Przedmiotem wynalazku jest uklad do kontroli stanu skompensowania pojemnosciowych pradów jednofazowych zwarcia z ziemia w sieci wysokiego napiecia z izolowanym punktem gwiazdowym, umoz¬ liwiajacy ograniczenie skutków zwarc doziemnych.Izolowanie punktu gwiazdowego w sieci rozdziel¬ czej w przypadku doziemienia jednej fazy umozli¬ wia teoretycznie, przez okreslony czas, normalna prace tej sieci.Warunkiem tego jest jednak dobry stan izolacji sieci oraz — co jest bezwzgledna koniecznoscia — stan skompensowania pradów pojemnosciowych jednofazowego zwarcia z ziemia w tej sieci. Prady te, w normalnym stanie pracy sieci, przeplywaja przez poszczególne przewody fazowe i stanowia na¬ turalne, bierne obciazenie zródel energii elektrycz¬ nej.Z uwagi na duza pojemnosc sieci, zwlaszcza kablo¬ wej, wartosci tych pradów sa duze i praktycznie przy napieciu na przyklad 6 kV przyjmuje sie je na poziomie okolo 1 A na 1 km dlugosci kabla. Przy doziemieniu jednej fazy, calkowita wartosc tego pra¬ du przeplywa przez miejsce zwarcia i powraca do zródla energii elektrycznej doziemiona zyla.Praktyka potwierdza, ze prad zwarcia doziemnego w granicach 5—10 A nie wyrzadza w zasadzie wiek¬ szych szkód.Niemniej problem kompensacji pradów zwarc do¬ ziemnych ma zasadnicze znaczenie, bowiem okreslo¬ ny stan skompensowania tych pradów wplywa na 10 15 20 25 30 stabilnosc pracy systemu elektroenergetycznego.Problem ten nabiera szczególnej wagi, gdy wartosci pradu zwarcia doziemnego staja sie wieksze. Moga one spowodowac dotkliwe szkody gospodarcze, jak niszczenie izolacji kabli i zyl kabla w otoczeniu miejsca zwarcia, wypalanie zelaza w maszynach elektrycznych, dalsze zaklócenia i awarie w postaci wtórnych przebic innych kabli w sieci, czy tez ma¬ szyn elektrycznych z powodu wystepujacych prze¬ piec oraz straty w produkcji z tytulu przerw w do¬ stawie energii elektrycznej.Kompensacje pradów zwarc doziemnych przepro¬ wadza sie wykorzystujac charakter pojemnosciowy pradu zwarciowego. Wlaczajac na drodze tego pradu cewke indukcyjna, której prad indukcyjny jest rów¬ ny pod wzgledem wartosci zwarciowemu pradowi pojemnosciowemu, lecz przeciwny co do kierunku, uzyskuje sie znoszenie tych pradów i w efekcie przez miejsce zwarcia nie poplynie - praktycznie zaden prad, co jest równoznaczne z uniknieciem wspom¬ nianych szkód gospodarczych.Do kontroli stanu skompensowania pojemnoscio¬ wych pradów jednofazowego zwarcia z ziemia sto¬ suje sie uklady umozliwiajace laczenie jednej fazy sieci z ziemia (sztuczne zwarcie) za posrednictwem elementu ograniczajacego prad zwarcia, wyposazo¬ ne w urzadzenie do kompensacji indukcyjnej, przy¬ rzad do regulacji jego reaktancji i element nim ste¬ rujacy.Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 92 151 124 672124 672 3 4 uklad zawierajacy rezystor o wartosci co najmniej kilkudziesieciu kiloomów jako element ograniczaja¬ cy prad zwarcia i dlawik jako urzadzenie do kom¬ pensacji indukcyjnej, wyposazony w przekaznik kie¬ runkowy, którego cewka napieciowa polaczona jest równolegle z dlawikiem, a cewka pradowa wlaczona jest w obwód sztucznego zwarcia, natomiast zestyki przekaznika wlaczone sa w obwód elementu wyko¬ nawczego, sprzezonego mechanicznie z dlawikiem.Uklad wyposazony jest dodatkowo w urzadzenie programujaco-czasowe.Zastosowanie rezystora umozliwia wprawdzie do¬ prowadzenie sieci do skompensowania, ale w prak¬ tyce eksploatacyjnej korzystne jest pewne prze- kompensowanie sieci, niemozliwe za pomoca rezy¬ stora. Prad o wartosci miliamperów plynacy przez galaz wlaczona miedzy faze sieci a ziemie jest wie¬ lokrotnie mniejszy od pradów uplywowych, zwlasz¬ cza wyzszych harmonicznych, co moze wplywac, na bledne wyniki kompensacji.Uklad wedlug wynalazku jako element ogranicza¬ jacy prad zwarcia ma impedancje, wlaczona pomie¬ dzy jedna dowolna faze sieci a ziemie, w szereg z amperomierzem do pomiaru natezenia pradu ply¬ nacego przez impedancje podczas kompensowania sieci za pomoca cewki kompensacyjnej, wlaczonej pomiedzy punkt zerowy sieci a ziemie.Uklad zaopatrzony jest w sterujacy urzadzeniem kompensacyjnym przekaznik biernomocowy wlaczo¬ ny w ten sposób, by przez cewke pradowa przekaz¬ nika izolowana za pomoca przekladnika pradowego przeplywal prad plynacy przez impedancje, a