Трифазна електрична мережа

1 Трифазна електрична мережа, що містить джерело трифазних напруг з нульовим проводом, наприклад трифазний трансформатор передавальної підстанції, причому виводи джерела трифазних напруг оснащені затискачами ЛІНІЙНИХ та нульової фаз, трифазне навантаження, споряджене затискачами ЛІНІЙНИХ та нульової фаз, перший фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, обладнаний затискачами ЛІНІЙНИХ та нульової фаз, а також трифазну ЛІНІЮ електропередачі з вхідними та вихідними виводами, ВХІДНІ ВИВОДИ якої приєднані до затискачів джерела трифазних напруг, наприклад, до трансформатора передавальної підстанції, ВИХІДНІ виводи ЛІНІЙНИХ фаз лінії електропередачі приєднані до затискачів ЛІНІЙНИХ фаз трифазного навантаження та до затискачів ЛІНІЙНИХ фаз першого фільтра струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, а затискачі нульових фаз трифазного навантаження та першого фільтра струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ з'єднані між собою, яка відрізняється тим, що до трифазної електричної мережі доданий другий фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, затискачі другого фільтра струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ приєднані до вхідних або проміжних виводів ЛІНІЙНИХ та нульової фаз трифазної мережі, а вихідний вивід нульової фази лінії електропередачі приєднаний до затискачів нульової фази трифазного навантаження та першого фільтра нульової ПОСЛІДОВНОСТІ 2 Трифазна електрична мережа за п 1, яка відрізняється тим, що трифазне навантаження має у своєму складі приймальну підстанцію, трансформатор якої споряджений первинною та вторинною системами обмоток, причому затискачі первинної системи обмоток приєднані до вихідних виводів мережі 3 Трифазна електрична мережа за пп 1 - 2, яка відрізняється тим, що до неї додані додаткові фільтри струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, приєднані до проміжних пунктів лінії електропередачі 4 Трифазна електрична мережа за пп 1 - 3, яка відрізняється тим, що площа поперечного перерізу проводу нульової фази лінії електропередачі у 1,5 - 3,0 рази більша від площі поперечного перерізу проводу лінійної фази лінії електропередачі 5 Трифазна електрична мережа за пп 1 - 4, яка відрізняється тим, що затискач нульової фази другого фільтра струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ приєднаний до грозозахисного троса на початку лінії електропередачі та контуру заземлення передавальної станції, а затискач нульової фази першого фільтра струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ приєднаний до грозозахисного троса кінця лінії електропередачі та до контуру заземлення трифазного навантаження, наприклад, до контуру заземлення приймальної підстанції 6 Трифазна електрична мережа за пп 3 - 5, яка відрізняється тим, що затискач нульової фази кожного додаткового фільтра струму нульової ПОСЛІДОВНОСТІ приєднаний до грозозахисного троса та заземлення у вказаних проміжних пунктах лінії електропередачі 7 Трифазна електрична мережа за пп 1 - 6, яка відрізняється тим, що з метою плавки ожеледі у розсічку проводу нульової фази принаймні одного фільтра струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ ввімкнутий генератор постійного або змінного однофазного струму 8 Трифазна електрична мережа за пп 1 - 7, яка відрізняється тим, що з метою захисту електропередачі від дії геомагнітних бур проводи ЛІНІЙНИХ фаз лінії електропередачі мають рівні довжини та опори постійному струму 9 Трифазна електрична мережа за пп 1 - 8, яка відрізняється тим, що проводи вводів ЛІНІЙНИХ фаз фільтра струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ мають рівні довжини та опори постійному струму 10 Трифазна електрична мережа за пп 1 - 9, яка відрізняється тим, що обмотки фільтра струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ ввімкнені між собою за схемою зигзаг 11 Трифазна електрична мережа за пп 1 - 9, яка відрізняється тим, що обмотки фільтра струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ ввімкнені між собою за схемою лямбда 12 Трифазна електрична мережа за пп 1 - 1 1 , яка