Загасувач на дуга или Петерсонов котел

Дефиниција на котел за потиснување на дуг

Котелот за потиснување на дуг, познат и како Петерсен котел, е индуктивен котел користен за нейтрализирање на капацитивниот заредувачки ток во подземните електрични мрежи при земјишко повредување.

Цел и функција

Котелот го намалува големиот капацитивен заредувачки ток при земјишко повредување со создавање на противоположен индуктивен ток.

Принцип на работа

Индуктивниот ток генериран од котелот го аннулира капацитивниот ток, спречувајќи ја арката на местото на повредување.

Капацитивен ток во подземни системи

Подземните кабели имаат непрекинат капацитивен ток поради диелектричната изолација помеѓу проводникот и земјата.

Израчунување на индуктивноста

Напоните на балансиран систем со три фази се прикажани на фиг. 1.

Во подземните високонапонски и среднонапонски кабелски мрежи, секоја фаза има капацитет меѓу проводникот и земјата, што доведува до непрекинат капацитивен ток. Овој ток води фазниот напон со 90 степени, како што е прикажано на фиг. 2.

Ако се случи земјишко повредување во жолтата фаза, напонот на жолтата фаза кон земјата станува нула. Нултиот точка на системот се преместува на врвот на векторот на жолтата фаза. Како резултат, напонот во здравите фази (червената и сината) се зголемува до &sqrt;3 пати од оригиналената вредност.

Соодветно, капацитивниот ток во секоја здрава фаза (червена и сина) станува &sqrt;3 од оригиналената вредност, како што е прикажано на фиг. 4, подолу.

Векторскиот збир кој е резултат од овие два капацитивни тока сега ќе биде 3I, каде што I е номиналниот капацитивен ток по фаза во балансиран систем. Тоа значи дека, при здрави услови на системот, IR = IY = IB = I.

Ова е илустрирано на фиг. 5 подолу,

Овој резултантен ток потоа протече низ повредениот пат до земјата, како што е прикажано подолу.

Сега, ако поврземе еден индуктивен котел со соодветна индуктивност (обично се користи железен јадро-индуктор) меѓу звездичниот или нултиот точка на системот и земјата, сценариот ќе се целосно промени. При повредени услови, токот низ индукторот е точно и спротивно во магнитуда и фаза на капацитивниот ток низ повредениот пат. Индуктивниот ток исто така следи повредениот пат на системот. Капацитивниот и индуктивниот ток се аннулираат едни со други на повредениот пат, затоа нема да има никаков резултантен ток низ повредениот пат создаден поради капацитивната акција на подземниот кабел. Идеалната ситуација е илустрирана на фигурата подолу.

Овој концепт првпат беше имплементиран од W. Петерсен во 1917 година, затоа индуктивниот котел кој се користи за тоа се нарекува Петерсен котел.

Капацитивниот компонент на повредниот ток е висок во подземни кабелски системи. Кога се случи земјишко повредување, магнитудата на овој капацитивен ток низ повредениот пат станува 3 пати повеќе од номиналниот фазен до земјин капацитивен ток на здравата фаза. Ова предизвикува значително преместување на нулта пресечна точка на токот од нултата пресечна точка на напонот во системот. Збогат на присуството на овој висок капацитивен ток во земјишката повредна патека, ќе има серија на повторни удари на повредната локација. Ова може да предизвика нежелана надворешна напонска промена во системот.

Индуктивноста на Петерсен котелот е избрана или прилагодена на таква вредност која предизвикува индуктивен ток кој точно нейтрализира капацитивниот ток.

Да израчунаме индуктивноста на Петерсен котелот за 3-фазен подземен систем. За тоа да разгледаме капацитетот помеѓу проводникот и земјата во секоја фаза на системот, кој е C фарад. Тогаш капацитивниот течејќи или заредувачки ток во секоја фаза ќе биде

Значи, капацитивниот ток низ повредениот пат при повредување на една фаза до земјата е

После повредувањето, звездичниот точка ќе има фазен напон, бидејќи нултиот точка се премести до повредната точка. Значи, напонот кој се појавува попереку индукторот е Vph. Следователно, индуктивниот ток низ котелот е

Сега, за аннулирање на капацитивниот ток од вредност 3I, IL мора да има иста магнитуда, но 180o електрично оддалечена. Значи,

Кога дизајнот или конфигурацијата на системот се менува, како на пример должина, пресечен пречник, дејбелост или квалитет на изолацијата, индуктивноста на котелот мора да се прилагоди. Затоа, Петерсен котелите често имаат уред за менување на тапи.