Zemní sojení v trojfázovýh soustváh. Úvod Sítě vysokého nětí ovykle nemjí římo uzemněný uzel. Tyto sítě hustě rotínjí území venkov, městská entr i okrje měst s růmyslovými závody jsou ve znčné míře vystveny uď tmosférikým vlivům, neo izím záshům i četným řeětím. Tyto jevy znčně ovlivňují jejih ezoruhový hod. Jejih následkem vznikjí čsté izolční vdy jednotlivýh fází ředevším roti zemi tzv. zemní sojení. Zásdní rozdíl mezi jednofázovým zkrtem zemním sojením je v tom, že zkrtový roud je většinou několiknásoně větší než roud rovozní (neo je lízký rovoznímu roudu) má indukční hrkter, kdežto v místě zemního sojení rohází ouze mlý oruhový roud kitního hrkteru. V sítíh s větší rozlohou, kde oruhový roud řesáhne hodnotu si 5 A, vzniká ři zemníh sojeníh zrvidl olouk, který se rozroste do znčnýh délek, ývá velie ohylivý téměř vždy zsáhne sousední fáze. Důsledkem toho jsou k dvoj- neo troj-fázové zkrty. Hoříí oloukové zemní sojení řeluje vodiče dřevěné stožáry ničí izolátory. Neezečným jevem jsou řeětí, která nstnou ři nestilním hoření olouku (dohází k jeho hsnutí oětnému zlování), zvláště ři řerušovném zemním sojení. N zdrvýh fázíh se mohou ojevit nětí ž (4 4,5) U f, kde U f je efektivní hodnot fázového nětí. Ay ylo možné udržet rovoz těhto sítí i ři zemním sojení, rovádí se komenze zemníh roudů, která sočívá v různém zůsou sojení uzlu sítě se zemí. U symetrikýh sítí ez oruh se sojení jejih uzlu se zemí rktiky nerojeví, rozdíly nstávjí ž ři zemníh oruháh neo jinýh nesymetrikýh stveh řehodnýh jeveh v těhto sítíh. Především se týkjí velikosti hrkteru roudů zemníh oruh, nětí roti zemi, řeětí ři zemníh oruháh rovozníh vlstností. V soustváh vn v České reulie jsou oužívány čtyři zůsoy sojení uzlu sítě se zemí. Mlé sítě vn růmyslovýh závodů vlstníh sotře elektráren teláren jsou rovozovány s izolovným uzlem. U těhto sítí dohází k smočinnému odstrnění důsledků řehodnýh oruh izole jedné fáze roti zemi. Převžujíím zůsoem uzemnění uzlu v nših distriučníh sítíh vn je uzemnění uzlu řes zhášeí tlumivku. Výhodou tohoto zojení je, že i rozsáhlejší sítě lze rovozovt se zemním sojením o dou otřenou k nlezení oruhy, tkže do řerušení dodávky elektriké energie je velmi krátká. Nví většin řehodnýh zemníh sojení se zháší sm. Rozšiřováním kelovýh sítí se snižuje očet řehodnýh oruh. Ve většině řídů dohází k řehodu trvlýh zemníh sojení ve zkrty. U těhto sítí k zniká výhod rovozu komenze zemníh kitníh roudů. S oždvkem ryhlého vyínání všeh zemníh oruh se zčlo roszovt sojení uzlu řes rezistor. Uzlový rezistor omezuje roudy jednoólovýh oruh. Sojení výhod rovozu komenze zemníh kitníh roudů rovozu řes rezistor je rovoz s krátkodoým řehodným uzemněním uzlu řes rezistor. Tento zůso rovozu se oužívá v menším rozshu u smíšenýh sítí. Jedná se vlstně o rovoz s komenzí zemníh kitníh roudů, kde se ři trvjíí oruše krátkodoě řiíná rlelně ke zhášeí tlumive rezistor. Tím dojde ke zvětšení oruhového roudu vytvoří se odmínky ro solehlivý náěh ohrny ostiženého vývodu. Nevýhodou jsou vysoké investiční nákldy, neoť je nutno oužít jk zhášeí tlumivku, tk i omezujíí rezistor síní řístroje. - -