відрізняється тим, що площа поперечного перерізу проводу вводу нульової фази вказаного філь (О 00 (О ю З 56486 4 тра утричі більша за площу поперечного перерізу проводу вводу лінійної фази вказаного фільтра Трифазна електрична мережа відноситься до електротехніки і призначена для використання у високовольтних трипровідних та низьковольтних чотирипровідних трифазних мережах як у нормальному режимі роботи, так і аварійному режимі при обриві або КЗ на землю проводу однієї з фаз лінії електропередачі Відома двофазна електрична мережа, яка містить симетричне двофазне джерело, симетричне двофазне навантаження та ЛІНІЮ електропередачі, яка складається з трьох або чотирьох проводів [1, С 54] її недолік - велика КІЛЬКІСТЬ проводів у чотирипровідних системах або^а наявність несиметрм напруг - у трипровідних мережах навіть при нормальних умовах експлуатації Відома симетрична трифазна мережа, яка містить симетричне трифазне джерело, симетричне трифазне навантаження та симетричну ЛІНІЮ передачі [1, С 73] Недолік мережі - при обриві одного з ЛІНІЙНИХ проводів на приймальному КІНЦІ ЛІНІЇ виникає несиметрія напруг, недопустима правилами технічної експлуатації Відома симетрична трифазна мережа, яка при обриві одного з ЛІНІЙНИХ проводів лінії електропередачі містить симетричне трифазне джерело, симетричне трифазне навантаження та несиметричну ЛІНІЮ передачі, що складається з двох проводів та одного супутнього електропровідного об'єкту Супутній електропровідний об'єкт виконує роль третього проводу лінії електропередачі Супутнім електропровідним об'єктом можуть бути проводи, троси, земля, рейки, труби, корпуси, морська вода, тощо [2-4] Недолік мережі - при обриві одного з ЛІНІЙНИХ проводів на приймальному КІНЦІ лінії електропередачі виникає несиметрія напруг Випробування показали, що така електропередача малопридатна для експлуатації Відома трифазна електрична мережа, у якої при обриві одного з ЛІНІЙНИХ проводів мережі досягається симетрія напруг за рахунок зміни коефіцієнтів трансформації напруг та струмів однофазних та трифазних трансформаторів та автотрансформаторів, приєднаних до кінця лінії передачі [5-7] Оскільки було встановлено, що у режимі обриву одного з проводів мережі для досягнення симетрії напруг на приймальній підстанції необхідно постійно змінювати вказані коефіцієнти трансформації у залежності від зміни параметрів навантаження, то така електропередача не набула поширення Відома трифазна електрична мережа, у якої при обриві одного з ЛІНІЙНИХ проводів лінії електропередачі симетрія напруг на приймальній підстанції досягається за рахунок приєднання у КІНЦІ ЛІНІЇ повздовжніх та шунтових конденсаторних батарей та дроселів, параметри яких залежать від параметрів навантаження [8,9] Недоліки такої мережі пов'язані з труднощами безконтактного регулювання параметрів дроселів та конденсаторних батарей Відома трифазна електрична мережа (прототип), яка включає джерело трифазної напруги з нульовим проводом, наприклад трифазний трансформатор передавальної підстанції, трифазне навантаження, фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, а також трифазну чотирипровідну ЛІНІЮ електропередачі з вхідними та вихідними виводами, ВХІДНІ виводи якої приєднані до затискачів джерела трифазних напруг, наприклад, до трансформатора передавальної підстанції, а ВИХІДНІ ВИВОДИ ЛІНІЙНИХ фаз лінії електропередачі приєднані до затискачів ЛІНІЙНИХ фаз трифазного навантаження та до затискачів ЛІНІЙНИХ фаз фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, причому затискачі нульових фаз трифазного навантаження та фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ з'єднані між собою і через поздовжньо ввімкнену конденсаторну батарею приєднані до вихідного виводу нульової фази лінії електропередачі [10] Електропередача (прототип) забезпечує параметричне симетрування напруг на приймальній підстанції Першим недоліком прототипу є наявність поздовжнього конденсатора у колі нульової фази При коротких замиканнях напруга на конденсаторній батареї збільшується у 15-20 разів, в результаті чого невиправдано зростають габарити та вартість конденсаторної