Измерение напряжения несимметрии в сети с незаземленной нейтралью не представляет затруднений. Поскольку приходится измерять небольшие напряжения, лучше отказаться от использования измерительных трансформаторов данного класса номинального напряжения линий и брать трансформаторы напряжения на ступень ниже и астатические вольтметры с пределами измерений 7,5—60 В. Так, при измерениях в сети 35 кВ следует применить измерительный трансформатор на 10 или 6 кВ. Один вывод первичной обмотки трансформатора надо соединить с заземляющей шиной, а второй подсоединить к изолирующей штанге. Измерение делают, кратковременно касаясь концом штанги нулевой шинки (рис. 15). Вовремя измерений надо следить за состоянием изоляции по вольтметрам контроля изоляции, подключаемым ко вторичным обмоткам пятистержневого трансформатора в цепь разомкнутого треугольника и в каждую фазу вторичной обмотки, соединенной в звезду.
Желательно измерить не только величину напряжения емкостной несимметрии, но и определить положение вектора Unv в треугольнике линейных напряжений. Это позволяет определить, на каких фазах емкости излишни, и выбрать впоследствии способ выравнивания емкостей фаз сети. Поэтому желательно в схеме измерений предусмотреть фазометр (например, типа ВАФ-85) или векторметр.
Рис. 15. Схема измерения напряжений несимметрии.
Рис. 16. Схема измерения напряжения смещения нейтрали.
При измерении смещения нейтрали при различных расстройках компенсации всегда используются трансформаторы напряжения, поскольку смещения могут достигать даже десятых долей номинального фазного напряжения (рис. 16).
Изменяя ток компенсации, снимают резонансную кривую напряжения смещения нейтрали (рис. 17). Измерения начинают с наибольшей расстройки, лучше в сторону перекомпенсации. Затем переставляя ответвления катушек, приближаются к резонансной точке, а потом переводят сеть в режим недокомпенсации.
Рис. 17. Резонансная кривая напряжения смещения нейтрали.
Если сеть имеет значительную емкостную несимметрию и малые активные утечки, то по мере приближения к резонансу смещение нейтрали резко возрастает. Измерения надо вести осторожно, так как имеется возможность того, что при резонансе смещение достигнет величины, соизмеримой с нормальным фазным напряжением. Такие случаи нередки на участках с плохо выполненной транспозицией. Иногда несимметрию дают конденсаторы высокочастотной связи, если связь на всех линиях осуществляется по одной и той же фазе, а также однофазные токоприемники. Если выделенный участок имеет очень большую несимметрию, что обнаруживается по наличию значительных смещений нейтрали, то его следует объединить с другими участками или даже со всей сетью, для этого в оперативной схеме испытаний надо предусмотреть выключатель (например, шиносоединительный или один из линейных). Переключение ответвлений делается при отключении катушки от сети. Катушки подключаются к нейтралям трансформаторов через разъединители. Действия разъединителями возможны при напряжениях смещения, не превышающих половины нормального фазного; при этом ток через катушки, обусловленный емкостной несимметрией, не должен быть больше предельного тока замыкания, допускаемого в данной сети при работе с незаземленной нейтралью. Ток несимметрии контролируется амперметром, включенным в цепь трансформатора тока дугогасящей катушки (рис. 16). Ниже рассмотрены методы измерений токов замыкания на землю.
9. Резонансный метод измерения емкостного тока
По результатам измерения напряжения смещения нейтрали можно определить емкостный ток сети, если построить резонансную кривую.
Если при измерениях удается определить максимум резонансной кривой напряжения смещения нейтрали, то можно рассчитать активный ток замыкания и, следовательно, определить коэффициент затухания сети d. Однако обычно количество измерений недостаточно для построения всей кривой. Так, например, в сети с двумя катушками можно сделать в лучшем случае не более десяти измерений (по количеству ответвлений) при разных расстройках компенсации, т. е. удается снять лишь часть спада и роста кривой напряжения смещения (рис. 17).
Так как напряжение емкостной несимметрии не зависит от настроек компенсации, то, учитывая (8) и пренебрегая влиянием d, можно записать отношения напряжений смещения нейтрали U0i и Uw при расстройках V, и U2:
Отсюда можно найти емкостный ток сети
(17)
причем /к, и /кг — токи дугогасящих катушек, соответствующие расстройкам и и2, a U0i и (Уог— измеренные напряжения смещения нейтрали. Токи /кi и /кг берутся по замерам или по паспортным данным дугогасящих аппаратов.
Для того чтобы оценить емкостный ток замыкания точнее, рекомендуется брать напряжения смещения нейтрали либо на нарастающей, либо на спадающей части кривой. Чем больше измерений m подсчетов, тем точнее результат, который берут как среднее арифметическое всех подсчетов. Вследствие неточности паспортных данных катушек, пренебрежения коэффициентом затухания сети, погрешностями измерительных трансформаторов и приборов ошибка в подсчете (по двум измерениям) может быть в пределах ±10%. При большом количестве замеров (оно определяется количеством ответвлений на катушках) и усреднении результатов погрешность может быть снижена до 4—5% по отношению к действительной величине емкостного тока.
Емкостный ток можно вычислить также как полусумму любых двух значений токов компенсации вблизи резонанса, при которых получается одинаковое смещение нейтрали. Это видно из (17), если учесть, что напряжения смещения при недокомпенсации и перекомпенсации противоположны по фазе.
Чтобы определить активную слагающую тока замыкания и коэффициент успокоения сети, надо провести на рис. 17 горизонталь на уровне t/оманг/1^2, где Ломаке — максимум резонансной кривой. В точках А и В расстройка компенсации численно равна (знаки не учитывать) коэффициенту успокоения сети d, что видно из (8) и (9).
При наличии в сети только одной катушки количество возможных замеров недостаточно для получения более или менее достоверного результата.
Резонансный метод можно применять и в кабельных сетях, создавая емкостную несимметрию искусственно. Для этого емкость одной из фаз надо уменьшить настолько, чтобы появилось напряжение несимметрии около 1—2% номинального фазного, т. е. 60—80 В для сети 6 кВ и 90—120 В для сети 10 кВ. Этого можно достигнуть отключением одной фазы резервного кабеля, находящегося под напряжением. Длина кабеля должна быть такой, чтобы емкостный ток отключаемой фазы резервного кабеля составлял приблизительно 1—2% емкостного тока данной сети.
