В цепи, фазы которой имеют различные емкости по отношению к земле, напряжения отдельных фаз по отношению к ней получаются различными.
Предлагаемое изобретение предназначено для устранения смещения напряжений в указанных выше сетях, с компенсацией зарядного тока и тока заземления при помощи включенных между отдельными фазами и землей дроссельных катушек.
С этой целью фаза с наибольшей емкостью снабжается соединенной с сопротивлением дополнительной дроссельной катушкой, на зажимах которой проходящий ток асимметрии создает некоторое напряжение, подводящееся в симметричную систему, образованную дроссельными катушками всех фаз.
На фиг. 1 изображена двухфазная система с запасным проводом, создающим избыточную емкость в одной фазе, а на фиг. 2 и 3 - устройство для компенсирования зарядного тока и тока заземления в сетях высокого напряжения.
На фиг. 1 буквы h и i обозначают два провода так называемой однофазной системы. Параллельно проводу i, в качестве избыточной емкости, присоединен, запасный провод r. Предположим, что провода h и i обладают одинаковыми емкостями Ch=Ci, по отношению к земле, а запасный провод r имеет емкость Cr. Зарядный ток провода h компенсируется включенной между проводом и землей дроссельной катушкой Lh, а зарядный ток, соединенных между собой проводов i и r должен компенсироваться при посредстве двух отдельных дроссельных катушек Li и Lr, из коих первая подбирается равной и компенсирует зарядный ток провода i, а вторая компенсирует зарядный ток запасного провода r. При многофазных проводках другие фазы надо было бы компенсировать при помощи дроссельных катушек, имеющих величину Lh.
На фиг. 2 в цепь дроссельной катушки Lr включено сопротивление Z, представляющее по существу безиндукционное сопротивление. Появляющееся на зажимах этого сопротивления напряжение, по изменении его направления трансформатором р, q, вводится в симметричную систему дроссельных катушек Lh и Li между точкой их сопряжения о и землей. Величина сопротивления Z может быть установлена опытом, но ее можно определить также путем вычисления.
Если запасный провод r имеет ту же емкость по отношению к земле и тот же ваттный ток, как и провода h и i, а Z0 обозначает сопротивление системы: провод одной фазы-земля, Z1 - сопротивление каждой из дроссельных катушек Lh, L1, Lr и Zs - сопротивление Z, то полное устранение асимметрии получается для однофазной системы, когда
и для трехфазной системы, когда
Так как ваттная слагающая Z0 и Z1 мала, по сравнению с их безваттной слагающей, то из этих формул получается, что обладает лишь небольшой емкостной слагающей. В виду этого можно довольствоваться применением для Z омического сопротивления, параллельно которому, в случае надобности, присоединяют еще небольшой конденсатор.
При замене фазы запасным кабелем надо было бы применить в последовательном порядке, примерно, следующие приемы включения:
1. Соединение запасного кабеля r и добавочной дроссельной катушки Lr.
2. Присоединение запасного кабеля к заменяемой фазе (напр. i).
3. Соединение этой фазы: с добавочной катушкой.
4. Расцепление соединения под №1.
5. Отключение заменяемой фазы и добавочной катушки.
Эти приемы включения можно связать взаимозамыканием и, по выборе подлежащей замене фазы, осуществлять при помощи одного включателя. Приемы 2 и 3 можно выполнять также одновременно или в обратной последовательности. Во все время процесса включения сохраняется, по мнению изобретателя, правильная компенсация зарядного тока и тока заземления. Колебательные явления вызывает только прием №2 (присоединение запасного кабеля к заменяемой фазе). Остальные приемы, в том числе и №5, происходят практически незаметно для сети.
На фиг. 3 дроссельные катушки Lh и Li, снабжены вторичными, обмотками Sh и Si. Эти вторичные обмотки включены навстречу друг другу так, что при вполне исправном режиме работы в цепи их не должен протекать сколько-нибудь значительный ток. Они зашунтированы регулируемыми дроссельными; катушками Dh и Di. В многофазном устройстве все смещающие обмотки включены последовательно. Таким образом, в трехфазной системе осуществляется включение этих обмоток треугольником. Катушка d, служащая для компенсации тока заземления, включена между точкой сопряжения о первичных обмоток Lh и Li землей, а в этом соединении находится, как и на фиг. 2, вторичная обмотка q трансформатора pq. При правильном подборе катушки d нулевая точка о в случае заземления должна принимать напряжение фазы. В этом случае катушки Lh и Li и при заземлении подвергаются лишь фазному напряжению, тогда как при устройстве по фиг. 2 в случае заземления напряжение у одной из них повышается до удвоенного значения. Аналогично этому, в трехфазной сети, в случае заземления, напряжение у двух катушек повысилось бы до двукратного значения фазного напряжения. В виду этого, дроссельные катушки с железным сердечником, при устройстве по фиг. 2, должны быть подобраны так, чтобы они при нормальном режиме работы были лишь слабо насыщены, что вызовет плохое использование материала. В противоположность этому, при устройстве по фиг. 3, дроссельные катушки Lh и Li могут быть построены в расчете на нормальное насыщение. Катушечные трансформаторы Lh, Sh и Li, St могут иметь отдельные железные сердечники или могут быть сопряжены также магнитно, при помощи общего обратного магнитного замыкания.
1. Устройство для компенсирования зарядного тока и тока заземления в сетях высокого напряжения, характеризующееся тем, что, с целью компенсирования избыточной емкости фазного провода, имеющего наибольшую частную емкость по. отношению к земле, этот провод заземлен дополнительной реактивной катушкой Lr, соединенной с сопротивлением Z, включенным в первичную обмотку трансформатора, pq, вторичная обмотка которого заземляет нулевую, точку, образованную реактивными катушками Lh и Li, компенсирующими; частные, равные между собой, емкости по отношению к земле всех фазных проводов сети.
2. При охарактеризованном в п. 1 устройстве применение катушек Lh и Li, выполненных в виде первичных обмоток трансформаторов, во вторичные цепи которых включены регулируемые реактивные катушки Dh и Di, при чем последовательно со вторичной обмоткой трансформатора pq включена реактивная катушка d.
3. При охарактеризованном в п. 2 устройстве применение общего для всех указанных в п. 2 трансформаторов железного сердечника.
4. При охарактеризованном в п.п. 1-3 устройстве, в котором один из фазных проводов сети соединяется с запасным проводом, применение включающих приспособлений, которые назначены: а) для соединения запасного провода r с катушкой Lr, б) для приключения их одновременно или в последовавательном порядке к заменяемому проводу, в) для раз′единения провода r и катушки Lr и г) для последующего выключения заменяемого провода и катушки Lr.