батареї, причому навіть при умові завищення номінальної напруги у 15-20 разів не виключена можливість пробою ізоляції між пластинами конденсаторної батареї, наприклад при грозовому розряді Другий недолік прототипу пов'язаний з виникненням несиметрм струмів у джерелі трифазних напруг при обриві одного з проводів лінії електропередачі, що вимагає приєднання керованого симетруючого пристрою до вхідних виводів лінії електропередачі Отже, перевага прототипу, пов'язана з ефективністю параметричного регулювання симетрії напруг на приймальній підстанції, знижується через необхідність установки додаткового симетруючого пристрою, параметри якого повинні змінюватись у залежності від величини та фазного кута струму навантаження мережі У зв'язку з указаними недоліками трифазної електричної мережі (прототипу) була поставлена задача при обриві одного з проводів лінії електропередачі усунути конденсаторну батарею, досягти параметричного підтримання симетрії струмів трифазного джерела напруг і зберегти параметричне підтримання симетрії напруг на навантаженні Поставлена задача вирішена шляхом введення в трифазну електричну мережу другого фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ та зміни принципової схеми електропередачі, а саме тим, що до трифазної електричної мережі, яка включає джерело трифазних напруг з нульовим проводом, наприклад трифазний трансформатор передавальної підстанції, причому виводи джерела трифазних напруг оснащені затискачами ЛІНІЙНИХ та нульової фаз, 56486 трифазне навантаження, споряджене трьома затискачами ЛІНІЙНИХ фаз та одним затискачем нульової фази, перший фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, обладнаний затискачами ЛІНІЙНИХ та нульової фаз, а також трифазну ЛІНІЮ електропередачі з вхідними та вихідними виводами, ВХІДНІ виводи якої приєднані до затискачів джерела трифазних напруг, наприклад до трансформатора передавальної підстанції, ВИХІДНІ виводи ЛІНІЙНИХ фаз лінії електропередачі приєднані до затискачів ЛІНІЙНИХ фаз трифазного навантаження та до затискачів ЛІНІЙНИХ фаз першого фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, а затискачі нульових фаз трифазного навантаження та першого фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ з'єднані між собою, додано другий фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, затискачі другого фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ приєднані до вхідних або проміжних виводів ЛІНІЙНИХ та нульової фаз трифазної лінії електропередачі, а вихідний вивід нульової фази лінії електропередачі приєднаний до затискачів нульових фази трифазного навантаження та першого фільтру нульової ПОСЛІДОВНОСТІ Трифазне навантаження має у своєму складі приймальну підстанцію, трансформатор якої споряджений первинною та вторинною системами обмоток, причому затискачі первинної системи обмоток приєднані до вихідних виводів лінії електропередачі До трифазної електричної мережі додані додаткові фільтри струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, приєднані до проміжних пунктів трифазної електричної мережі, Площа поперечного перерізу проводу нульової фази трифазної електричної мережі у 1,5 - 3,0 рази більша від площі поперечного перерізу проводу лінійної фази трифазної електричної мережі Затискач нульової фази другого фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ приєднаний до грозозахисного тросу на початку трифазної електричної мережі та/або до контуру заземлення передавальної станції, а затискач нульової фази першого фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ приєднаний до грозозахисного тросу кінця лінії електропередачі та/або до контуру заземлення трифазного навантаження, наприклад - до контуру заземлення приймальної підстанції Затискач нульової фази кожного додаткового фільтру струму нульової ПОСЛІДОВНОСТІ приєднаний до грозозахисного тросу та/або заземлення у вказаних проміжних пунктах трифазної електричної мережі З метою плавки голольоду у розсічку проводу нульової фази принаймні одного фільтру нульової ПОСЛІДОВНОСТІ ввімкнутий генератор постійного або змінного однофазного струму Проводи ЛІНІЙНИХ фаз