Дугогасящие аппараты

При замыкании одного из фазных проводов на землю (к. з.) необходимо погасить дугу тока (рис. 4.26).

. Рис. 4.26. Схема замещения сети с дугогасящей катушкой: L_K - ин­дуктивность дугогасящей катушки; L- индуктивность обмотки трансформатора; С₁, С₂, Сз - емкость фаз линии между собой - междуфазная емкость; С₁₁, С₂₂, Сзз - емкость фаз относительно земли; I_o - ток короткого замыкании; I_Lk - ток через дугогасящую катушку

Одним из наиболее распространенных средств уменьшения (компенсации) тока замыкания на землю является включение в нейтраль трансформатора регулируемого реактора, который называют:

— дугогасящей катушкой;

— катушкой Петерсена (по имени изобретателя);

— настроенной индуктивностью.

При замыкании провода на землю на нейтрали появляется на­пряжение по отношению к земле равное фазному напряжению, поэтому ток, протекающий через катушку, равен

где

L_K - индуктивность катушки; - угловая частота сети.

В идеальном случае ток в месте замыкания провода на землю равен нулю и дуга гаснет. Этого можно достичь, если включить в ней­траль источника (трансформатора) индуктивность такой величины, что­бы ток, протекающий через нее, был равен по величине и сдвинут по фазе на 180° относительно тока в месте замыкания на землю. Такое воз­можно при выполнении равенства

откуда

Это условие идеальной настройки дугогасящей катушки от­сюда можно найти индуктивность L_K при известной емкости фазы отно­сительно земли С₁₁.

В действительных (реальных) условиях ток в месте замыкания на землю не равен нулю. Его величина обусловлена:

1) степенью расстройки катушки L_K;

2) активными потерями в катушке;

3) токами утечки с провода на землю;

4) высшими гармониками в цепи разряда.

Заземление нейтрали через дугогасящую катушку применяется при токах замыкания на землю более 10 А в сетях 35 кВ и более 30 А в сетях 6 -т- 10 кВ (все сети с изолированной нейтралью). При меньших то­ках дуга замыкания на землю обычно гаснет самопроизвольно.

Степень расстройки катушки индуктивности обычно выража­ют через отношение токов. Возможны два случая

Если отношение больше нуля (I₀>I_Lk), то имеет место недокомпенсация. Когда отношение меньше (I₀<I_Lk), имеет место перекомпенса­ция. При равенстве I₀=I_Lk достигается полная компенсация (идеальный случай). Включение дугогасящей катушки в нейтраль трансформатора при несимметричной системе емкостей С₁₁ С₂₂ С₃₃ приводит к воз­никновению напряжения на нейтрали трансформатора относительно земли в рабочем режиме. Это недостаток дугогасящей катушки. Для устранения или уменьшения несимметрии емкостей на линии должна выполняться и выполняется транспозиция проводов.

Дугогасящая катушка имеет стальной сердечник с зазорами относительно индуктивностей обмотки. Изменяя величину зазора мож­но устанавливать (регулировать) желаемую вольт-амперную характери­стику катушки.

Если нейтраль силового трансформатора недоступна, то в ка­честве дугогасящего аппарата применяют специальный дугогасящий трансформатор. Гашение дуги трансформатором происходит так же, как и дугогасящей катушкой. Различие только в конструктивном исполне­нии, но он может быть включен независимо от соединения обмоток си­лового трансформатора, поскольку подключается непосредственно к сборным шинам подстанции.

Заключение

Техника высоких напряжений относительно молодая отрасль человеческой деятельности. Прогресс в области ТВН непосредственно влияет на решение узловых проблем электроэнергетики. Основные про­блемы ТВН, можно сказать, для данного уровня электроснабжения в ос­новном решены. Требуется доработка тех направлений, которые связа­ны со статистическим характером процессов: грозовые и коммутацион­ные перенапряжения, погодные условия. Требуется доработка защитных и коммутационных аппаратов, которые улучшат координацию изоляции всех элементов сети электроснабжения от генератора до потребителя. Традиционны и вечны задачи совершенствования характеристик изоля­ции.

Особо следует отметить проблему диагностики изоляции. Со­временные условия эксплуатации высоковольтного оборудования ставят задачу непрерывного мониторинга ее состояния и прогнозирования сро­ка службы в конкретных условиях эксплуатации. Эта задача становится особо актуальной в условиях острого дефицита средств по замене уста­ревшего и отработавшего свой штатный срок оборудования. Решение этой проблемы является важной задачей и требует привлечения моло­дых талантливых кадров.

Для выполнения задач ТВН требуются инженеры с хорошей подготовкой в области теории электрофизических наук, эксперимента и эксплуатации. Творческий подход к делу, трудолюбие и энтузиазм все­гда были отличительной особенностью специалистов в области ТВН.

Литература

1.Техника высоких напряжений./ И. М. Богатенков, Ю. Н. Бо-
чаров, Н. И. Гумерова, Г. М. Иманов и др. Под ред. Г. С. Кучинского. —
СПб.: Энергоатомиздат, 2003. — 608 с.

2.Техника высоких напряжений./ Под ред. Г. С. Кучинского.

— СПб.: Изд-во ПЭИПК, 1998. — 700 с.

3. Техника высоких напряжений./ Под ред. М. В. Костенко. — М.: Высшая школа, 1973. — 528 с.

4. Базуткин В. В., Ларионов В. П., Пинталь Ю. С. Техника вы­соких напряжений. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 464 с.

5. Техника высоких напряжений/ Под ред. Д. В. Разевига. — М.-Л.: Энергия, 1963. — 471 с.

Дополнительная

1. Техника высоких напряжений: теоретические и практиче-
ские основы применения./ Перевод с немецкого. М. Байер, В. Бек и др.

— М.: Энергоатомиздат, 1989. — 555 с.

2. Техника высоких напряжений./ Под ред. Д. В. Разевига. —
М.: Энергия, 1976. — 488 с.