В сетях напряжения 3 ... 20 кВ и небольшой протяженности воздушных и кабельных линий ток замыкания фазы на землю составляет несколько ампер. Дуга в этом случае оказывается неустойчивой и самостоятельно гаснет. Такие сети могут нормально работать в режиме простого замыкания. Увеличение напряжения и протяженности сети приводит к росту тока замыкания на землю до десятков и сотен ампер. Дуга при таких токах может гореть долго, она часто переходит на соседние фазы, превращая однофазное замыкание в двух- или трехфазное. Быстрая ликвидация дуги достигается за счет компенсации тока замыкания на землю.
В качестве дугогасящего аппарата наиболее часто применяются дугогасящие реакторы.
Для трех шунтирующих реакторов схема выглядит следующим образом
Рис.15. Электрическая сеть с компенсацией емкостного тока
Для шунтирующих реакторов рис.15 справедливы следующие выражения
, , ; (46)
. (47)
Для дугогасящего реактора индуктивность
; (48)
, (49)
где k – степень настройки.
, (50)
где ν – степень расстройки.
Перенапряжения в сетях с компенсацией емкостного тока уменьшаются и не превышают значений
(51)
при .
Коэффициент замыкания на землю
Реально в электрических сетях используется только дугогасящий реактор в нейтрали, как наиболее экономичный.
Определим основные достоинства и недостатки сетей с компенсацией емкостного тока.
Достоинства:
1. Уменьшение уровня перенапряжений
2. Высокая надежность.
3. Снижение тока замыкания на землю вплоть до 0.
4. Простота выполнения, а также экономия на устройствах релейной защиты.
5. Допускается не устанавливать трансформатор тока на одну из фаз (обычно фазу b).
6. Невысокие требования к заземляющим устройствам.
Недостатки такие же, как и в сетях с изолированной нейтралью. Кроме того, возникают дополнительные затраты на амортизацию и обслуживание ДГР таких сетей.
Область применения:
1. Сети напряжением 6 – 10 кВ.
2. Генераторные цепи.
3. Сети 35 кВ.