 |
|
Смещение нейтрали в сетях с ДГР.
В несимметричной сети без ДГР на нейтрали возникает напряжение несимметрии 
Напряжение несимметрии в % - степень несимметрии: 
.
В нормальном режиме возможно незначительное смещение нейтрали, т.к. при любом встречающемся на практике расположении проводов ВЛ их емкости относительно земли неодинаковы. В частности, при горизонтальном расположении проводов емкость средней фазы Со приблизительно на 10 % ниже, чем емкости крайних фаз. Если принять, что емкости двух фаз одинаковы (СоА=СоС=С), а емкость третьей фазы СоВ=mC отличается от других, то
,
где 
; 
.
Например, при m=0,9 (емкость средней фазы при горизонтальном расположении проводов ниже на 10 % емкостей крайних фаз) Uнс=0,35Uф.
Однако, при включении ДГР напряжение смещения нейтрали резко возрастает. Это может быть объяснено с помощью теоремы об активном двухполюснике и схемы замещения, рис.1.7, где э.д.с. источника равна напряжению Uнс. Индуктивность ДГР включена последовательно с внешним сопротивлением, т.е. суммарной емкостью и активной проводимостью трех фаз относительно земли. Схема рис.1.7 представляет собой резонансный контур, в котором возможны значительные повышения напряжения на отдельных элементах, в частности на индуктивности ДГР (резонанс напряжений).
Рис.1.7. Однофазная схема замещения для определения напряжения на нейтрали
Таким образом, при включении ДГР в нейтраль трансформатора, имеющей напряжение Uнс , напряжение на ней возрастает до значения Uо, определяем ого по формуле
где 
- смещение нейтрали без ДГР; Rк – активное сопротивление ДГР (катушки индуктивности); Lк – индуктивность ДГР.
При идеальной настройке 
и 
Смещение нейтрали при включенном ДГР можно найти и так
где v – расстройка точной компенсации.
где q – настройка ДГР.
где 
- частота собственных колебаний сети. d – коэффициент затухания.
Для воздушных сетей с нормальным состоянием изоляции d=(2¸6)% (6 кВ – 5%; 10 кВ – 4%; 35 кВ – 3%). При загрязнениях и увлажнениях d увеличивается до 10%. В кабельных сетях d=2¸4%, в среднем 3%.
Модуль вектора смещения нейтрали
При Uнс=(0,005¸0,0075)Uф, что имеет место в реальных сетях, Uо достигает (0,1¸0,15)Uф. При идеальной настройке v=0 и Uо=Uнс/d. При d=0,05 Uo=20Uнс=(0,1¸0,15)Uф.
Резкое увеличение Uнс волзможно в аварийных случаях, например, при обрывах одной из фаз.
Предположим, что произошло отключение участка сети (фазы) длиной (1 - m)l, где l – общая длина сети. Тогда
где Со и С1 – емкости нулевой и прямой последовательностей. С изменением суммарной емкости фаз изменяется и настройка ДГР, которая будет равна 
.
Смещение нейтрали составит
.
Как видно из формулы смещение нейтрали зависит от степени настройки ДГР.
Рис.1.8.Смещение нейтрали при различной настройке ДГР и обрыве фазы
1 – q = 1: 2 – q = 1,1; 3 – q = 0,9; C1/Co = 2
Как видно из рис.1.8, обрыв фазы при недокомпенсации приводит к более тяжелым последствиям, чем при перекомпенсации. При недокомпенсации обрыв фазы может привести к v’= 0, а следовательно к полному резонансу, при котором Uо резко возрастает.
При перекомпенсации отключение части емкости фазы ведет к повышению расстройки v’ и к снижению Uо.
При работе ДГР с недокомпенсацией расчетным путем определяется предельная длина провода lпр, обрыв которого вызывает опасное смещение нейтрали. Для этого задаются значениями m, относительного изменения емкости фазы, и рассчитывают:
степень несимметрии 
;
расстройку компенсации 
;
степень смещения нейтрали 
По рассчитанной зависимости 
определяется значение mп, при котором 
. Для найденного значения mп и рассчитывается lпр по формуле
где iс – удельный емкостный ток линии, А/км.
1.6.Определение значения емкостного тока способом создания искусственной несимметрии
В сетях 6-35 кВ часто возникает необходимость систематического контроля значений емкостных токов замыкания на землю. Существует несколько способов определения значений этих токов, среди которых способ создания искусственной несимметрии является достаточно простым и надежным.
Искусственная несимметрия сосздается путем подключения дополнительной емкости Сд к одной из фаз, как показано на рис.1.9.
Рис.1.9. Схема замещения сети для расчета емкостного тока замыкания на землю.