Pri zemnom spojení jedného fázového vodiča sa miestom zemného spojenia vracia súčet kapacitných prúdov vo všetkých vývodoch napájaných z daného transformátora a zároveň týmto miestom tečie induktívny prúd zhášacej tlmivky, ktorý pri správnom vyladení tlmivky kompenzuje kapacitný prúd poruchy. Na mieste zemného spojenia už tečie iba minimálny konduktančný prúd (činného charakteru) daný vodivosťou – zvodmi izolácie vedení.

Za normálneho, bezporuchového stavu siete má uzol transformátora proti zemi nulové napätie a tlmivkou prechádza iba minimálny, tzv. vyrovnávací prúd. Keď dôjde k zemnému spojeniu, vznikne medzi uzlom transformátora a zemou rozdiel potenciálov rovný takmer fázovému napätiu v sieti. Takže tlmivkou začne pretekať prúd, ktorý sa vracia miestom zemného spojenia vodiča. Týmto prúdom sa kompenzuje zemný kapacitný prúd ostatných dvoch vodičov, na ktorých je pri poruche združené napätie siete.

Kompenzácia zemného prúdu výrazne zvyšuje pravdepodobnosť zhasnutia oblúka v prípade dočasnej zemnej poruchy. Zhášacia tlmivka je však účinná len vtedy, ak sa jej hodnota indukčnosti ladí podľa celkovej zemnej kapacity siete.

V našich kompenzovaných distribučných sústavách sa najčastejšie inštalujú zhášacie tlmivky s výkonom 1 250 kVA, 2 500 kVA, 4 000 kVA a 5 000 kVA s regulačným rozsahom prúdu cca 9 – 90 A, 19 – 190 A, 30 – 300 A, 38 – 380 A (údaje sú prevzaté z Technického štandardu SSD, a. s.).

Nespornou výhodou plynulo preladiteľných zhášacích tlmiviek je možnosť plynule meniť prúdové nastavenie tlmivky bez potreby vypínania siete a s možnosťou nastavenia tlmivky presne na požadovanú hodnotu prúdu. Na to slúži tzv. automatika ladenia.

Na spoľahlivé zachytenie poruchy zemnou ochranou sa v kompenzovaných sieťach k pomocnému výkonovému vinutiu zhášacej tlmivky krátkodobo pripína sekundárny odporník. Na krátky čas sa takto zvýši činná zložka poruchového prúdu, čo pomôže zemnej ochrane zachytiť poruchu. Automatika ladenia tlmivky riadi jednou zo svojich funkcií aj krátkodobé pripínanie sekundárneho odporníka.

Spoločnosť ABB je jedným z výrobcov automatiky ladenia zhášacej tlmivky postavenej na HW platforme ochranného terminálu REX640.

Distribučné spoločnosti v súčasnosti očakávajú od automatiky ladenia splnenie mnohých funkcií, ako sú napr.:

  • regulácia tlmivky na základe nulového napätia a na stupeň rozladenia v absolútnej alebo percentuálnej hodnote,
  • automatika pripínania odporníka na zvýšenie činnej zložky prúdu s uvažovaním aktuálnej hodnoty nulového napätia a tepelného modelu odporníka,
  • možnosť blokovania opakovaného pripínania odporníka pri prechodnom zemnom spojení,
  • blokovanie ďalšieho pripnutia odporníka po dosiahnutí maximálnej povolenej teploty odporníka,
  • možnosť manuálneho pripnutia odporníka cez binárny vstup a z nadradeného riadiaceho systému,
  • meranie teploty pomocou analógového mA vstupu,
  • v prípade výskytu zemnej poruchy možnosť voľby regulácie na rezonanciu s ignorovaním prednastavenej požadovanej hodnoty (prednastavené podladenie alebo preladenie),
  • grafický displej na zobrazenie rezonančnej krivky s aktuálnym stavom naladenia, zobrazenom na rezonančnej krivke,
  • zobrazenie aktuálnej polohy zhášacej tlmivky na displeji, aktuálnej hodnoty nulového napätia, aktuálneho stavu rozladenia tlmivky, činný prúd tečúci poruchou,
  • možnosť paralelnej spolupráce automatík – spôsoby regulácie paralelne pracujúcich tlmiviek.

Väčšina porúch v distribučných sieťach sú 1-fázové zemné poruchy. A väčšina z nich sú prechodné poruchy, ktoré sa v kompenzovaných sieťach dajú rýchle vyriešiť pomocou ladenia zhášacích tlmiviek. Tým sa výrazne znižuje počet výpadkov a zvyšuje sa bezpečnosť osôb v blizkosti, pretože v mieste poruchy je znížené dotykové a krokové napätie. Navyše kompenzácia zemného prúdu znižuje náklady na ochranné uzemnenie.

Ladislav Hlavčo
www.abb.sk