трифазної електричної мережі мають рівні довжини та опори постійному струму Проводи вводів ЛІНІЙНИХ фаз фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ мають рівні довжини та опори постійному струму Обмотки фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ ввімкнені між собою за схемою зигзаг Обмотки фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ ввімкнені між собою за схемою лямбда [11] Площа поперечного перерізу проводу вводу нульової фази фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ утричі більша від площі поперечного перерізу проводу вводу лінійної фази цього фільтру Для пояснення суті винаходу представлені фіг 1-7 На фіг 1 подана принципова схема трифазної електричної мережі з низьковольтною ЛІНІЄЮ та двома фільтрами струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ На фіг 2 подана принципова схема трифазної електричної мережі з високовольтною ЛІНІЄЮ та двома фільтрами струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ На фіг 3 подана принципова схема трифазної електричної мережі з високовольтною ЛІНІЄЮ та чотирма фільтрами струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ На фіг 4 представлене топографічне зображення опорів трифазного навантаження, обмоток першого фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, виводів лінії електропередачі та струмів у них при обриві проводу фази А На фіг 5 показаний трикутник струмів у вихідних виводах трифазної електричної мережі при обриві фази А На фіг 6 представлене топографічне зображення джерела трифазних напруг, обмоток другого фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, вхідних виводів трифазної електричної мережі та струмів у них при обриві проводу фази А На фіг 7 показаний трикутник струмів у вхідних виводах трифазної електричної мережі при обриві фази А На фіг 1 позначено 1-джерело трифазних напруг, 2 - трифазне навантаження, 3- перший фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, 4 - ЛІНІЯ електропередачі, 5 - другий фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, 6 та 7 - однополюсні вимикачі, А, В, С та 0 - ЛІНІЙНІ та нульова фази ВІДПОВІДНО На фіг 2 позначено 1- джерело трифазних напруг, 2 - трифазне навантаження, 3- перший фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, 4 - ЛІНІЯ електропередачі, 5 - другий фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, 6 та 7 - трансформатори передавальної та приймальної підстанцій, 8 та 9 - активна та реактивна складові опору землі, 10 - теж саме - грозозахисного тросу, А, В, С та 0 - ЛІНІЙНІ та нульова фази ВІДПОВІДНО На фіг 3 позначено 1- джерело трифазних напруг, 2 - трифазне навантаження, 3- перший фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, 4 - ЛІНІЯ електропередачі, 5 - другий фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, 6, 7 - додаткові фільтри струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, 8 - активні та реактивні опори ділянок грозозахисного тросу, 9 - активні та реактивні опори ділянок провідності землі На фіг 4 позначено А, В, С та 0 - ЛІНІЙНІ та ну льова фаЗИ ВІДПОВІДНО ВИХІДНИХ ВВОДІВ ЛІНИ, Іфд, ІФВ, ІФС - струми у обмотках першого фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, |АН, |вн, |сн - ЛІНІЙНІ струми симетричного трифазного навантаження, U (- 0), |в, Іс - струми у ЛІНІЙНИХ проводах вихідних виводів лінії електропередачі при обриві проводу 8 56486 фази А Жирними ЛІНІЯМИ позначені обмотки (фазори) першого фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ На фіг 5 позначено їв, Іс, IN - струми у ЛІНІЙНИХ фазах В та С, а також у нульовому проводі вихідних виводів лінії електропередачі ВІДПОВІДНО На фіг 6 позначено А, В, С та 0 - ЛІНІЙНІ та ну льова фази ВІДПОВІДНО, ІФА, ІФВ, ІФС - струми у обмотках другого фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, Ідц, Івд, Ісд ЛІНІЙНІ струми джерела трифазних напруг, U (=0), їв, ВС - струми у ЛІНІЙНИХ проводах вхідних виводів лінії електропередачі при обриві проводу фази А Жирними ЛІНІЯМИ позначені обмотки другого фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, Д - джерело трифазних напруг На фіг 7 