otpor kola nulte sekvence značajno premašuje njegov otpor pozitivne i negativne sekvence, što nam omogućava da prihvatimo.

61.1. U sveobuhvatnoj šemi ( b) simbolično se uvode induktivne reaktancije linije i tr-ra svih nizova, iako se pretpostavlja da su jednake nuli. Da bi se ograničila struja jednostavnog zemljospoja, potrebno je uzemljiti nultu transformatora kroz induktivitet, čija je vrijednost odabrana tako da se strujna rezonanca javlja u krugu nulte sekvence. U ovom slučaju, što dovodi do potpunog nestanka struje zemljospoja. Zanemarujući induktivne reaktanse transformatora i vodova, nalazimo da se rezonancija javlja pri. Reaktori za suzbijanje luka imaju stepenastu regulaciju induktivnosti. Uz njihovu pomoć, jednofazna struja kvara se smanjuje na desetine puta, što je sasvim dovoljno da se ugasi luk na mjestu kvara.

U normalnom radu mreže uvijek postoji blagi neutralni pomak, tj. Neutralni potencijal je uvijek različit od nule. To se događa zbog fazne asimetrije dalekovoda, koja se ne može eliminirati u distributivnim mrežama. Ali kada se reaktor za suzbijanje luka uključi u neutralni položaj, njegov potencijal se može značajno povećati.

Prema PUE, stepen asimetrije faze kondenzatora u odnosu na tlo ne bi trebao biti veći od 0,75%. Blago depodešavanje rezonantnog kola, koje ne dovodi do pogoršanja uslova gašenja luka, posebno je efikasno u mrežama koje nemaju transpoziciju. PUE ne ograničavaju trajanje mrežnog rada sa kvarom faza-zemlja.