Podle velikosti řehodového odoru v místě zemního sojení s rozlišují: ) odorová zemní sojení hodnot řehodového odoru je řádově několik set Ω ) kovová olouková zemní sojení hodnot řehodového odoru je jen několik Ω, zrvidl znedtelná Podle doy trvání těhto stvů se rozlišují: ) mžiková zemní sojení do,5 s ) krátkodoá zemní sojení do 5 min ) řerušovná zemní sojení mžiková neo krátkodoá zemní sojení několikrát o soě se okujíí d) trvlá zemní sojení ž do okmžiku odstrnění, zrvidl několik hodin. Síť s izolovným uzlem.. Bezoruhový stv Sítě s izolovným uzlem ývjí mlého rozshu jsou oužívány tm, kde zemní roud neřevyšuje hodnotu A. Výhozí shém sítě řed vznikem oruhy je n or.. Pro studium zemníh sojení uvžujeme jen kity sítě k zemi, ro zjednodušení osttní rmetry znedáváme (i svodové odory jsou u zdrvýh fází krát ž 5krát větší než kitní rektne). Dále ředokládáme, že nětí zdroje je symetriké síť je v hodu nrázdno. U f U f U f I I I vvn U vn U U U k k k Z or. lyne ro nětí roudy: Or. : Trojfázová soustv s izolovným uzlem f () f f - -
jωk jωk () jωk Protože síť má izolovný uzel, musí ltit ro roudy: (3) Sečteme rovnie () rovnie () ostuně vynásoíme jω k, jω k, jω k sečteme. Dostneme jω( k k k ) jω( k k k ) jω( k k k ) f f f První člen je nulový, dále uvážíme, že f â f, f âf, kde. â e â j o j e o j j 3 3 (4) (5) Potom o úrvě dostneme: k â k âk f k k k (6) Z rovnie (6) lyne, že v kitně nesouměrné síti je nětí izolovného uzlu roti zemi: V kitně souměrné síti ude: k k k k Potom čittel zlomku v rovnii (6) ude: k ( â â) nětí uzlu roti zemi ři ezoruhovém hodu: - 3 -
.. Dokonlé trvlé zemní sojení Při dokonlém (kovovém) trvlém zemním sojení ude shém symetriké sítě odle or.: U U f U f U f I I I I I k k k I U U U Or. : Zemní sojení v souměrné síti Podle or. je oruhový roud složen ze dvou roudů, tekouíh kitmi neostiženýh fází. Třetí kit ostižené fáze je řeklenut oruhou. Z or. vylývjí vzthy: (7) (8) jωk (9) jωk () () f () f (3) f Z uvedenýh rovni lynou tyto závěry: rovnie (8): ři dokonlém zemním sojení klesne nětí ostižené fáze n nulu rovnie (): nětí uzlu trnsformátoru stoune n hodnotu záorného nětí ostižené fáze: f j3 â 3e (4) rovnie (): f ( ) f f j3 â 3e (5) rovnie (3): f ( ) f f o o - 4 -
Při dokonlém zemním sojení stounou nětí neostiženýh fází roti zemi n sdruženou hodnotu. Rovnie (7, (9), () dávjí zemní oruhový roud: ( ) jωk (6) Doszením z, z rovni (4), (5) ude: [( â ) ( )] â f jωk (7) Po dlší úrvě održíme hledný oruhový roud: jωk ( â â ) f k 3jωk ( A;s, F, V) 3jω (8) f Poruhový roud tedy ředíhá nětí uzlu soustvy o π/ je součtem kitníh roudů neostiženýh fází. Bývá oznčován jko kitní roud sítě je měřítkem ro její rozsh i volu zůsou rovozu uzlu. Něťové roudové oměry ři trvlém dokonlém zemním sojení jsou zřejmé z fázorového digrmu n or.3. I I I U U f U U U f U f Or. 3: Něťové roudové oměry ři zemním sojení - 5 -
