Однофазные замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью реферат

Обновлено: 05.07.2024

В России сети 6-35 кВ работают с изолированной нейтралью, если токи замыкания на землю не превышают 10 А для воздушных сетей на железобетонных и металлических опорах, а в кабельных сетях и в воздушных при деревянных опорах не превышают 30А при U=6 кВ, 20А при U=10 кВ и 10А при U=35 кВ [1, п. 1.2.16], [25, п.2.8.13]. Главное достоинство таких сетей – обеспечение бесперебойного электроснабжения потребителей при однофазных замыканиях на землю, которые составляют до (70-80) % от всех видов повреждений.

Сначала рассмотрим сопротивления и проводимости линий электропередачи. Провода линий электропередач переменного тока обладают продольными активными и индуктивными сопротивлениями rл и xл, а также поперечными активными и емкостными проводимостями gл и bл. Для изображения ких линий на схемах замещения применяют П-образные или Г-образные схемы замещения (рисунок 7.8, а).

Активное сопротивление проводов переменному току при частоте 50 Гц практически равно омическому сопротивлению постоянному току. Оно зависит от сечения и материала провода и определяется по формулам курсов физики и электротехники. Индуктивное сопротивление линии не зависит от материала и сечения провода и зависит только от взаимного расположения фазных проводов. Для воздушных линий (ВЛ) индуктивное сопротивление изменяется от 0,37 до 0,47 Ом/км, а для кабельных линий (КЛ) от 0,07 до 0,1 Ом/км. В приближенных расчетах допускается принимать ХЛ=0,4 Ом/км для ВЛ и ХЛ=0,08 Ом/км для КЛ.


Рисунок 7.8 – Схемы замещения однофазной линии электропередачи

Активная поперечная проводимость обусловлена несовершенством изоляции КЛ и ионизацией воздуха (коронированием) вблизи проводов ВЛ и представляет собой величину, обратную сопротивлению утечки. В практических расчетах нормального режима поперечная активная проводимость КЛ и ВЛ обычно не учитывается (рисунок 7.8, б).

Емкостная поперечная проводимость обусловлена наличием емкостных

связей между проводом и землей, а также между фазами. Емкостная проводимость играет большую роль как при включении линии под напряжение, так и при замыканиях одной из фаз на землю. Рассмотрим ее подробнее. Схема замещения трехфазной ВЛ из конденсаторов с ёмкостями фаз относительно земли САЗ, СВЗ, ССЗ и между фазами САВ, СВС, ССА, показана на рисунке 7.9, а.


Рисунок 7.9 – Эквивалентные схемы замещения с ёмкостными проводимостями: а) для несимметричных трёхфазных ЛЭП, б) для симметричных трёхфазных ЛЭП.

В общем случае емкости отдельных фаз по отношению к земле могут отличаться из-за разного расстояния фазных проводов до земли. В инженерных расчетах трехфазные линии принимаются симметричными (рисунок 7.9, б). Для симметричных трёхфазных линий имеют место равенства

где СФ - емкость фазного провода по отношению к земле;

СМ - междуфазная емкость;

С0 – ёмкость нулевой последовательности, которая для симметричной линии равна емкости фазного провода по отношению к земле.

Значения удельных значений фазных емкостей СУД указаны в справочниках. Чем длиннее линия, тем ее емкость больше ее емкость по отношению к земле:

Рассмотрим свойства сетей с изолированной нейтралью на примере электрической сети с одной линией электропередачи (рисунок 7.10).