cewka napieciowa przekaznika byla przylaczona korzystnie przez przesuwnik fazowy do otwartego trójkata przekladników napieciowych przylaczonych do kon¬ trolowanej sieci. Przeplyw pradu o minimalnej war¬ tosci przez impedancje wlaczona pomiedzy jedna, dowolnie wybrana faze sieci a ziemie swiadczy o osiagnieciu zalozonego stanu skompensowania sie¬ ci przyjetego za optymalny, co osiaga sie przez od¬ powiednia regulacje reaktancji cewki kompensacyj¬ nej. Wartosc impedancji nie odgrywa tu zasadniczej roli i sposób pozostaje ten sam dla kazdej wartosci, niemniej ustalono praktycznie, ze ze wzgledu na przepiecia oraz mozliwosc pomiaru i obserwacji zmian pradu z wystarczajaca dokladnoscia, najlepsze efekty otrzymuje sie, gdy wartosc wlaczonej impe¬ dancji zawiera sie w granicach od 500 do 1000 omów.Uklad moze dzialac okresowo, kontrolujac stan skompensowania w odstepach czasowych, jezeli za¬ opatrzy sie go w zegar sterujacy wlaczony w obwód wylacznika wlaczajacego impedancje.Wynalazek umozliwa pewne, korzystne w prak¬ tyce, przekompensowanie sieci. Eliminuje zagroze¬ nie porazeniowe obslugi, gdyz aparatura obslugiwa¬ na jest calkowicie izolowana od obwodów wysokie¬ go napiecia. Wlaczenie cewki napieciowej przekaz¬ nika kierunkowego przez przekladniki napieciowe chroni ja przed zniszczeniem podczas jedno i wielo¬ fazowych zwarc z ziemia. Dzieki wlaczeniu tej cewki z otwartego trójkata przekladników napieciowych przez przesuwnik fazowy, uklada umozliwia kontro¬ le dowolnie zadanego poziomu skompensowania sie¬ ci i automatyczne utrzymywanie sieci na tym pozio¬ mie.Wynalazek objasniono blizej w oparciu o przy¬ klad przedstawiony na rysunku stanowiacym sche- 5 mat ideowy ukladu przylaczonego do sieci.Pomiedzy faze T sieci kablowej 6. o lacznej dlu¬ gosci 120 km, a ziemie 7 wlaczona jest impedancja 5 o wartosci 600 omów. Obserwujac wskazania am¬ peromierza 3 zmienia sie recznie reaktancje cewki kompensacyjnej 17 ustawiajac minimalny przeplyw pradu przez impedancje 5 wynoszaca 5 amperów.Po uzyskaniu tego stanu skompensowania spowo¬ dowano próbnie zwarcie sieci stwierdzajac, ze nate¬ zenie pradu zwarciowego, bedacego czynnym pra¬ dem uplywowym, wynosi 8 amperów.W ukladzie przedstawionym na rysunku impedan¬ cja 5 wlaczona jest miedzy faze T sieci 6, a ziemie 7 za posrednictwem wylacznika 8. W szereg z am¬ peromierzem 3 i przekladnikiem pradowym 4 sta¬ nowiacymi obwód wtórny w stosunku do pierwot¬ nego obwodu impedancji 5, wlaczona jest cewka pradowa 2 kierunkowego przekaznika bierno-moco- wego 1. Cewka napieciowa 9 przekaznika 1 przyla¬ czona jest przez przesuwnik fazowy 10 do otwartego trójkata przekladników napieciowych 11. Przekaz¬ nik 1 swoim stykiem przelacznym 12 polaczony jest przez urzadzenie pomocnicze 13 ze stycznikami 14 silnika 15. W obwód wylacznika 8 wlaczony jest zegar sterujacy 16.Po wlaczeniu wylacznikiem 8 impedancji 5 am¬ peromierz 3 wskazuje natezenie pradu przeplywa¬ jacego przez impedancje. Przez zmiane reaktancji cewki kompensacyjnej 17 znajduje sie minimum tego natezenia. W ukladzie przedstawionym na ry¬ sunku zmiany reaktancji cewki kompensacyjnej do¬ konuje przekaznik 1 tak, aby natezenie pradu osia¬ galo minimum, okreslajace stan skompensowania sieci. Zadana czestotliwosc kontroli reguluje zegar sterujacy 16.Zastrzezenia patentowe 1. Uklad do kontroli stanu skompensowania po¬ jemnosciowych pradów jednofazowego zwarcia z zie¬ mia w sieci wysokiego napiecia z izolowanym pun¬ ktem gwiazdowym, zawierajacy urzadzenie do kom¬ pensacji indukcyjnej, przyrzad do regulacji jego reaktancji i sterujacy nim przekaznik kierunkowy, oraz wlaczony za posrednictwem wylacznika mie¬ dzy jedna faze sieci a ziemie element ograniczajacy wartosc pradu, znamienny tym, ze jako element ograniczajacy wartosc pradu ma impedancje (5), przy czym cewka pradowa (2) przekaznika bierno- mocowego (1) wlaczona jest poprzez przekladnik pradowy (4) w obwód impedancji (5), a cewka na¬ pieciowa (9) przylaczona jest przez przesuwnik fa¬ zowy (10) do otwartego trójkata przekladników na¬ pieciowych (11) przylaczonych do kontrolowanej sie¬ ci (6). 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze war¬ tosc impedancji zawiera sie w granicach od 500 do 1000 omów. 15 20 25 30 35 40 45 50 55124 672 PL