позначені їв, Іс, IN - струми у ЛІНІЙНИХ фазах В та С, а також у нульовому проводі N вхідних виводів мережі ВІДПОВІДНО Склад трифазної електричної мережі До складу мережі входять джерело симетричних трифазних напруг 1, симетричне трифазне навантаження 2, перший фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ 3, трифазна ЛІНІЯ електропередачі 4 та другий фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ 5 (фіг 1) Трифазна електрична мережа включає також однополюсні або триполюсні вимикачі 6 та 7 У мережі джерело трифазних напруг 1, ЛІНІЯ передачі 4 та трифазне навантаження 2 ввімкнені між собою послідовно, перший фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ 3 приєднаний до вихідних виводів лінії електропередачі 4, а другий фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ 5 приєднаний до вхідних виводів лінії електропередачі 4 У випадку, коли ЛІНІЄЮ електропередачі є розподільча низьковольтна мережа, джерело трифазних напруг 1 складається з передавальної підстанції (високовольтної лінії електропередачі та передавальної підстанції), устаткованої трансформатором До складу високовольтної трифазної електричної мережі входять передавальна підстанція 1 з трансформатором 7, ЛІНІЯ електропередачі 4, приймальна підстанція 2 з трансформатором 6, перший фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ 3 та другий фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ 5, грозозахисний трос, який показано у вигляді резистора 8 та котушки індуктивності 9, електропровідність землі 10 між контурами заземлення передавальної та приймальної підстанцій (фіг 2) Джерело 1, ЛІНІЯ 4 та навантаження 2 ввімкнені між собою послідовно Перший фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ 3 приєднаний до вихідних виводів лінії електропередачі 4, а другий фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ 5 приєднаний до вхідних виводів лінії електропередачі 4 До складу низьковольтних та високовольтних трифазних електричних мереж додані додаткові фільтри струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ 6 та 7, показані на фіг 3 До складу мереж входять контури заземлення 9 (у випадку використання розподільчої мережі), контури заземлення (9) та грозозахисний трос 8 (у випадку високовольтної мережі) Електропровідність тросу та землі між контурами заземлення показана у вигляді активних та реактивних опорів ділянок грозозахисного тросу (8) та ділянок провідності землі 9 Перший та другий фільтри струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ розміщені на початку та КІНЦІ ЛІНІЇ електропередачі, а додаткові фільтри струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ розміщені приблизно рівномірно по довжині лінії, тому параметри ділянок приблизно рівні між собою Робота трифазної електричної мережі у нормальному режимі експлуатації полягає у наступному Енергія трифазного струму подається від джерела симетричних трифазних напруг 1 через симетричну ЛІНІЮ електропередачі 4 до симетричного навантаження 2 При цьому фільтри струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ знаходяться у режимі холостого ходу Тому струми намагнічування та втрати у цих фільтрах можна не враховувати через їх малість ( 1=1,0, (5) (6) |Іс|-|Існ| (3) -(3) , (7) У колі нульової фази фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ протікає струм, величина якого утричі більша струму його лінійної фази Останнє випливає з характерної особливості (1) |ІМ|=3*|ІАН|=3,0, | I N N I B | ( 3 ) 1 / 2 = | I (8) C | ( 3 ) 1 / 2 (9) Струми їв та Іс у проводах ЛІНІЙНИХ фаз лінії передачі рівні між собою за модулем, вектори струмів їв та Іс зсунуті на кут ті/З Отже, струм у нейтральному проводі лінії при обриві проводу лінійної фази у корень з трьох раз більший від струму у проводі лінійної фази (В або С) лінії три 56486 фазної електричної мережі (фіг 5) Аналогічні співвідношення мають місце при зворотній дії перетворенні несиметричної системи напруг та струмів на вхідних виводах лінії електропередачі (фіг 6) Струми у обмотках другого фільтру також рівні між собою згідно (1) ЛІНІЙНИЙ струм у фазі А джерела трифазних напруг