Poruhová zemní roud závisí n elkové rozloze sítě řiojené k trnsformátoru. Z kitu k (F) lze dosdit k k l ( F;F / km,km). Velikost oruhového zemního roudu rktiky nezávisí v dné síti n vzdálenosti míst oruhy od trnsformátoru viz or.4. I I Or. 4: Vliv vzdálenosti zemního sojení od zdroje n velikost oruhového roudu I ( A;s, F / km, km,v) 3ωk lu (9) f U venkovníh vedení sítí kv se očítá s kitním roudem,63 A/km. U kelovýh vedení jsou měrné kity mnohonásoně vyšší než u venkovníh vedení nví závislé n růřezu jder, konstruki kelu druhu izole. Orientčně lze ro kely kv s růřezy ž 4 mm írovou izolí očítt s měrnými kitními roudy 3,5 ž 4,5 A/km..3. Odorové zemní sojení O odorovém zemním sojení mluvíme v řídě, že hodnot řehodového odoru v místě oruhy je neznedtelná, řádově několik set Ω (viz. or.5). Nětí ostižené fáze roti zemi je v tomto řídě nenulové ro oruhový roud ltí: / R () Dále ltí rovnie () (). Při odvozování nětí uzlu roti zemi ostuujeme odoně jko u ezoruhového stvu: Sečteme rovnie () rovnie () ostuně vynásoíme jω k, jω k, jω k sečteme. Dostneme: jω ( k k k ) jω( k k k ) jω( k k k ) f f f - 6 -
První člen je roven oruhovému roudu. Po vyjádření nětí ostižené fáze lze již sndno získt vzth ro nětí uzlu ři odorovém zemním sojení: ( k â k âk ) jω( k k k ) R f jω R () Stv R odovídá dokonlému zemnímu sojení, kdy f. Stv R odovídá ezoruhovému rovoznímu stvu, kdy ři kitně symetriké síti. f U U f U f U f I I I -I R I I I k k k I U U U Or. 5: Odorové zemní sojení Vzth ro nětí uzlu lze oeně vyjádřit jko funki odoru oruhy R : Â R f Bˆ R ( ) f () R Pro široký rozsh hodnot odoru R oisuje kone vektoru kružnii v Gussově rovině. Z těhto okolností může nětí jedné zdrvé fáze dosáhnout i větší hodnoty než sdruženého nětí sítě. Situi ilustrují fázorové digrmy n or.6 7. - 7 -
U U U U f U U f U f Or. 6: Fázorový digrm nětí ři odorovém zemním sojení U f I I I I Or. 7: Fázorový digrm roudů ři odorovém zemním sojení Poruhový roud získáme z rovni (), () () následovně ro kitně symetrikou síť: jω ( k k k ) ( ) jωk [ 3 ( )] jωk f f R 3jωk 3jωk 3jωk R (3) f - 8 -
3. Síť s uzlem uzemněným řes zhášeí tlumivku 3.. Komenze zemníh roudů V sítíh, kde zemní roud řevyšuje hodnotu 5 A, se dooručuje jeho komenze, ři roudeh nd A je komenze nutná. V rozvodnáh vn se oužívá několik zůsoů, z nihž nejčstější je lynule regulovtelná zhášeí tlumivk. Tto tlumivk se zojuje mezi uzel trnsformátoru zem. Prini její činnosti v síti je trný z or. 8. U I I I I k k k I Or. 8: Činnost zhášeí tlumivky V ezoruhovém hodu je ři kitně souměrné síti nětí uzlu U, ři ovyklýh nesymetriíh ývá U <, U f. Při dokonlém zemním sojení je nětí uzlu tlumivkou ívkou ude zožděn o π/ z nětím : f. Proud tekouí nyní ideální zhášeí j ω (4) Při vhodné velikosti ředem nstvené indukčnosti dojde ke komenzi zemníh roudů. Indukční roud jdouí od tlumivky k místu zemního sojení je v rotifázi s kitními roudy zdrvýh fází dojde tk k uhšení olouku viz or.9. - 9 -
I I I I U U f U U U f U f Or. 9: Prini komenze zemního roudu Při úlné komenzi ltí: (5) s oužitím rovnie (8): j 3jωk ω Potřená indukčnost ideální zhášeí ívky ro úlnou komenzi zemního roudu ude z ředhozí rovnie: ( H;s,F) (6) 3ω k Zdánlivý výkon zhášeí ívky se stnoví ze vzthu: ( VA;s,F,V) * * Ŝ j j3ωk U j3ωk U f jωk U (7) ω kde U (V) je sdružené nětí sítě. Tento výkon je jlový indukční: ( VAr;s,F,V) Q ωk U (8) - -
