8 ELEKTRO 4/2014 Změny velikosti fázových proudů v síti se zemním spojením Problematika distribučních sítí vysoké-ho napětí je rozsáhlá a stále se objevují nové a nové věci k zamyšlení a zkoumání. V našich podmínkách se lze nejčastěji setkat s distri-bučními sítěmi provozovanými s izolovaným nebo neúčinně uzemněným uzlem. V nich při zemním spojení nastávají změny fázových na-pětí (obr. 1). Vedle tohoto známého jevu lze sledovat i druhotné jevy, vyvolané právě změ-nou fázových napětí. O těchto jevech se toho příliš nepíše a nespadají do oblasti výrazněj-šího zájmu. Jedním z takových jevů je změna fázových proudů při zemním spojení (obr. 2). U fáze se zemní poruchou bývá změna prou-du nejmenší. Zpravidla zde dochází k mírné-mu zvýšení proudu. U zbývajících dvou fází, tedy fází nepostižených poruchou, nastávají výraznější změny proudu. U jedné fáze bez poruchy lze sledovat nárůst proudu a u druhé fáze bez poruchy pokles proudu. Tyto změ-ny proudu nejsou vyvolány změnou odebíra-ného výkonu připojených odběrů v důsledku zemního spojení, ale již zmíněnými druhot-nými jevy vyvolanými změnou fázových na-pětí. Odběratelé jsou připojeni mezifázově na sdružené napětí. Hodnota sdruženého na-pětí se při zemním spojení nemění, a proto zemní spojení v síti nemůže odběratele ovliv-nit. Změny fázových proudů při zemním spo-jení jsou způsobeny změnou toku proudu přes fázové zemní kapacity. Právě touto proble-matikou se autor článku bude dále zabývat.Proudové zatížení vedení je dáno vektoro-vým součtem odebíraného proudu připojené-ho odběru, mezifázového kapacitního proudu vedení a fázového zemního kapacitního prou-du vedení (obr. 3). Výsledný proud může mít jak indukční, tak i kapacitní charakter. V roz-sáhlých kabelových sítích lze v době menší-ho zatížení sledovat, že odebíraný proud má kapacitní charakter.Při zemním spojení v síti budou ovlivně-ny velikosti fázových zemních kapacitních proudů. To je způsobeno změnou velikos-ti fázových napětí a změnou jejich vektoro-vého natočení. Rozdílné hodnoty nabíjecího zemního kapacitního proudu vyvolají rozdí-ly mezi jednotlivými fázovými proudy. Ve-likost změny fázových proudů bude ovliv-něna velikostí zemního nabíjecího kapacit-ního proudu vedení. Z naměřených hodnot lze vysledovat, že fáze se zemním spojení bude vykazovat nejmenší proudovou změnu a zpravidla v této fázi proud nepatrně vzros-te. Proud vzroste v případě, že odběr má in-dukční charakter, kdy nabíjecí fázový zemní kapacitní proud částečně kompenzoval ode-bíraný indukční proud.Ve fázích bez poruchy bude v jedné fázi narůstat proudová hodnota a v další fázi bude klesat proudová hodnota zatížení. Změny fá-zových proudů jsou ovlivněny právě nabíje-cími proudy fázových zemních kapacit při zemním spojení (obr. 4). Otázkou, jak lze tyto změny fázových zemních kapacitních proudů využít, se článek zabývá v následu-jícím popisu. Vzhledem k tomu, že uvedené změny fázových proudů jsou závislé na veli-kosti fázové zemní kapacity, nabízí se mož-nost využít tuto závislost právě ke stanovení hodnoty zemních kapacitních proudů jednot-livých vývodů a popř. i k orientačnímu určení celkového zemního kapacitního proudu sítě.Obecně lze proudy tekoucí do vedení po-psat dále **vzorec 1u**v edenými rovnicemi:3 3 03 2 2 03 1 1 01 L Z C L Z C L Z C I I I I I I I I I **vzorec 2** 2 2 2 cos()L Z C Z C I I I I I **vzorec 3** L Z I I **vzorec 4** π (1)kde IL1, IL2, IL3 jsou fázové proudy vývodu,IZ1, IZ2, IZ3 proudy zátěže, včetně mezifázo-vých nabíjecích kapacitních proudů,IC01,IC02,IC03 zemní fázové nabíjecí kapacit-ní proudy.Pro odvození vztahů a výpočet hodnoty zemních kapacitních proudů jednotlivých vý-vodů zaveďme zjednodušující předpoklady:a) odběratelé jsou připojeni mezifázově, ne-jsou zde jednofázové odběry,b) odebíraný proud bude přibližně symetric-ký a stejný ve všech fázích,c) mezifázový nabíjecí kapacitní proud bude zahrnut do odběru a pro výpočet bude uva-žováno, že změny fázových proudů způso-buje pouze zemní fázový nabíjecí proud,d) zemní fázová kapacita vývodu bude ve všech fázích stejná, síť bude symetrická.Uvedené zjednodušující předpoklady v od-rážkách a) a b) jsou v našich sítích splně-ny, protože pro připojení odběratelů jsou používány třífázové distribuční transformátory. Symetrické zatížení je posuzováno z pohledu rozdílu fázových proudů v místě měření (sou-čet všech odběrů), nikoliv z pohledu jednot-livých odběrů. Zavedení předpokladu podle bodu c) znamená pouze jiný pohled na odebí-raný proud, kdy nabíjecí mezifázový kapacit-ní proud autor článku rovněž považuje za for-mu odběru. Taktéž podmínka d) je v našich sítích převážně splněna. Odchylka fázových zemních kapacit v síti bývá menší než 1 %. Přehodnocení podmínky d) je nutné u distri-bučních sítí vysokého napětí např. v Anglii, Irsku a v sítích, kde jsou k napájení sítě využívány jednofázové distribuční transformá-tory primárně zapojené mezi dvě fáze (připo-jené na sdružené napětí sítě)*).Ing. František Žák **graf 1** **graf 2** Obr. 1. Časový průběh fázových napětí v síti 22 kV při zemním spojení (v síti s kompenzací zemních kapacitních proudů)*) Jednofázové distribuční transformátory se používají u sítí vysokého napětí s přímo uzemněným uzlem sítě. U těchto sítí však zmíněnou metodu nelze použít. Jednofázové transformátory připojené mezi dvě fáze rovněž způsobují výrazné nesymetrické zatížení. Obě tyto varianty nejsou v uvedeném výpočtu.