дорівнює струму у обмотках фільтру і дорівнює третині струму нульової фази лінії електропередачі |ІДЦ|=|ІФА|=|ІІ\І/3| (10) Із трикутника струмів, показаного на фіг 7, а також порівняння топографічних зображень, показаних на фіг 4 та фіг 6, видно, що струми у обмотках першого та другого фільтрів рівні між собою ЛІНІЙНІ струми у фазах В та С визначаються із трикутників топографічного зображення при фазах В та С (фіг 6) |ІВД|=|ІВ-ІФВ|=|Ш| (11) |ІСД|=|ІВ-ІФС|=|Ш| (12) Із фіг 6 також видно, що ЛІНІЙНІ струми джерела трифазних напруг зсунуті на кути 2ті/3 та 4ті/3 Отже ЛІНІЙНІ струми симетричні Таким чином, застосування двох фільтрів струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ забезпечує симетрію ЛІНІЙНИХ струмів джерела трифазних напруг при обриві однієї з фаз Другим параметром, що описує режим трифазної електричної мережі, є коефіцієнт несиметрм напруг на вихідних виводах лінії електропередачі Величина коефіцієнту несиметрм Кги напруг зворотної ПОСЛІДОВНОСТІ регламентується нормами ГОСТ 13109-97 та стандартом Європи EN 5016094 Вона залежить від опору проводу нульової фази ZN, причому ZN = RN + JXN, ВІД опору проводу лінійної фази 2л, причому 2л = Рл + ]Хл, а також від фазного опору навантаження 2ФН, причому 2н = RH + JXH, І не повинна перевищувати 2% (Кги < 2%) Фільтри струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, як правило, мають відносно малий активний опір нульової ПОСЛІДОВНОСТІ Рфо та ще менший реактивний опір нульової ПОСЛІДОВНОСТІ Хфо Для спрощення аналізу можна Рфо та Хфо покласти рівними нулеві і далі їх не враховувати Укладання рівнянь за законами Кірхгофа, які описують режим електропередачі при обриві однієї з ЛІНІЙНИХ фаз, та їх розв'язок дають можливість визначити коефіцієнт несиметрм «2іі напруг на вихідних виводах трифазної елеКТрИЧНОЇ Мережі КоефіЦІЄНТ НеСИМетріІ «211 напруг дорівнює к З^МІ^Л z u 7 _і_ О7 О.7 _і_ О 7 О7 Із (13) видно, що для зменшення коефіцієнту несиметрм «2іі напруг опір проводу нульової фази 2N ДОЦІЛЬНО зменшувати Останнє в трифазній електричній мережі досягається за рахунок зміни відношення площ поперечного перерізу проводів нульової та лінійної фаз Тому це відношення рекомендовано нами обирати у межах від 1,5 до 3,0 Це відношення може бути рекомендоване також з точки зору співвідношення між струмами у проводах нейтральної та лінійної фаз при живленні нелінійних навантажень Тому нами рекомендовано приймати ZJI/Z N =1, 5-3,0 (14) 10 Із практики проектування трифазної електричної мережі відомо, що відношення 2л / 2ФН знаходиться у межах 0,05 - 0,07 2 Л / 2 Ф Н = 0 , 0 5 0 , 0 7 ( 1 5 ) При відношеннях (14) та (15) максимальне значення коефіцієнту несиметрм Кги напруг за зворотною ПОСЛІДОВНІСТЮ не перевищує 8,7% 15,1% У низьковольтних розподільчих мережах коефіцієнт несиметрм «2іі напруг за зворотною ПОСЛІДОВНІСТЮ не перевищує 5-7% Як видно з (13), коефіцієнт несиметрм «2іі напруг за зворотною ПОСЛІДОВНІСТЮ ніби можна зменшити, якщо збільшити площу поперечного перерізу ЛІНІЙНОГО проводу, тобто зменшити його опір 2л Але навіть різке зменшення 2л не дає істотного зменшення коефіцієнту «2іі Через це при виборі параметрів лінії для зменшення Кги не рекомендуємо зменшувати 2л, Найбільший ефект зменшення коефіцієнту несиметрм Кги напруг за зворотною ПОСЛІДОВНІСТЮ має місце у випадку введення додаткових фільтрів струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ Додаткові фільтри приєднані у проміжних пунктах лінії електропередачі, які ділять ЛІНІЮ на рівні ділянки за довжиною У випадку обриву проводу лінійної фази на одній з ділянок коефіцієнт несиметрм «2іі напруг за зворотною ПОСЛІДОВНІСТЮ на навантаженні визначається за виразом (16) К2и= Ъ 1^1Л , (16) (п + 1 ) 2 Ф Н + 3 2 ы + 2 2 л ' де п - КІЛЬКІСТЬ додаткових фільтрів струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, розміщених вздовж лінії і приєднаних у вказаних пунктах 3 виразу (16) видно, що зі збільшенням КІЛЬКОСТІ додаткових фільтрів ріЗКО ЗМеНШуЄТЬСЯ КОефіЦІЄНТ НеСИМетріІ «211 напруг за зворотною ПОСЛІДОВНІСТЮ при додаванні одного додаткового фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ «2іі зменшується майже удвічі, двох майже утричі, і т і Отже проектант, змінивши п, завжди може досягти технічно обґрунтовані характеристики трифазної електричної мережі Зазначимо, що для коротких високовольтних мереж та низьковольтних розподільчих мереж не має потреби у додаткових фільтрах струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ ОСКІЛЬКИ стандарт ГОСТ 13109-97 регламентує також коефіцієнт несиметрм Кой напруг за нульовою ПОСЛІДОВНІСТЮ, то дослідження показали, що Кой при обриві проводу однієї з ЛІНІЙНИХ фаз лінії електропередачі параметрично дорівнює нулеві при симетричному навантаженні та всіх можливих параметрах трифазної лінії електропередачі Кои-0 (17) Вираз (17) означає, що застосування фільтрів струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ на вході та виході лінії забезпечує практично параметричне симетрування напруг за нульовою та зворотною ПОСЛІДОВНІСТЮ Отже при обриві проводу нульової фази лінії трифазної електричної мережі забезпечує задовільну симетрію напруг Основне призначення трифазної електричної мережі - зменшення втрат енергії та підвищення якості електричної енергії як у нормальних умовах експлуатації, так і в режимі обриву однієї з фаз 12 11 56486 Крім названих трифазна електрична мережа параметричне підтримують врівноважений режим має додаткові варіанти використання передачі енергії з допомогою двох проводів ЛІНІЙНИХ фаз та одного електропровідного об'єкту У Перший з додаткових варіантів Трифазна випадку високовольтної електропередачі роль електрична мережа практично без додаткових змін проводу нульової фази виконує електропровідний має стійкий захист від геомагнітних бур, пов'язаних об'єкт захисний трос та/або земля з індукуванням квазі - постійних струмів у колі "земля та захисний трос - контур заземлення переЧетвертий з додаткових варіантів Трифазна давальної підстанції - обмотки трансформатора електрична мережа підтримує живучість функціюпередавальної підстанції - трипровідна ЛІНІЯ мевання при однофазних замиканнях між ЛІНІЙНИМИ режі - обмотки трансформатора приймальної підфазами шляхом відключення одного проводу сестанції - контур заземлення приймальної підстанред двох пошкоджених та переводу живлення у ції" Ці струми приводять до додаткового неповнофазний режим підмагнічування тристрижневих магнітопроводів П'ятий з додаткових варіантів Трифазна елекпередавальної та приймальної підстанцій Додаттрична мережа допускає пофазний ремонт електкове підмагнічування викликає накид реактивної роустаткування пошкодженої фази, не знижуючи потужності на енергосистему, який часто приводив пропускну здатність та забезпечуючи при цьому крупні енергосистеми до великих аварій - повного високу якість споживаної енергії Перевід у неповрозвалу енергосистем нофазний режим трифазної електричної мережі дає можливість зняти напругу з одного проводу Фільтри струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ на поелектропередачі та провести ремонт устаткуванчатку та КІНЦІ лінії трифазної електричної мережі ня, пов'язаного з від'єднаним проводом грають роль шунтів і зменшують ПОСТІЙНІ струми, які протікають по обмотках трансформаторів Ще Шостий з додаткових варіантів Трифазна елебільший ефект подавления додаткового підмагніктрична мережа забезпечує тривалу роботу лінії чування досягнутий при від'єднанні затискачів нудвома проводами ЛІНІЙНИХ фаз та електропровідльової фази трансформаторів від контурів заземним об'єктом Це дає змогу періодично, за графілення Зазначимо, що навіть значний постійний ком, знеструмлювати один з проводів мережі (виструм у колі нульової фази фільтру не приводить микачі 6 та 7 вимкнені, фиг 1), знімати з нього до його підмагнічування У електропередачі, СТІЙзмінний потенціал та проводити профілактичні КІЙ до дії геомагнітних бур, відрізки проводів ЛІНІЙроботи устаткування передачі без припинення НИХ фаз лінії мережі мають рівні довжини та опори електропостачання підприємств постійному струму Крім того, у такій передачі проСьомий з додаткових варіантів Трифазна елеводи вводів ЛІНІЙНИХ фаз у фільтрі струмів нульоктрична мережа стійко працює при однофазних вої