Вибір та застосування дугогасних реакторів

Вопрос о необходимости применения дугогасящего реактора (ДГР) и о его мощности решается на основании расчета или измерения значения емкостного тока замыкания на землю. ДГР должен устанавливаться, если емкостный ток замыкания на землю превышает значения, указанные в табл.1.2.

Таблица 1.2 Нормированные значения емкостного тока замыкания на землю

В сетях 6−35 кВ с ВЛ на металлических и железобетонных опорах ДГР должны устанавливаться при емкостном токе замыкания на землю более 10 А. В сетях с повышенными требованиями к электробезопасности (сети открытых горных и торфяных разработок, шахтных и т. п.) компенсация требуется при емкостном токе 5 А и более.

ДГР выполняет свои защитные функции, будучи правильно настроенным. ДГР должен быть настроен на ток компенсации, как правило равный емкостному току (резонансная настройка). Допускается настройка с перекомпенсацией, при которой индуктивный ток 5 А, а степень расстройки не превышает 5%. В тоже время в сетях 35 кВ при емкостных токах менее 15 А допускается степень расстройки 10%.

Настройка с недокомпенсацией допускается только при недостаточной мощности ДГР и при условии, что любые аварийно возникающие несимметрии емкостей фаз сети не могут привести к появлению напряжения смещения нейтрали, привышающего 70% Uф. Расстройка не должна превышать 5%. В случае выбора настройки с недокомпенсацией допустимость такого режима должна быть проверена расчетом значения напряжения смещения нейтрали при появлении несимметрии емкостей фаз сети.

Как правило, ДГР должны иметь автоматическую настройку компенсации, чтобы в нормальном режиме напряжение несимметрии не превышало 0,75% фазного напряжения.

При отсутствии в сети замыкания на землю допускается напряжение смещения нейтрали не выше 15% фазного напряжения длительно и не выше 30% в течение 1 часа. Если напряжения несимметрии и смещения нейтрали превышают указанные значения, то снижение их должно быть осуществлено выравниванием емкостей фаз относительно земли. Запрещаются пофазные включения и отключения воздушных и кабельных линий, если это может привести к напряжению смещения нейтрали, превышающему указанные значения.

Предварительная оценка значения емкостного тока воздушной сети может быть произведена с помощью формулы.

Ic=(2,73,3)Uномl 10−3, где Uном — номинальное линейное напряжение в кВ; l — длина сети в км. Значения числового коэффициента: 2,7 — для ВЛ 6−10 кВ и 35 кВ без тросов; 3 — для ВЛ 35 кВ на металлических опорах с тросами; 3,3 — для ВЛ 35 кВ на деревянных опорах с тросами.

Увеличение емкостного тока за счет емкости оборудования подстанций ориентировочно оценивается путем увеличения Iс сети для воздушных и кабельных сетей 6−10 кВ на 10%, для воздушных сетей 35 кВ — на 12%.

При выборе ответвлений ДГР со ступенчатым регулированием тока необходимо учитывать снижение тока реакторов вследствие сопротивления трансформаторов, в нейтраль которых включены реакторы.

Действительный ток компенсации равен, А.

=,.

где — сопротивление трансформатора, Ом; - сопротивление реактора, Ом; Uк — напряжение КЗ трансформатора, %; - номинальное напряжение трансформатора, кВ; Sт — номинальная мощность трансформатора, МВА; - номинальное напряжение реактора, В; Iрн — номинальный ток реактора, А.

При схеме соединения обмоток трансформатора звезда-звезд.

.

Дугогасящие реакторы должны устанавливаться на питающих подстанциях, связанных с электрической сетью не менее чем двумя линиями. Установка ДГР на тупиковых подстанциях недопустима, т.к. неполнофазные режимы питания трансформатора с ДГР, возникающие из-за обрыва проводов на питающей линии, приводят к неполнофазной компенсации емкостных проводимостей фаз сети индуктивными проводимостями ДГР. При этом смещение нейтрали может достигнуть опасных значений.

Мощность реактора должна выбираться по значению емкостного тока сети с учетом ее развития в ближайшее время. При отсутствии данных о развитии сети мощность определяется по значению емкостного тока сети, увеличенному на 25%, т. е. Q=1,25IcUф.

Выбор мощности ДГР с большими запасами может привести к неполному использованию ДГР и затруднить установку наиболее целесообразных настроек. Малые запасы мощности ДГР могут привести к необходимости работы сети при режимах недокомпенсации, при которых возможны появления опасных напряжений смещения нейтрали.

Мощности ДГР должны быть выбраны такими, чтобы ступени токов компенсации (ответвлений) позволили устанавливать возможно полную компенсацию емкостного тока сети при возможных конфигурациях сети и отключениях отдельных линий.

При Iс > 50 А следует применять не менее двух реакторов.

ДГР и нейтраль трансформатора, к которой подключен реактор, должны быть защищены ОПН от перенапряжений, обусловленных срезом тока в ДГР при отключении двухфазных коротких замыканий на землю, когда на шинах трансформатора остается маленькая емкость.

ОПН устанавливается также, если наибольший ток ДГР Iр 30Ic, где Ic — емкостный ток замыкания на землю на шинах после отключения КЗ.

Отключение и включение холостого трансформатора, к нейтрали которого подключен ДГР, можно производить только после отключения реактора, так как неодновременность размыкания или замыкания контактов выключателя (разъединителя) может привести к появлению опасных перенапряжений, возникающих вследствие пофазной компенсации емкостей сети.