МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА ТОКОВ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ПРИ ДУГОВЫХ ЗАМЫКАНИЯХ В КОМПЕНСИРОВАННЫХ СЕТЯХ
29 августа 2010Пашковский С.Н.,
Понамарев Е.А. Научный руководитель: Вайнштейн Р.А., к.т.н., доцент
Томский политехнический университет, 634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина, 30
Данный вопрос рассматривается в связи с проведением работы по усовершенствованию защиты от замыканий на землю в электроустановках с компенсацией емкостного тока и комбинированным заземлением нейтрали. В частности, это относится к распределительным сетям 6-10 кВ и к гидрогенераторам с нейтралью заземленной через дугогасящий реактор.
При дуговом перемежающемся замыкании имеют место следующие друг за другом стадии горения дуги и стадия стекания избыточных зарядов с емкостей фаз сети через дугогасящий реактор. Ток первой стадии содержит ток разряда емкости поврежденной фазы и токи дозаряда емкостей неповрежденных фаз. Пути и направления протекания токов разряда, дозаряда и токов стека-ния избыточных зарядов различны и показаны на
|
а, |
|
ап |
рис. 1. Это обстоятельство необходимо учитывать при определении частотных спектров тока в поврежденных и неповрежденных элементах.
Рис. 1. Токи обусловленные изменением зарядов фаз сети при дуговом замыкании:
/ ► 1 ► - токи разряда;
/-
► 1 ► - токи дозаряда;
—т^-\> > о - токи стекания
избыточных зарядов емкостей фаз после обрыва дуги
соответственно в поврежденной
и неповрежденной линиях.
Примем, что ток разряда затухает апериодически, а ток дозаряда имеют колебательный характер. Ток стекания избыточных зарядов в сети с компенсацией емкостного тока имеет вид затухающих колебаний с частотой, близкой к промышленной. В соответствии с этим, выражения для токов различных стадий дугового замыкания примем в виде:
Ток разряда:
U-со2-С
|
ip |
|
К |
|
-<\-{tг-t) |
пр р ф
|
Ток дозаряда: |
|
2-U-col-C пр д ф |
(1)
-е-8<1г-1пр) х
|
xsin Ток стекания: |
|
(2) |
t~ t
-—(o-(tпр-tг)
|
ст |
К ■ и ■ е 2х
NГ
|
^■СФ-^ст |
■ sin{coст• (t- tг)), (3)
где Сф - суммарная емкость фазы сети относительно земли;
со - корни характеристического
уравнения и резонансная частота контура разряда емкости поврежденной фазы;
сод, 8- резонансная частота и коэффициент
затухания контуров дозаряда емкостей неповрежденных фаз;
со, Uфт- промышленная частота и амплитуда
фазного напряжения сети;
t- момент зажигания дуги на поврежденной
фазе;
tг - момент гашения дуги на поврежденной фазе;
U- пробивное напряжение в месте замыкания;
и№ - напряжение нулевой последовательности в момент гашения дуги;
КП - коэффициент, определяющий долю тока протекающего в месте установки защиты (сечение 1-1).