ПОСЛІДОВНОСТІ мають рівні довжини та опори потужних навантаженнях, приєднаних між нульопостійному струму Трифазна електрична мережа вою та ЛІНІЙНОЮ фазами практично нечутлива до дії геомагнітних бур, якщо На фіг 1 - 4 та на фіг 6 обмотки фільтрів струобмотки трансформаторів ввімкнені за схемою мів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ між собою з'єднані за зигзаг або лямбда схемою зигзаг Як варіант виконання трифазної Другий з додаткових варіантів Трифазна електрична мережа практично без додаткових змін забезпечує плавку голольоду на проводах лінії шляхом врізки джерела постійного або змінного струму у електричне коло нульової фази будьякого фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ Це застосування засноване на нечутливості фільтру струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ до підмагнічування постійним струмом або змінним струмом довільної частоти, утому числі і промислової (50-60Гц) Для повного усунення підмагнічування трансформаторів при плавці голольоду затискачі нульової фази кожного трансформатора від'єднують від контуру заземлення, якщо обмотки трансформаторів з'єднані у зірку При цьому потенціал середньої точки обмоток трансформатора підтримується на рівні потенціалу землі з допомогою вказаних фільтрів Потреба у від'єднанні проводу нульової фази від лінії електропередачі відпадає, якщо обмотки трансформаторів з'єднані за схемою зигзаг або лямбда Третій з додаткових варіантів Трифазна електрична мережа, обладнана однополюсними вимикачами та засобами максимального захисту, забезпечує живучість трифазної електричної мережі при однофазному короткому замиканні (КЗ) на землю проводу однієї з ЛІНІЙНИХ фаз лінії У випадку такого КЗ однополюсний вимикач вимикає однофазне КЗ, після чого ЛІНІЯ, або окремі її ділянки електричної мережі обмотки фільтрів струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ між собою з'єднані за схемою лямбда [11] Отже трифазна електрична мережа, устаткована двома і більше фільтрами струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ, має підвищені надійність та живучість, що ставить її у ряд найбільш перспективних Трифазна електрична мережа пройшла лабораторні випробування Експериментальні дослідження підтвердили її надійність та живучість Джерела інформації 1 Веселовский О Н Михаил Осипович Доливо -Добровольский -М -Л , 1958, с 54, с 73, с 265 2 Эффендизаде А А , Листенгартен Б А Исследование режима работы электробура при питании по системе два провода - труба - Известия ВУЗОВ, «Нефть и газ», 1963, №10, С 93-96 3 Вернер П П Электропередача два провода - земля - «Электричество», 1933, №20 4 Титов А И Симметрирование напряжений с помощью емкости в системе ДПР (два провода рельс) Вестник Всесоюзного научноисследовательского института железнодорожного транспорта, 1965, - С 40-63 5 Музыченко А Д Электропередача Авторское свидетельство СССР №855848, МКИ Н02 J 3/00 Опубліковано 15 08 1981 Бюл №30 6 Попов В А , Лосев С Б , Кушкова Е И Симметрирование неполнофазной электропередачи 56486 14 13 рирования неполнофазного режима работы линии 500кВ //Электричество -1992, №3 -С 38-41 и устройство для его осуществления Авторское 7 Богрунов В Г , Королюк Ю Ф , Крупович свидетельство СССР №1007156, МКИ Н 02 3/26 М С, Крылова И М Устройство для передачи Опубліковано 1983 Бюл №11 электроэнергии Авторское свидетельство СССР, №655018, МКИ Н 02 J 3/00 Опубліковано 10 Шидловский А К, Музыченко А Д , Трофи30 03,79г менко А П , Лога В В , Денисенко О Г , Долгинцев А В Трехфазная электрическая сеть Авторское 8 Богрунов В Г , Королюк Ю Ф , Крупович свидетельство СССР №1504725 МКИ Н 02 J 3/26 М С , Лысков Ю И Способ перевода в полнофазОпубліковано 1987 Бюл №32 ный режим линии электропередачи с шунтирующими реакторами Авторское свидетельство 11 Музиченко О Д , Музиченко Ю О , МузичеСССР, №690587, МКИ Н 02 J 3/00 Опубліковано нко О О Фільтр струмів нульової ПОСЛІДОВНОСТІ 1979г Бюл №37 Патент України №34226А, Н 02 Н 007/08 Опубліковано 2001 Бюл №1 9 Вазягин Л К , Дронов В М , Способ симмет Фіг 1 Фіг 2 15 56486 16 Існ ФІГ. 6 Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24