Při ideální komenzi neteče místem oruhy žádný roud, neudrží se tedy olouk. Při skutečnýh oměreh zůstává v místě oruhy zytkový roud, který oshuje jednk nevykomenzovný roud neřesného nstvení indukčnosti, jednk nevykomenzovtelnou činnou složku zůsoenou svody vedení činným odorem zhášeí tlumivky konečně roudy vyššíh hrmonikýh. Pokud je tento zytkový roud menší než 5 A, dojde rovněž k uhšení olouku vlivem deionize jeho dráhy. Poruhový roud k můžeme vyjádřit jko: R 3G j 3ωk ω (9) kde R je odor tlumivky G svodový odor jedné fáze vedení. Zytkový roud je k zřejmý z fázorového digrmu or.. I I I I I I R U U f U U U f U f Or. : Fázorový digrm se zytkovým roudem Poruhový roud (zytkový) je u doře vylděné komenzovné sítě mnohem nižší než kitní roud sítě má činný hrkter. U oloukovýh zemníh oruh jsou tím výrzně zlešeny odmínky ro jejih smozhášení, olouk se řerušuje ez oětovnýh zálů, s omlým nárůstem nětí v ostižené fázi. Nižší velikost oruhového roudu rovněž říznivě ovlivňuje nároky n uzemnění v síti. 3.. dění zhášeí tlumivky Vhodná velikost indukčnosti zhášeí tlumivky se stnovuje ři návrhu volě tlumivky výočtem. Srávné nstvení zhášeí tlumivky se otom rovádí v ezoruhovém rovozu v dné síti. Při odenutí neo řinutí některého vedení do rozvodny je nutné řeldění. Přestvování in- - -
dukčnosti, dříve odočkmi, dnes lynule změnou mgnetikého ovodu se rovádí motorem, ovládným dálkově uď ručně, neo smočinně. Zákldní shém ideálního ovodu je n or.. U f U f U f U I I I U U U I k k k Or. : Přiojení zhášeí tlumivky do uzlu trojfázové sítě Z or. vylývjí následujíí vzthy: jω (3) (3) f f f f (3) (33) f f ( k k k ) jω (34) Doszením do rovnie (34) z (3) ž (33) dostneme: [( k k â k â) ( k k k ) ] f jω (35) Podle rovnie (3): (36) jω Srovnáním osledníh rovni úrvou dostneme: ( k â k â) f ω ( k k k ) (37) ω k - -
ω ( â k âk ) k f (38) ω ( k k k ) Grf funke f ( ) U je n or.. Jedná se vlstně o rezonnční křivku ovodu z or.. U f Rezonnční křivk je křivk odovídjíí jisté kitní nesymetrii vedení (venkovní vedení). Ve skutečnosti je vlivem činnýh odorů mximum omezeno. Přímk roházejíí vrholem určuje rezonnční indukčnost rez, která zjišťuje, že ři vzniku zemního sojení dojde k úlné komenzi zemního roudu. Rezonnční křivk umožňuje nstvení zhášeí tlumivky nř. měřením nětí U n tlumive ři její reguli. Protože nstvení se rovádí do rezonne, nzývá se čsto zhášeí tlumivk rezonnční ívkou (tlumivkou). U U f ΔU Δ REZ (H) Or. : Rezonnční křivky V sítíh jen málo kitně nesymetrikýh (kelová vedení) dává rovnie (38) rezonnční křivku, která je tím lošší, čím je větší symetrie vedení. Vyhledávání mxim omoí voltmetru je v těhto řídeh otížné ři zel symetriké síti nemožné. V sítíh znčně nesymetrikýh s netrnými činnými odory dosáhne mximum křivky znčné hodnoty uzel trnsformátoru je ři rezonni nmáhán velkým nětím U. V těhto řídeh se zhášeí tlumivk úmyslně rozldí o hodnotu Δ neo Δ. Vlivem velké strmosti rezonnční křivky nětí uzlu znčně oklesne. Pokud rozldění nezůsoí zytkový roud větší než 5 A, je činnost zhášeí tlumivky zjištěn nzývá se dizonnční tlumivk. Pro doílení říznivýh účinků komenze n smozhášení oruh i s ohledem n omezení hldiny řeětí dimenzování uzemnění v sítíh je zotřeí udržovt rozdíl mezi roudem o nstvení zhášeí tlumivky I nst kitním roudem sítě I k do % z kitního roudu sítě: I nst I,I (39) k k - 3 -