Рисунок 7.10 – Фрагмент электрической сети с изолированной нейтралью

Электрическая сеть изолирована от земли и не имеет ни одной точки связи с землей. В нормальном режиме по линии протекает ток нагрузки IН, обусловленный передачей мощности в нагрузку (рисунок 7.10. а). Однако если отключить нагрузку выключателем Q в конце линии (рисунок 7.10. б), то по фазным проводам линии будет протекать небольшие токи IС (рисунок 7.10, б). Эти токи называют емкостными или зарядными токами линии. Объясняются они наличием емкостей фазных проводов линии по отношению к земле. На рисунке 7.9, а эти емкости обозначены САЗ, СВЗ, ССЗ, на рисунке 7.10, в они обозначены СА, СВ и СС. В реальной сети емкости распределены равномерно по всей длине линии. Для удобства анализа распределенные емкости фаз относительно земли на схемах замещения изображают в виде сосредоточенных емкостей. Схема замещения линии с отключенной нагрузкой приведена на рисунке 7.9, б. Ток в линии при отключенной нагрузке определяется только емкостной проводимостью. При этом продольной сопротивления практически не влияют на величину емкостного тока и их на схеме замещения не изображают (рисунок 7.9, в и рисунок 7.10, в)).

В нормальном режиме напряжения фаз сети по отношению к земле UА, UВ и UС равны соответствующим фазным напряжениям по отношению к нейтрали трансформатора UАN, UВN и UСN. Векторы этих напряжений образуют симметричную звезду, а напряжение нейтрали по отношению к земле UNЗ равно нулю (рисунок 7.11).


Рисунок 7.11 – Векторная диаграмма напряжений и емкостных токов в нормальном режиме

Емкостное сопротивление фаз по отношению к земле, равное х=1/(ωС), в тысячи раз больше продольных активных и индуктивных сопротивлений воздушной или кабельной линии. Поэтому величина зарядного тока линии практически не зависит от продольных сопротивлений линий и определяется только поперечной емкостной проводимостью. При равных фазных напряжениях UА= UВ = UС= UФ емкостные токи фаз также равны между собой

Зарядные токи носят емкостной характер. На векторной диаграмме (рисунок 7.11) векторы зарядных токов опережают векторы соответствующих фазных напряжений на 90 о . По сравнению с током нагрузки зарядный ток мал, в нормальных режимах работы заметного влияния на работу сети не оказывает и в расчетах нормального режима не учитывается. Поэтому на рисунке 7.10, а он не показан.

Предположим теперь, что в какой-либо точке сети произошло замыкание одной фазы на землю, например, из-за нарушения (пробоя) изоляции. Для упрощения анализа предположим, что замыкание на землю металлическое, то есть без переходного сопротивления в месте повреждения (рисунке 7.12).


Рисунок 7.12. Пути протекания токов замыкания на землю в сети с одной линией

Несмотря на то, что замыкание одной фазы на землю не приводит к образованию короткозамкнутых контуров, ток на землю в месте повреждения все же возникает. Он, как и зарядный ток, обусловлен емкостными проводимостями фаз сети относительно земли и носит емкостной характер. Рассмотрим пути протекания и величину тока замыкания на землю в месте повреждения. Допустим, что в точке К произошло замыкание на землю фазы А (рисунок 7.12). Тогда ток в месте повреждения протекает по двум контурам:

- в одном конуре (точка К – земля – емкость СВ – провод фазы В – фаза В трансформатора – нейтраль N – фаза А трансформатора – провод фазы А до точки замыкания К) под действием междуфазного напряжения АВ:

- в другом (точка К – земля – емкость СС – провод фазы С – фаза С трансформатора – нейтраль N – фаза А трансформатора – провод фазы А до точки замыкания К) - под действием междуфазного напряжения АС.

При этом ток в месте повреждения IЗ равен векторной сумме токов IС,В и IС,С двух контуров и определяется выражением

где UВА и UСА – междуфазные напряжения фаз В и С относительно поврежденной фазы А. Векторная диаграмма напряжений и токов при замыкании на землю показана на рисунке 7.13.


