Řešení konfliktu v zemnícím zapojení duhové cívky: Aplikace tlumičů a strategie ladění

Bodův rozporu

V automatických sledovacích tlumičích oblouku je přesnost nastavení vysoká, zbytkový proud je malý a provoz je blízko rezonančnímu bodu.

V systému zemlovazebného napětí s automatickým sledovacím tlumičem oblouku musí být zohledněny dva faktory:

• Při normálním provozu by měla dlouhodobá posunutí napětí nulového bodu nepřekročit 15 % nominální fázového napětí systému;

• V případě zemního poruchy by měl být zbytkový proud zemnice malý, aby se usnadnilo uhašení oblouku.

Jako požadavky na ladění pro systém zemlovazebného napětí s tlumičem oblouku je třeba zajistit, aby posunutí napětí nulového bodu při normálním provozu nepřekročilo 15 % jmenovitého fázového napětí, a zároveň minimalizovat stupeň netuning. To je zřejmě protikladné.

Bodův řešení

V současné době se k vyřešení tohoto rozporu v obvodu automatické kompenzační cívky oblouku připojuje tlumivý odpor.

Při normálním provozu elektrické sítě, díky přítomnosti tlumivého odporu, se koeficient tlumení d rezonančního obvodu značně zvýší. I když je v daném okamžiku stupeň netuning roven 0, lze posunutí napětí nulového bodu téměř plně kontrolovat v rámci stanovených hranic.

V případě, že dojde k zemnímu poruchu v elektrické síti, je tlumivý odpor krácen, takže zbytkový proud zemnice může být dobře kompenzován, což zásadně vyřeší rozpor mezi malým zbytkovým proudem zemnice a překročením stanoveného rozsahu posunutí napětí nulového bodu.

Pro prevenci sériové rezonanční přepětí se do obvodu zemlovazebného napětí s tlumičem oblouku přidává tlumivý odpor, který potlačuje vznik rezonanční přepětí a zajišťuje, aby posunutí napětí nulového bodu nepřekročilo 15 % fázového napětí při normálním provozu systému.

Analytické body

Při normálním provozu elektrické sítě je nulový ekvivalentní obvod sítě zemlené prostřednictvím tlumiče oblouku sériovým rezonančním obvodem, jak je znázorněno na následujícím obrázku. Na obrázku jsou L a gₗ induktance a ekvivalentní vodič tlumiče oblouku; C a g jsou kapacitance a vodič každé fáze ke zemi sítě; U₀₀ je asymetrické napětí.

Posunutí napětí nulového bodu odvozené z výše uvedeného obrázku je:

Pro splnění požadavků předpisů se často používá metoda zvýšení stupně netuning ν pro udržení systému vzdáleného od rezonančního bodu. Nicméně, jak je vidět z výše uvedeného vzorce, kromě zvýšení stupně netuning ν lze také použít metodu zvýšení koeficientu tlumení d. Připojení tlumivého odporu paralelně nebo sériově s tlumičem oblouku má za cíl zvýšit koeficient tlumení sítě, což snižuje posunutí napětí nulového bodu U₀. V případě, že dojde k zemnímu poruchu v elektrické síti, krácení tlumivého odporu umožňuje dobré kompenzace zbytkového proudu zemnice.

Klíčové body pro pozornost

Pro přidání tlumivého odporu lze použít formy připojení tlumivého odporu sériově s obvodem cívky oblouku nebo paralelně na sekundární straně cívky oblouku. V případě, že dojde k jednofázovému zemnímu poruchu v systému, stoupne napětí nulového bodu a zvýší se proud nulového bodu. Pokud proud překročí nastavenou hodnotu, by měl být tlumivý odpor rychle krácen, aby se zabránilo jeho spálení. Po návratu systému do normálního stavu by mělo být krácení tlumivého odporu včas odpojeno, aby byl tlumivý odpor opět normálně připojen sériově k obvodu cívky oblouku. Jinak by systém mohl zaznamenat rezonanční přepětí v důsledku ztráty tlumivého odporu.