Zhášeí tlumivky se řednostně řiojují k uzlům nájeíh trnsformátorů. Pokud není uzel vn vyveden, řiojí se tlumivk n uzel uměle vytvořený trojfázovou nulovou tlumivkou neo omoným trnsformátorem Y N /d. 4. Síť s uzlem uzemněným řes rezistor Prolémy s nlděním zhášeí tlumivky u kitně souměrnýh sítí (městské kelové sítě) solu s osttními tehnikými ekonomikými rolémy vedou k rovozování odorově uzemněnýh sítí viz. or.3. U R I R R R R R I I I I I k k k I I R Or. 3: Činný odor v uzlu trojfázové sítě Tento zůso uzemnění je vhodný ředevším u kelovýh sítí, kde je většin oruh trvlá, tkže se zmenšení oruhového roudu nemůže rojevit smozhášením oruh jko ři oloukovýh oruháh u venkovníh vedení. Zhášeí tlumivk neomezuje řeětí ři vzniku zemníh sojení, rovoz ři zemním sojení nmáhá izoli zdrvýh fází zvýšeným nětím řináší riziko vzniku víenásonýh oruh. Uzel soustvy je uzemněn řes činný odor. Při vzniku izolční oruhy v síti oklesne nětí n ostižené fázi nětí uzlu se zvýší téměř n hodnotu fázového nětí. Místem oruhy ři jednofázovém zkrtu rotéká součet roudů činným odorem kitního roudu elé sítě. Velikost oruhového roudu je závislá n elkové rozloze sítě, všk klesá se vzdáleností míst oruhy od trnsformátoru. Vhodnou volou velikosti odoru R v uzlu se omezuje velikost zkrtového roudu. Odstrnění oruhy se rovádí odoně jko ři jednofázovém zkrtu. Podmínk tlumení řeětí vyjdřuje oždvek, y jmenovitý roud uzlového rezistoru yl větší, než je kitní roud sítě: I R I k U f / R 3ωk U f - 4 -
Pro odor uzlového rezistoru tedy ltí: R 3ω (4) k Mximální roud zemní oruhy je dán vektorovým součtem jmenovitého roudu uzlového rezistoru kitního roudu sítě (oruh v lízkosti nájeího trnsformátoru znedány odélné imedne vedení odor v místě oruhy): P ( / R j3ωk ) U f R k (4) Fázorový digrm v tomto řídě odovídá or.4. I I R I I I I U U f U U U f U f Or. 4: Fázorový digrm ři zemní oruše v lízkosti trnsformátoru hrkteristikým rysem rovozu s uzlovým rezistorem je, že i řehodná oruh se rojeví vynutím říslušného vývodu. To je otřené u kelovýh vedení, kde oruh většinou souvisí s oškozením kelu dlší rovoz kelu je tedy nežádouí. U venkovníh vedení je všk mnoho řehodnýh oruh ez oškození vedení. Ay nedoházelo ke zytečným trvlým vynutím, lze oužít systém OZ (oětného znutí). Jeho ůsoením se - 5 -
odsttně snižuje dlouhodoé řerušení dodávek zůsoenýh krátkodoou oruhou n venkovním vedení. Provoz uzlu řes rezistor je výhodný z hledisk oděrtelů tm, kde je mlý očet řehodnýh oruh kde je nok reltivně velký očet následnýh oruh. Uzemnění řes rezistor se ovžuje z nutné, řekročí-li kitní roudy sítě 35 ž 4A, u sítí s kitními roudy od 5A do si 35 ž 4A je rovoz řes uzlový rezistor možný říustný. Zd rovoz ude výhodnější, závisí n oměru následnýh oruh řehodnýh oruh či vlstně n oměru součtu délek kelů k venkovnímu vedení. 5. Síť s řehodným uzemněním uzlu Jedná se o síť s komenzí zemníh kitníh roudů, kde se ři trvjíím zemním sojení řine rlelně k tlumive rezistor shém viz. or.5. U f U f U f U I R I I I k k k U U U Or. 5: Shém sítě s řehodným uzemněním uzlu Přinutím rezistoru dojde ke zvětšení oruhového roudu, čímž se zleší odmínky ro činnost zemníh ohrn. I zde ltí, že roud uzlovým rezistorem má ýt větší než kitní roud sítě, tedy R 3ω. k U některýh komenzovnýh sítí se v odsttě k témuž účelu oužívá ztěžování omoného vinutí zhášeí tlumivky vhodným rezistorem. V tomto řídě všk činná složk oruhového roudu neývá větší než kitní roud sítě. V oou řídeh se řinutí