Рисунок 7.13 – Векторная диаграмма напряжений и емкостных токов при металлическом замыкании на землю фазы А

Векторная сумма двух междуфазных напряжений UВА и UСА по величине равна утроенному фазному напряжению относительно нейтрали и направлена противоположно вектору напряжения поврежденной фазы А

При этом для тока в месте замыкания из (7.4) получаем

Таким образом, ток замыкания на землю в месте повреждения всего лишь в три раза превышает емкостной зарядный ток одной фазы нормального режима. Это означает, что емкостной ток в месте повреждения несущественно отличается от зарядного тока линии и не может называться током короткого замыкания.

Векторная диаграмма напряжений и токов на рисунке 7.13 была получена для сети с одной линией на рисунке 7.12. Если электрическая сеть содержит несколько линий электропередачи, то векторная диаграмма и не изменится, только вместо емкостных токов IС,В и IС.С фаз В и С одной линий будут суммарные токи ΣIС,В и ΣIС.С фаз В и С всех линий электрической сети. При этом в знаменателе выражений (7.4) и (7.5) будет эквивалентное емкостное сопротивление всей электрической сети:

где эквивалентное емкостное сопротивление всей электрической сети

где ΣСФ – суммарная емкость всех линий электрической сети.

Пути протекания емкостных токов при ЗНЗ в сети с двумя линиями показаны на рисунке 7.14.


Рисунок 7.14. Пути протекания токов замыкания на землю в сети с двумя линиями

При замыкании на землю на линии Л2 в неповрежденных фазах каждой из линий Л1 и Л2 протекают емкостные токи IсЛ1 и IсЛ2, обусловленные емкостями СЛ1 и СЛ2 соответствующей линии. Ток в месте повреждения равен сумме емкостных токов всех линий сети.

В инженерной практике для вычисления емкостных токов в месте повреждения в сетях любой конфигурации применяется формула [24]

где UСР.НОМ – среднее номинальное напряжение сети; lК (lВ) -суммарная длина кабельных (воздушных) линий сети. При суммарной длине КЛ l1=1,0 км и длине воздушных линий сети 35 км ток замыкания на землю в сети напряжением 10 кВ составит всего 2.1 А

Так как ток замыкания на землю мал, то малы и емкостные токи в фазных проводах электрической сети. При этом токи в фазных проводах ЛЭП определяются в основном токами нагрузки и практически при замыкании на землю не изменяются. При этом практически не изменяются потери напряжения в сети, а, следовательно, не изменяются ни фазные напряжения сети по отношению к нейтрали, ни линейные напряжения сети. Отсюда следует следующее важное свойство сетей с изолированной нейтралью: при замыкании фазы на землютреугольник линейных напряжений в сети, в том числе и на вводах потребителя не изменяется.

Из перечисленных свойств сети с изолированной нейтралью следует, что при однофазных замыканиях на землю режим работы электроприемников в сети не изменяется. Поэтому замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью считается не аварийным, а лишь ненормальным режимом, при возникновении которого сеть и поврежденная линия могут оставаться включенными и в течение некоторого времени продолжать работу. Питание потребителя при этом не прерывается.

Таким образом, достоинствамисетей с изолированной нейтралью с точки зрения надежности электроснабжения являются:

- замыкание одной фазы на землю не приводит к образованию короткозамкнутых контуров, при этом при замыкании на землю не возникает токов короткого замыкания; - при замыкании фазы на землю треугольник линейных напряжений в сети, в том числе и на вводах потребителя, не изменяется, при этом токи, потребляемые электроприемниками из сети, также не изменяются;

- так как ни напряжения, ни токи электроприемников не изменяются, то питание потребителей при однофазных замыканиях на землю не прерывается, причем режим работы электроприемников электроэнергии при однофазных замыканиях на землю не изменяется.

Поэтому замыкание одной фазы на землю не является КЗ и не является аварийным режимом. Это ненормальный режим работы сети, при котором поврежденную линию можно не отключать релейной защитой.

