•Использование выключателей с шунтирующими сопротивлениями. Недостаток – сложность конструкции и значительная стоимость.

•Использование вентильных разрядников, что позволяет надежно ограничивать перенапряжения при длине линий не более 200 км. В более длинных линиях нужны специальные разрядники с повышенной пропускной способностью по току.

•Присоединение электромагнитных трансформаторов напряже-

ния.

4.7.2.Отключение батарей конденсаторов

Батареи конденсаторов применяются в электрических системах для улучшения коэффициента мощности, регулирования напряжения и увеличения пропускной способности дальних ЛЭП.

При отключении батарей конденсаторов, так же как и при отключении холостых линий, емкостный ток обрывается в момент прохождения его через нуль при максимуме напряжения на конденсаторе. Через полпериода напряжение на контактах выключателя достигает 2Uф, что может вызвать повторное зажигание дуги в выключателе и т. д., как и при отключении холостых линий. Для ограничения этих напряжений здесь могут быть применены и применяются специальные быстродействующие выключатели, не дающие повторных зажиганий дуги.

4.7.3. Дугогасящие аппараты

При замыкании одного из фазных проводов на землю необходимо погасить дугу тока (см. рис. 4.27).

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.

121

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

ILк = UФ ,

ωLк

где Lк – индуктивность катушки; ω – угловая частота сети.

L	C1
L	C3
L
Lк	C2
C33	C22 C11
ILк

Рис. 4.27. Схема замещения сети с дугогасящей катушкой: Lк – индуктивность дугогасящей катушки; L – индуктивность обмотки трансформатора;

С1, С2, С3 – емкость фаз линии между собой (междуфазная емкость); С11, С22, С33 – емкость фаз относительно земли; I0 – ток короткого замыкания; ILк– ток через дугогасящую катушку

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 180º относительно тока в месте замыкания на землю. Такое возможно при выполнении равенства

3ω C11 Uф = Uф ,

ωLк

122

откуда

1 ωLк = 3ωC11 .

Это условие идеальной настройки дугогасящей катушки. Отсюда можно найти индуктивность Lк 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 Lк;

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…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:

I0	− IL	к	> 0	и	I0	− IL	к	< 0.
	I0					I0

Если отношение больше нуля (I0 > ILк), то имеет место недокомпенсация. Когда отношение меньше (I0 < ILк), имеет место перекомпенсация. При равенстве I0 = ILк 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.

123