rezistoru děje utomtiky. Zákldní funke utomtiky vyhází z otřey sínt rezistor ouze ři trvjííh zemníh sojeníh. Po vzniku zemního sojení je tedy řed řiojením rezistoru tře vyčkt, zd zemní sojení zhsne smo. Měřií ovod utomtiky jko zemní sojení vyhodnouje zvýšení nětí n měřiím vinutí zhášeí tlumivky nd zvolenou mez. Čsové zoždění mezi vznikem zemní oruhy ovelem n řiojení rezistoru je volitelné od,5 s do s. Do znutí odorníku je rovněž seřiditelná, v mezíh od s do 3 s. Volí se tk, y yl dosttečná ro ůsoení zemníh relé, ořídě řekryl i řestávku ryhlého OZ. Automtik ruje ve dvojím režimu, ro sítě se signlizí zemníh sojení ro sítě s vyínáním ři zemníh oruháh. V rvním řídě se ředokládá, že síť může ýt o určitou dou rovozován se zemním sojením senutí řídvného rezistoru je otřené ouze n zčátku zemního sojení ro zez- - 6 -
ečení solehlivé činnosti zemníh relé vývodů. V dlším čse ž do vynutí (zániku) zemního sojení zůstává výstu utomtiky zlokován. Z ukončení zemního sojení utomtik ovžuje okles nětí n zhášeí tlumive od nstvenou rozěhovou hodnotu n dou delší než s. U sítí s vyínáním ři zemníh oruháh je zotřeí dávt imuls n senutí rezistoru vždy, když se v síti ojeví zemní sojení, tedy i okovně, ro říd vzniku následné oruhy. Ay nemohlo dojít k teelnému ohrožení odorů, oshuje utomtik teelný model, který kontroluje ohřev hldnutí rezistoru okud y hrozilo rezistoru neezečí, je výstu n jeho senutí zlokován neo řerušen. 6. Trvlé zemní sojení metod souměrnýh složek Kromě výočtů ve fázovýh hodnotáh lze zemní sojení nlyzovt tké metodou souměrnýh složek. Výhozí shém sítě s izolovným uzlem je n or.6. Pro říd zemního sojení můžeme nst hrkteristiké rovnie: U I I (4) Tyto rovnie jsou shodné s hrkteristikými rovniemi ro jednofázový zkrt. Proto ro složkové hodnoty roudů ltí: IA IA I F F I IA (43) 3 3 I A I I I IA (44) 3 I I I U U U Or. 6: Shémtiké znázornění zemního sojení Podle rovnie (44) lze vzájemně sériově roojit náhrdní shémt složkovýh soustv viz or.7. Ve shémtu jsou g, s, t v rektne zdroje, soustvy, trnsformátoru vedení, je kitní rektne vedení. Prmetry jsou řeočteny n jednu něťovou hldinu. - 7 -
H E j g j s j t j v -j -j I N H j s j t j v I j g -j -j N H j s j t j v I j g -j -j Or. 7: Proojení náhrdníh shémt složkovýh soustv ři zemním sojení Důležité je si uvědomit, že vyínč v netočivém shémtu musí ýt rozojen. Netočivá složk je totiž tvořen třemi konfázními fázory (roudu) ro tři fáze, které nemohou téi do trojfázového ovodu zkončeného hvězdou s nevyvedeným uzlem, ož je říd vn strny distriučního trnsformátoru. Neexistuje totiž vodivá est ro lgeriký součet těhto roudů v uzlu. Jelikož kitní rektne elektrikého vedení jsou znčně větší než rezistene indukční rektne článků ES, lze ovžovt všehny odélné imedne z nulové náhrdní shém se k zjednoduší do odoy n or.8. N - 8 -
H E -j I N H I -j N H I -j N Or. 8: Zjednodušené složkové náhrdní shém Z or.8 jsou zřejmé velikosti elkovýh rektní jednotlivýh složkovýh soustv: Potom můžeme nst rovnie ro složkové roudy: (45) Ẑ j Ẑ Ẑ (46) ro složková nětí v místě oruhy: (47) Podle (4) (44) získáme vzthy ro fázové roudy: A 3 B (48) Proud A je vlstně záorně vztý oruhový roud zemního sojení. Pltí tedy: - 9 -