Учитывая, что замыкание на землю является самым распространенным видом повреждения в распределительных сетях (доля этих повреждений в сетях 6-35 кВ составляет до 75% и более от общего числа повреждений), сохранение в работе поврежденной линии и бесперебойное электроснабжение при замыканиях на землю являются важнейшими достоинствами сетей с изолированной нейтралью. Поэтому в нашей стране они получили широкое распространение для распределительных сетей напряжением 6-35 кВ всех промышленных предприятий, в том числе для сетей нефтяных промыслов, НПС, нефтеперерабатывающих заводов и т.д.

В то же время сети с изолированной нейтралью имеют ряд недостатков. Рассмотрим их.


Электрические сети могут работать с заземленной или изолированной нейтралью трансформаторов и генераторов. Сети 6, 10 и 35 кВ как правило работают с изолированной нейтралью трансформаторов. Это позволяет при однофазных повреждениях не прекращать электроснабжение трехфазных потребителей электроэнергии. Особенно часто однофазные замыкания возникают на воздушных линиях из-за особенностей их конструкции, однако проблема актуальна и для кабельных линий. В последнее десятилетие наметилась тенденция к переводу сетей 6–10 кВ на режим работы с эффективно заземленной через резистор нейтралью трансформатора.

Целью данной работы является разработка модели, которая позволит симулировать переходные процессы, происходящие в сети при возникновении неполнофазных повреждений. Для реализации проекта был выбран программный комплекс MatlabSimulink.

1.1 Схема работы сети сизолированной нейтралью

В электроустановках с повышенными требованиями безопасности (взрывоопасные установки и др.) используют только режим изолированной нейтрали при напряжении до 1 кВ [1].

В сети с изолированной нейтралью замыкание одной фазы на землю не является КЗ. Именно поэтому такая система получала такое широкое распространение. Сеть с изолированной нейтралью может работать несколько часов с замыканием фазы на землю. При этом, ток замыкания на землю получается во много раз меньше, чем ток междуфазных КЗ. Это главное преимущество сети с изолированной нейтралью. Также при этом нет необходимости в применении специальных быстродействующих защит от замыкания на землю, т. е. не требуются дополнительные затраты на выполнение и эксплуатацию защиты.

Однако при замыкании на землю возникают перенапряжения на поврежденных фазах относительно земли, что является серьезных недостатком.


Рис. 1. Схема замещения сети с изолированной нейтралью

где UA, UB, UC — фазные напряжения соответственно фаз А, В, С проводов по отношению к нулевой точке;

СA, СB, СC — емкости проводов воздушной линии по отношению к ”земле“;

IA, IB, IC — токи протекающие на ”землю“ через емкости С A, СB, СC и активные проводимости G;

UA-3, UB-3, UC-3 фазные напряжения соответственно фаз А, В, С проводов по отношению к ”земле“;

САВ, СВС, САС — емкости между проводами воздушной линии;

В нормальном режиме работы системы напряжение между проводами и землей будут соответственно равны фазным напряжениям UA, UB, UC. Векторы этих напряжений образуют практически симметричную систему и сумма их равна нулю.

Напряжение между ”землей“ и нейтралью трансформатора (потенциал нейтрали) определяется из следующего выражения (1)


(1)

где ω — угловая частота (ω=2πf);

ωСA, ωСB, ωСC — емкостная проводимость фазы А, B,C на ”землю“;

При возникновении замыкания на ”землю“ какой-либо из фаз (например, фазы А) симметрия напряжений по отношению к ”земле“ и токов нарушается.

Возникший при этом потенциал на нейтрали определяется как


(2)


Ток IB протекает под действием напряжения UB+UN и равен .


Ток IC протекает под действием напряжения UC+UN и равен

Ток IЗ равен векторной сумме токов IB и IC. Отсюда получаем выражение


Таким образом, при металлическом замыкании на землю фазы А токи через емкости на поврежденных фаз увеличиваются в раз, а ток IЗ, проходящий через место повреждения в землю, равен утроенному значению емкостного тока фазы А при нормальной работе.


