Dužina za potiskivanje lukovične struje ili Petersenova dužina

Definicija koile za potisivanje lukovi

Koila za potisivanje lukova, takođe poznata kao Petersenova koila, je induktivna koila koja se koristi za neutralizaciju kapacitivnog nabavljajućeg struja u podzemnim električnim mrežama tokom zemljane greške.

Svrha i funkcija

Koila smanjuje veliki kapacitivni nabavljajući struj tokom zemljane greške stvaranjem suprotnog induktivnog struja.

Način rada

Induktivni struj generisan od koile anulira kapacitivni struj, sprečavajući nastanak luka na mestu greške.

Kapacitivni struj u podzemnim sistemima

Podzemne kablovi imaju kontinualni kapacitivni struj zbog dielektrične izolacije između vodnika i zemlje.

Izračunavanje induktivnosti

Naponi trofaznog ravnotežnog sistema prikazani su na slici – 1.

U visokonaponskim i srednjeg naponskim podzemnim kabelskim mrežama, svaka faza ima kapacitet između vodnika i zemlje, što dovodi do kontinualnog kapacitivnog struja. Ovaj struj vodi fazni napon za 90 stepeni, kao što je prikazano na slici – 2.

Ako se dogodi zemljana greška u žutej fazi, napon žute faze prema zemlji postaje nula. Neutralna tačka sistema pomeri se na vrh vektora žute faze. Kao posledica, napon u zdravim fazama (crvenoj i plavoj) porašće na &sqrt;3 puta originalnu vrednost.

Prirodno, odgovarajući kapacitivni struj u svakoj zdravoj fazi (crvenoj i plavoj) postaje &sqrt;3 puta originalnu vrednost, kao što je prikazano na slici-4, ispod.

Vektorski zbir koji je rezultat ova dva kapacitivna struja sada će biti 3I, gde se I uzima kao nominalni kapacitivni struj po fazi u ravnotežnom sistemu. To znači, u zdravom ravnotežnom stanju sistema, IR = IY = IB = I.

Ovo je ilustrovano na slici- 5 ispod,

Ovaj rezultujući struj onda teče kroz grešku putem ka zemlji, kao što je prikazano ispod.

Sada, ako spojimo jednu induktivnu koilu od odgovarajuće induktivnosti (obično se koristi čelikovski jezgra inductor) između zvezdaste tačke ili neutralne tačke sistema i zemlje, scenario će biti potpuno promenjen. U slučaju greške, struj kroz inductor će biti jednak i suprotan po veličini i fazi u odnosu na kapacitivni struj kroz put greške. Induktivni struj takođe prati put greške sistema. Kapacitivni i induktivni struj anuliraju jedni druge na putu greške, stoga neće biti nikakvog rezultujućeg struja kroz put greške nastalog zbog kapacitivne akcije podzemnih kabela. Idealna situacija je prikazana na slici ispod.

Ovaj koncept je prvi put implementiran od strane W. Petersena 1917. godine, stoga se induktivna koila koristi za tu svrhu, nazvana Petersenova koila.

Kapacitivni deo struja greške je visok u podzemnim kabelskim sistemima. Kada se desi zemljana greška, magnituda ovog kapacitivnog struja kroz put greške postaje 3 puta veća od nominalnog faznog kapacitivnog struja zdrave faze. Ovo dovodi do značajnog pomeranja preseka sa nulom struja od preseka sa nulom napona u sistemu. Zbog prisutnosti ovog visokog kapacitivnog struja u putu zemljane greške, dobiće se serija ponovnih upala na mestu greške. Ovo može dovesti do neželjenih prenapona u sistemu.

Induktivnost Petersenove koile bira se ili prilagođava na takvu vrednost koja dovodi do induktivnog struja koji može tačno neutralizovati kapacitivni struj.

Hajde da izračunamo induktivnost Petersenove koile za 3-fazni podzemni sistem. Za to pretpostavimo da je kapacitet između vodnika i zemlje u svakoj fazi sistema C farad. Tada će kapacitivni izbijajući struj ili nabavljajući struj u svakoj fazi biti

Dakle, kapacitivni struj kroz put greške tokom jednofazne zemljane greške je

Nakon greške, zvezdasta tačka će imati fazni napon jer se neutralna tačka pomeri na tačku greške. Dakle, napon koji se javlja preko induktora je Vph. Stoga, induktivni struj kroz koilu je

Sada, za otkazivanje kapacitivnog struja vrednosti 3I, IL mora imati istu magnitudu ali 180o električno udaljen. Stoga,

Kada se dizajn ili konfiguracija sistema promeni, kao što su dužina, presjek, debljina ili kvalitet izolacije, induktivnost koile mora se prilagoditi. Stoga, Petersenove koile često imaju uređaj za promenu tapova.