Lösung des Widerspruchs in der Erdschlussdämpfung mit Bogenlöschspulen: Anwendungen von Dämpfwiderständen und Abstimmungsstrategien

Widerspruchspunkte

Bei automatisch nachverfolgenden Bogenlöschspulen ist die Einstellgenauigkeit hoch, der Reststrom gering und der Betrieb nahe am Resonanzpunkt.

In einem automatischen Nachverfolgungsbogenlöschspulen-Erdsystem müssen zwei Faktoren berücksichtigt werden:

• Unter normalen Betriebsbedingungen sollte die langfristige Spannungsverschiebung des neutralen Punktes nicht mehr als 15 % der Nennphasenspannung des Systems überschreiten;

• Im Falle eines Erdfehlers sollte der Erdrückstandsstrom klein sein, um das Erlöschen des Bogens zu erleichtern.

Als Abstimmungsanforderungen für ein Bogenlöschspulen-Erdsystem ist es notwendig sicherzustellen, dass die Spannungsverschiebung des neutralen Punktes während des normalen Betriebs nicht mehr als 15 % der Nennphasenspannung übersteigt, während gleichzeitig der Verstimmungsgrad so gering wie möglich gehalten wird. Dies ist offensichtlich widersprüchlich.

Lösungspunkte

Derzeit wird zur Lösung dieses Widerspruchs ein Dämpfungswiderstand in den Schaltkreis der automatischen Kompensationsbogenlöschspule angeschlossen.

Während des normalen Betriebs des Stromnetzes führt die Anwesenheit des Dämpfungswiderstands zu einer signifikanten Erhöhung der Dämpfungsraten d des Resonanzkreises. Selbst wenn der Verstimmungsgrad bei 0 liegt, kann die Spannungsverschiebung des neutralen Punktes im wesentlichen innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs kontrolliert werden.

Wenn ein Erdfehler im Stromnetz auftritt, wird der Dämpfungswiderstand kurzgeschlossen, sodass der Erdrückstandsstrom gut kompensiert werden kann. Dies löst im Wesentlichen den Widerspruch zwischen kleinem Erdrückstandsstrom und übermäßigem Spannungsversatz des neutralen Punktes jenseits des vorgesehenen Bereichs.

Um eine Serie von Resonanzüberspannungen zu vermeiden, wird ein Dämpfungswiderstand in den Erdschaltkreis der Bogenlöschspule hinzugefügt, um die Entstehung von Resonanzüberspannungen zu unterdrücken und sicherzustellen, dass die Spannungsverschiebung des neutralen Punktes während des normalen Betriebs des Systems nicht mehr als 15 % der Phasenspannung übersteigt.

Analysepunkte

Während des normalen Betriebs des Stromnetzes ist der Nullsequenzgleichstromkreis des über eine Bogenlöschspule geerdeten Stromnetzes ein Serienresonanzkreis, wie in der folgenden Abbildung gezeigt. In der Abbildung sind L und gl die Induktivität und die äquivalente Leitfähigkeit der Bogenlöschspule; C und g sind die Kapazität und der Leckleitwert pro Phase zum Erde; U₀₀ ist die unsymmetrische Spannung.

Die aus der obigen Abbildung abgeleitete Spannungsverschiebung des neutralen Punktes lautet:

Um den Anforderungen der Vorschriften gerecht zu werden, wird oft die Methode angewendet, den Verstimmungsgrad ν zu erhöhen, um das System vom Resonanzpunkt wegzubringen. Wie jedoch aus der obigen Formel ersichtlich ist, kann neben dem Erhöhen des Verstimmungsgrades ν auch die Methode des Erhöhens der Dämpfungsrate d verwendet werden. Die parallele oder serielle Verbindung eines Dämpfungswiderstands mit der Bogenlöschspule zielt darauf ab, die Dämpfungsrate des Stromnetzes zu erhöhen, wodurch die Spannungsverschiebung des neutralen Punktes U₀ reduziert wird. Wenn ein Erdfehler im Stromnetz auftritt, ermöglicht das Kurzschließen des Dämpfungswiderstands eine gute Kompensation des Erdrückstandsstroms.

Hinweise

Zur Hinzufügung eines Dämpfungswiderstands können die Formen der seriellen Verbindung des Dämpfungswiderstands mit dem Schaltkreis der Bogenlöschspule oder der parallelen Verbindung auf der Sekundärseite der Bogenlöschspule verwendet werden. Wenn ein Einphasen-Erdfehler im System auftritt, steigt die Spannung des neutralen Punktes und der Neutralpunktestrom nimmt zu. Wenn der Strom den eingestellten Wert überschreitet, sollte der Dämpfungswiderstand schnell kurzgeschlossen werden, um sein Verbrennen zu vermeiden. Wenn das System wieder normal arbeitet, sollte der Kurzschlusspunkt des Dämpfungswiderstands rechtzeitig getrennt werden, damit der Dämpfungswiderstand wieder normal in Serie mit dem Schaltkreis der Bogenlöschspule verbunden ist. Andernfalls könnte das System aufgrund des Verlustes des Dämpfungswiderstands eine Resonanzüberspannung erfahren.