Рис. 2. Схема замещения сети с компенсированной нейтралью при замыкании фазы А на землю

ДГР предназначен для компенсации емкостного тока при замыкании фазы на землю. Поэтому индуктивное сопротивление ДГР соответствует емкостному сопротивлению сети [2]:


(4)


если равны емкости фаз относительно земли .


(5)


Для случая равенства емкостей (проводимостей) фаз смещение нейтрали относительно земли отсутствует () и сеть ведет себя так, как будто нейтраль сети изолирована [3].

При металлическом замыкании на неповрежденных фазах сети действуют линейные напряжения источника, в нейтральной точке потенциал равен ЭДС поврежденной фазы, а напряжение поврежденной фазы равно нулю. Все происходит точно так же, как и в сети с изолированной нейтралью. Однако в месте повреждения появляется дополнительный индуктивный ток, обусловленный напряжением на нейтрали


(6)

и индуктивно-активной проводимостью ДГР (7)


(7)

Если пренебречь активной составляющей тока, то индуктивный ток ДГР определяется по формуле (9)


(8)

то есть при резонансной настройке ДГР индуктивный ток ДГР равен по величине, но противоположен по знаку емкостному току замыкания на землю.

  1. Имитационная модель однофазного замыкания на землю


Рис. 3. Модель системы для исследования однофазного замыкания на землю


Рис. 4. Графики переходного процесса при КЗ на землю в сети с изолированной нейтралью В точке КЗ


Рис. 5. Графики переходного процесса при КЗ на землю в сети с компенсированной нейтралью

Вывод: Для режима с изолированной нейтралью при возникновении короткого замыкания напряжение в поврежденной фазе падает почти до нуля. Минимальное оставшееся напряжение обусловлено активным сопротивлением линии. Напряжения в двух неповрежденных фазах возрастают до линейных. Полные фазные в сети изменяются незначительно, что делает невозможным настроить защиту от однофазных замыканий по току и обуславливает необходимость использования более сложных методов, которые описаны в предыдущей статье.

Для режима с компенсированной найтралью результаты показывают значительное снижение тока в месте КЗ, что положительно сказывается на вероятности самозатухания дуги и самоустранению таким образом повреждения линия.

Результаты работы могут использоваться в проектной деятельности для моделирования переходных процессов при неполнофазных повреждениях в сети 6–10 кВ с изолированной, компенсированной или эффективно заземленной нейтралью.

  1. Правила устройства электроустановок: утв. М-вом энергетики Рос. Федерации 08.07.02: ввод в действие с 01.01.03. — М.: НЦ ЭНАС, 2011. — 750 с.
  2. Базылев Б. И. и др. Дугогосящие реакторы с автоматической компенсацией емкостного тока замыкания на землю: СПБ: Издательство ПЭИПК, 1999. — 184 с.
  3. Калихман_С.А.,_Злобин_Ю.И._Режимы_нейтрали_и_перенапряжения: Учебное пособие_/_Чуваш._ун-т._Чебоксары,_1994._–_64_с.

Основные термины (генерируются автоматически): изолированная нейтраль, земля, напряжение, сеть, поврежденная фаза, схема замещения сети, ток, фаза А, воздушная линия, индуктивный ток.

Похожие статьи

Анализ четырехфазных линий электропередач

Если при пробое изоляции одной фазы трехфазной линии в сети с изолированной нейтралью линия может продолжать работать, то однофазный пробой изоляции в четырехфазной линии превращается в короткое замыкание, требующее отключения.

Анализ симметрии напряжения в распределительных.

Вариабельность нагрузок по фазам в низковольтной электрической сети не позволяет четко распределить и зафиксировать распределение нагрузок по фазам и построить симметричную

ВДТ увеличивает напряжение в сети и устраняет несимметрию токов и напряжений.

Организация защиты от однофазных замыканий на землю.

Рис. 1. Двухчастотная схема замещения радиальной сети 6–10 кВ для анализа переходных процессов при ОЗЗ.

