Вирішення суперечності в заземленні резонансних катушок: застосування демпфуючих реєстрів та стратегії налаштування

Пункти суперечності

У автоматичних системах згасування дуги, точність налаштування висока, залишковий струм невеликий, і робота близька до резонансної точки.

У системі заземлення з автоматичним слідкуванням за згасувачем дуги, необхідно враховувати два фактори:

• При нормальній роботі довготривала зміщення напруги нейтральної точки не повинна перевищувати 15% номінальної фазової напруги системи;

• У разі заземлення залишковий струм має бути малим, щоб сприяти згасанню дуги.

Як вимоги до налаштування системи заземлення згасувача дуги, необхідно забезпечити, щоб зміщення напруги нейтральної точки не перевищувало 15% номінальної фазової напруги при нормальній роботі, а також зробити ступінь розстрою якомога меншою. Це очевидно протиріччя.

Пункти рішення

Наразі, для вирішення цього протиріччя, до контуру автоматичної компенсації згасувача дуги підключається демпфуючий резистор.

При нормальній роботі електромережі, завдяки наявності демпфуючого резистора, коефіцієнт демпфування d резонансного контуру значно збільшується. Навіть якщо ступінь розстрою дорівнює 0, напруга зміщення нейтральної точки може бути практично контролювана в рамках встановлених норм.

При виникненні заземлення у мережі, демпфуючий резистор короткозамиканий, що дозволяє добре компенсувати залишковий струм, практично вирішуючи протиріччя між малим залишковим струмом та надмірною напругою зміщення нейтральної точки за межами встановлених норм.

Для запобігання серійному резонансному перенапругу, до контуру заземлення згасувача дуги додається демпфуючий резистор, щоб придушити генерацію резонансної перенапруги, забезпечуючи, щоб напруга зміщення нейтральної точки не перевищувала 15% фазової напруги при нормальній роботі системи.

Пункти аналізу

При нормальній роботі електромережі, нульова еквівалентна схема мережі, заземленої через згасувач дуги, є серійним резонансним контуром, як показано на наступному малюнку. На малюнку L і gₗ — індуктивність та еквівалентна провідність згасувача дуги; C і g — ємність і витоки утечки на землю кожного фазового проводника; U₀₀ — асиметрична напруга.

Напруга зміщення нейтральної точки, отримана з вище зазначеного малюнка, є:

Для задоволення вимог стандартів часто використовується метод збільшення ступеня розстрою ν для віддалення системи від резонансної точки. Однак, як видно з вищенаведеної формули, крім збільшення ступеня розстрою ν, можна також використовувати метод збільшення коефіцієнта демпфування d. Підключення демпфуючого резистора паралельно або послідовно до згасувача дуги має на меті збільшити коефіцієнт демпфування мережі, що в свою чергу зменшує напругу зміщення нейтральної точки U₀. Коли в мережі виникає заземлення, короткозамикання демпфуючого резистора дозволяє добре компенсувати залишковий струм.

Ключові пункти уваги

Для додавання демпфуючого резистора можна використовувати форми підключення демпфуючого резистора послідовно до контуру згасувача дуги або паралельно на вторинній стороні згасувача дуги. При виникненні однофазного заземлення в системі напруга нейтральної точки зростає, а струм нейтральної точки збільшується. Коли струм перевищує встановлене значення, демпфуючий резистор повинен швидко короткозамикатися, щоб уникнути його спалювання. Коли система повертається до нормального стану, короткозамкнення демпфуючого резистора повинно бути своєчасно відключено, щоб демпфуючий резистор знову був правильно підключений до контуру згасувача дуги. В іншому випадку, система може досіяти резонансної перенапруги через втрату демпфуючого резистора.