- - A 3j k 3j ω (49) Fázová nětí stnovíme omoí trnsformční mtie F: F U U U FU U (5) A (5) ( ) â â â â B (5) ( ) â â â â (53) N or.9 je sestrojen fázorový digrm roudů n or. fázorový digrm nětí ři zemním sojení. Velikosti oriente složkovýh roudů vzhledem k fázoru jsou dány rovniemi (46). Fázor roudu zemního sojení je určen rovnií (48). Fázory nětí jednotlivýh fází ři zemním sojení sestrojíme nejjednodušeji omoí rovni (5), (5) (53). N or. je vyznčen tké fázor nětí uzlu N, který odovídá rovnii (54): ( ) ( ) â â 3 3 B A N N (54)
E I B I A I I I B I B I I I I Or. 9: Fázorový digrm roudů ři trvlém zemním sojení U A E U U B U N U U U B Or. : Fázorový digrm nětí ři trvlém zemním sojení Vyšetřeme nyní oměry ři zemním sojení v síti s uzlem trnsformátoru uzemněným řes indukčnost. Náhrdní složkové shém se ude lišit od náhrdního shémtu ředházejíího řídu - -
tím, že v ovodu trnsformátoru ude ve shémtu nulové složkové soustvy zojen trojnásoná rektne (lyne z úytku složkovýh nětí n symetrikém říčném článku). Dostáváme tk náhrdní složkové shém n or.. H E -j I N H I -j N H I j3 -j Or. : Náhrdní složkové shém ro zemní sojení s tlumivkou Oět jsou znedány rezistene indukční rektne osttníh článků oroti kitním rektním, roto udou velikosti elkovýh složkovýh rektní: N ( j3 )//( j ) 3 j (55) 3 Sousledný roud k ude Ẑ Ẑ Ẑ 3 j 3 3 j 3 (56) Poruhový zemní roud: 3 A 3 j (57) 3 - -
Poruhový roud ude nulový ři slnění odmínky: 3 (58) 3 3ωk Pro úlnost můžeme vyočítt roud jdouí indukčností, z náhrdního shémtu: j (59) 3 3 j3 j neo z rovnie (54) j (6) N j j Rovněž roudy jdouí kitmi lze stnovit výočtem z náhrdního shémtu neo oužitím již vyočítnýh výrzů ro fázová nětí v místě zemního sojení. Předokládáme kitně symetrikou síť ( ). A B Odvození z náhrdního shémtu (or.): j j (6) j j j Provedeme lineární trnsformi roměnnýh: A ( â ) ( â ) B â â j (6) â â ( â ) j - 3 -
Stejné výrzy lze získt z rovni (5) ž (53): A j A ( â ) B B j (63) j j j ( â )( j ) ( â ) j j Součtový roud kit oou zdrvýh fází je BB ( â â ) j 3j (64) Poruhový roud k ude 3 BB 3j j j (65) 3 Výrz (65) je ve shodě s dříve odvozeným vzthem (57). - 4 -
7. Vlstnosti zhášeí tlumivky Shémtiké znázornění zhášeí tlumivky je n or.. k mx hlvní vinutí D M N k min omoné měřií vinutí omoné výkonové vinutí M N K Or. : Shém zhášeí tlumivky D omoné měřií vinutí Zhášeí tlumivk musí ýt vyven měřiím trnsformátorem roudu /5A, 5 VA (vinutí K) ro měření rotékjíího roudu vinutím. Pomoné něťové vinutí MN má jmenovité nětí V, tolerni ± 6% ři jmenovité zátěži VA. Kždá tlumivk musí mít omoné výkonové vinutí, ztížitelné 5% ze jmenovitého výkonu zhášeí tlumivky o dou s. Toto vinutí je zrvidl využíváno ro zvyšování činné složky roudu zemního sojení ři vyhledávání vývodu s oruhou. Zhášeí tlumivky mjí odle normy zručovný regulční rozsh od % do % jmenovitého roudu ři jmenovitém nětí. Odhylk imedne zhášeí tlumivky určená z imednční hrkteristiky nemá v rozshu od % do % jmenovitého nětí řekročit %. Dimenzovány jsou n dou ztížení 3 minut minut. 8. itertur [] Fejt, Z., Čermák, J.: Elektroenergetik. Skrit ČVUT, Prh 985. [] Trojánek, Z., Hájek, J., Kvsni, P.: Přehodné jevy v elektrizčníh soustváh. SNT, Prh 987. [3] Veselý, J.: Studie zůsou rovozu uzlu sítě vn. Dilomová ráe, Prh 998. - 5 -