Переходный ток ОЗЗ в месте повреждения для сети с изолированной нейтралью пропорционален производной напряжения

Расчет несимметричных трехфазных цепей | Статья в журнале.

Короткие замыкания, как правило, сопровождаются увеличением токов в поврежденных фазах до значений, превосходящих в несколько раз номинальные значения, а также понижением уровня напряжения в электрической сети.

Режимы работы и замыкания в электроустановках

Напряжение между поврежденными фазами равно нулю, а фазные напряжения равны

(Этот вид короткого замыкания справедлив только для сетей с заземленной нейтралью, также как и двухфазное короткое замыкание на землю.)

Методы измерения наведенного напряжения в сетях 0,38/10 кВ.

наведенное напряжение, измерение, различная схема заземления, рабочий ток, линия, рабочее место, метод измерения, индуктивное влияние, заземление, воздушная линия.

Специальные фильтрокомпенсирующие устройства как метод.

– увеличиваются потери в сети и в электроприемниках, например, в двигателях

– снижается эффективность устройств компенсации емкостных токов замыкания на землю, так как большие остаточные

– объединение вентильных преобразователей в группы по схеме умножения фаз

Определение наведенных напряжений в сетях 0,38–10 кВ

Ключевые слова: воздушная линия электропередачи, наведенное напряжение, действующая линия, схема замещения.

Чем выше ток нагрузки на влияющей линии, тем выше электромагнитная составляющая.

Исследование влияния компактных люминесцентных ламп на.

Проведено сравнение спектрального состава тока электрической сети до и после установки в неё энергосберегающей лампы.

Рис. 1. Схема лабораторной установки.

Рис. 2. Напряжение в фазах электрической сети, при симметричной активной нагрузке.

Похожие статьи

Анализ четырехфазных линий электропередач

Если при пробое изоляции одной фазы трехфазной линии в сети с изолированной нейтралью линия может продолжать работать, то однофазный пробой изоляции в четырехфазной линии превращается в короткое замыкание, требующее отключения.

Анализ симметрии напряжения в распределительных.

Вариабельность нагрузок по фазам в низковольтной электрической сети не позволяет четко распределить и зафиксировать распределение нагрузок по фазам и построить симметричную

ВДТ увеличивает напряжение в сети и устраняет несимметрию токов и напряжений.

Организация защиты от однофазных замыканий на землю.

Рис. 1. Двухчастотная схема замещения радиальной сети 6–10 кВ для анализа переходных процессов при ОЗЗ.

Переходный ток ОЗЗ в месте повреждения для сети с изолированной нейтралью пропорционален производной напряжения

Расчет несимметричных трехфазных цепей | Статья в журнале.

Короткие замыкания, как правило, сопровождаются увеличением токов в поврежденных фазах до значений, превосходящих в несколько раз номинальные значения, а также понижением уровня напряжения в электрической сети.

Режимы работы и замыкания в электроустановках

Напряжение между поврежденными фазами равно нулю, а фазные напряжения равны

(Этот вид короткого замыкания справедлив только для сетей с заземленной нейтралью, также как и двухфазное короткое замыкание на землю.)

Методы измерения наведенного напряжения в сетях 0,38/10 кВ.

наведенное напряжение, измерение, различная схема заземления, рабочий ток, линия, рабочее место, метод измерения, индуктивное влияние, заземление, воздушная линия.

Специальные фильтрокомпенсирующие устройства как метод.

– увеличиваются потери в сети и в электроприемниках, например, в двигателях

– снижается эффективность устройств компенсации емкостных токов замыкания на землю, так как большие остаточные

– объединение вентильных преобразователей в группы по схеме умножения фаз

Определение наведенных напряжений в сетях 0,38–10 кВ

Ключевые слова: воздушная линия электропередачи, наведенное напряжение, действующая линия, схема замещения.

Чем выше ток нагрузки на влияющей линии, тем выше электромагнитная составляющая.

