SPÔSOBY PREVÁDZKY A PORUCHY SIETÍ VYSOKÉHO NAPÄTIA
SPÔSOBY PREVÁDZKY VN SIETÍ
Siete vn je možné prevádzkovať ako sieť
• s izolovaným uzlom transformátora,
• s neúčinne uzemneným uzlom transformátora.
Siete s izolovaným uzlom transformátora majú uzol transformátora odizolovaný od zeme. V bezporuchovom chode má uzol vinutia transformátora voči zemi nulové napätie (za predpokladu rovnomerného zaťaženia fáz). Fázy majú proti zemi fázové napätie, medzi sebou napätie združené. . V ustálenom prevádzkovom stave sa kapacitné prúdy siete uzatvárajú cez zem
2 Ak je sieť napájaná trojfázovým symetrickým napätím súčet kapacitných prúdov tečúcich do zeme:
Siete s neúčinne uzemneným uzlom transformátora sa prevádzkujú tak, že medzi uzol vinutia transformátora a zem sa zapojí Petersenova (zhášacia) tlmivka, ktorej úlohou je pri poruche obmedziť poruchový prúd kapacitného charakteru
. PORUCHOVÉ STAVY VN SIETÍ
V sústavách prevádzkovaných s účinne uzemneným uzlom transformátora sa poruchy, pri ktorých došlo k vodivému spojeniu jednej alebo viacerých fáz so zemou nazývajú jedno alebo viacfázové skraty. V prípade izolovaných alebo neúčinne uzemnených sietí sa vodivé spojenie fázy so zemou nazýva zemné spojenie. Pri zemnom spojení jednej fázy sa uzatvárajú kapacitné prúdy zdravých fáz cez zem, miesto zemného spojenia a vinutie transformátora. Poruchové prúdy v rozsiahlych vn sieťach môžu dosiahnuť značných hodnôt. Prúd tečúci miestom zemného spojenia bude
IC=IC2+IC3=(UL2+UL3)*jωC=3Uf jωC
3 kde: ω - elektrická uhlová rýchlosť, C - kapacita medzi vodičom a zemou, Uf - fázové napätie sústavy. Pri poruche vzniká elektrický oblúk ktorý môže zasiahnuť susedné fázy a spôsobiť dvoj alebo trojfázové skraty. Ďalším nepriaznivým prejavom zemného spojenia je vznik nebezpečného dotykového a krokového napätia. Dôsledkom zemného spojenia je zväčšenie napätia zdravých fáz proti zemi na napätie združené. Uzol vinutia transformátora má proti zemi napätie fázové.
Skutočnosť, že poruchový prúd má kapacitný charakter sa využíva pri kompenzácií kapacitného poruchového prúdu indukčnosťou, pripojenou medzi uzol transformátora a zem. Situácia v sústave s neúčinne uzemneným uzlom pri jednofázovom zemnom spojení je na obr. 5. Tlmivkou prechádza pri zemnom spojení prúd induktívneho charakteru, ktorý sa uzatvára cez miesto zemného spojenia a poškodenú fázu do uzla vinutia transformátora. Pri približne rovnakej veľkosti sa prúdy vzájomne takmer rušia. Oblúk ktorý vznikol v okamihu zemného spojenia pri malom zvyškovom prúde zanikne. Preto sa kompenzačná tlmivka nazýva zhášacia tlmivka. Týmto sa zabráni ďalšiemu opaľovaniu vodičov a v mieste poruchy sa zníži krokové napätie
Vhodná indukčnosť zhášacej tlmivky sa stanovuje výpočtom. Indukčnosť potrebná pre kompenzáciu zemného spojenia bude
L=1/(3ω2C)
kde: ω - je elektrická uhlová rýchlosť, C - je kapacita medzi vodičom a zemou.
Vzhľadom k tomu, že požiadavka na nastavenie tlmivky sa s prevádzkou mení, musí sa dať meniť aj jej indukčnosť. Ladenie tlmivky sa vykonáva plynule, zmenou vzduchovej medzery magnetického obvodu.
Problém s nastavením tlmivky v prípade káblových sietí vyvolal potrebu prevádzkovať tieto siete s uzlom uzemneným cez odporník. ,
V prípade poruchy bude mať uzol proti zemi praktiky plné fázové napätie a miestom poruchy potečie činný a kapacitný prúd. Vhodným nastavením odporníka môžeme veľkosť skratového prúdu výrazne obmedziť.
ZÁVER
Z uvedeného vyplýva hlavná výhoda kompenzovaných vonkajších vedení a to automatická likvidácia všetkých krátkodobých zemných spojení, spôsobených napríklad atmosférickými poruchami. V prípade trvalej poruchy je možné takéto vedenie krátkodobo prevádzkovať.