Исследование влияния компактных люминесцентных ламп на.

Проведено сравнение спектрального состава тока электрической сети до и после установки в неё энергосберегающей лампы.

Рис. 1. Схема лабораторной установки.

Рис. 2. Напряжение в фазах электрической сети, при симметричной активной нагрузке.

Отыскание земли в сети с изолированной нейтралью

Отыскание земли в сети с изолированной нейтралью

В электроустановках рабочим напряжением 6-35 кВ с изолированной нейтралью, при повреждении или нарушении изоляции, падении провода и т.д. возникает замыкание на землю. Режим однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью аварийным не является. Следовательно, автоматического отключения поврежденного участка электрической сети не будет.

Данный режим работы является опасным для изоляции оборудования, так как фазные напряжения при этом значительно увеличиваются. Это в свою очередь приводит к пробою изоляции и переходу из однофазного в двухфазное замыкание на землю.

Кроме того, замыкание на землю очень опасно для людей, в частности для обслуживающего персонала (при возникновении повреждения на территории ОРУ или ЗРУ). При этом высока вероятность поражения электрическим током в результате растекания токов на землю (шагового напряжения).

Следовательно, оперативному персоналу, который осуществляет обслуживание электроустановки, необходимо в кратчайший срок устранить возникшее повреждение, то есть определить место повреждения.

Замыкание на землю бывает нескольких видов: металлическое замыкание, неполное замыкание через электрическую дугу и замыкание на землю через поврежденную изоляцию токоведущих частей.

Контроль изоляции в электроустановках 6-35кВ осуществляется при помощи:

- реле минимального напряжения, которые включены на фазные напряжения ТН;

- реле напряжения, которые включены в обмотку разомкнутого треугольника;

- токовых реле, которые включены к выходу фильтра токов нулевой последовательности;

- вольтметров контроля изоляции.

Показания вольтметров контроля изоляции:

Кроме того, существуют ложное срабатывание сигнала земля.

- значительное отличие емкостей фаз относительно земли;

- неполнофазное отключение трансформатора;

- подключение к участку сети другого некомпенсированного участка сети, в том числе автоматическое (работа АВР);

- обрыв фазы (перегорание предохранителя) по стороне ВН или НН силового трансформатора. При этом будет незначительный перекос напряжений;

- обрыв фазы (перегорание предохранителей, отключение автоматического выключателя или другая причина) трансформатора напряжения, который предназначен для контроля изоляции данного участка сети. При обрыве фазы по стороне НН одна фаза будет показывать ноль, а две другие фазное напряжение. При обрыве фазы по высокой стороне (ВН) показания приборов контроля изоляции будут несимметричные. При этом определить, сгорел предохранитель или нет по показаниям приборов сложно, так как перекос незначительный.

В данном случае можно попробовать поочередно отключить присоединения, которые питаются от данного участка сети (секции или системы шин). Если показания приборов контроля изоляции не изменяются, то высока вероятность того, что причиной такого перекоса напряжений является перегорание предохранителя по стороне ВН трансформатора напряжения.

Для отыскания повреждения необходимо вывести данный участок распределительного устройства в ремонт. Отыскание дефекта изоляции производится электролабораторными испытаниями оборудования.

Режим изолированной нейтрали достаточно широко применяется в России. При этом способе заземления нейтральная точка источника (генератора или трансформатора) не присоединена к контуру заземления. В распределительных сетях 6-10 кВ России обмотки питающих трансформаторов, как правило, соединяются в треугольник (рис. 1.1), поэтому нейтральная точка физически отсутствует.

Описание: titenkoy1.JPG

Рис. 1.1 Схема двухтрансформаторной подстанции с изолированной нейтралью.

Его достоинствами являются:

отсутствие необходимости в немедленном отключении первого однофазного замыкания на землю;

малый ток в месте повреждения (при малой емкости сети на землю).

Недостатками этого режима заземления нейтрали являются:

возможность возникновения дуговых перенапряжений при перемежающемся характере дуги с малым током (единицы–десятки ампер) в месте однофазного замыкания на землю;

возможность возникновения многоместных повреждений (выход из строя нескольких электродвигателей, кабелей) из-за пробоев изоляции на других присоединениях, связанных с дуговыми перенапряжениями;

возможность длительного воздействия на изоляцию дуговых перенапряжений, что ведет к накоплению в ней дефектов и снижению срока службы;

необходимость выполнения изоляции электрооборудования относительно земли на линейное напряжение;

сложность обнаружения места повреждения;

опасность электропоражения персонала и посторонних лиц при длительном существовании замыкания на землю в сети;

сложность обеспечения правильной работы релейных защит от однофазных замыканий, так как реальный ток замыкания на землю зависит от режима работы сети (числа включенных присоединений).

Недостатки режима работы с изолированной нейтралью весьма существенны, а такое достоинство, как отсутствие необходимости отключения первого замыкания, достаточно спорно. Так, всегда есть вероятность возникновения второго замыкания на другом присоединении из-за перенапряжений и отключения сразу двух кабелей, электродвигателей или воздушных линий.

1.1.2 Нейтраль, заземленная через дугогасящий реактор

Она также достаточно часто применяется в России. Этот способ заземления нейтрали, как правило, находит применение в разветвленных кабельных сетях промышленных предприятий и городов. При этом способе нейтральную точку сети получают, используя специальный трансформатор (рис.1.2).

Описание: titenkox.jpg

Рис. 1.2 Схема двухтрансформаторной подстанции с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор.

В России режим заземления нейтрали через дугогасящий реактор применяется в основном в разветвленных кабельных сетях с большими емкостными токами. Кабельная изоляция из сшитого полиэтилена в отличие от воздушной не является самовосстанавливающейся. То есть, однажды возникнув, повреждение не устранится, даже несмотря на практически полную компенсацию (отсутствие) тока в месте повреждения. Соответственно для этих кабельных сетей самоликвидация однофазных замыканий как положительное свойство режима заземления нейтрали через дугогасящий реактор не существует.

Достоинствами этого метода заземления нейтрали являются:

отсутствие необходимости в немедленном отключении первого однофазного замыкания на землю;

малый ток в месте повреждения (при точной компенсации – настройке дугогасящего реактора в резонанс);

возможность самоликвидации однофазного замыкания, возникшего на воздушной линии или ошиновке (при точной компенсации – настройке дугогасящего реактора в резонанс);

исключение феррорезонансных процессов, связанных с насыщением трансформаторов напряжения и неполнофазными включениями силовых трансформаторов.

Недостатками этого режима заземления нейтрали являются:

возникновение дуговых перенапряжений при значительной расстройке компенсации;

возможность возникновения многоместных повреждений при длительном существовании дугового замыкания в сети;

возможность перехода однофазного замыкания в двухфазное при значительной расстройке компенсации;

возможность значительных смещений нейтрали при недокомпенсации и возникновении неполнофазных режимов;

возможность значительных смещений нейтрали при резонансной настройке в воздушных сетях;

сложность обнаружения места повреждения;

опасность электропоражения персонала и посторонних лиц при длительном существовании замыкания на землю в сети;

сложность обеспечения правильной работы релейных защит от однофазных замыканий, так как ток поврежденного присоединения очень незначителен.

В России режим заземления нейтрали через дугогасящий реактор применяется в основном в разветвленных кабельных сетях с большими емкостными токами. Кабельная изоляция в отличие от воздушной не является самовосстанавливающейся. То есть, однажды возникнув, повреждение не устранится, даже несмотря на практически полную компенсацию (отсутствие) тока в месте повреждения. Соответственно для кабельных сетей самоликвидация однофазных замыканий как положительное свойство режима заземления нейтрали через дугогасящий реактор не существует.

Читайте также: