Режимы работы нейтралей электроустановок энергосистем. Сети с изолированной нейтралью

 

 

Нейтралями электроустановок называют общие точки обмотки генераторов или трансформаторов, соединенные в звезду.Вид связи нейтралей машин и трансформаторов с землей в значительной степени определяет уровень изоляции электроустановок и выбор коммутационной аппаратуры, значения перенапряжений и способы их ограничения, токи при однофазных замыканиях на землю, условия работырелейной защиты и безопасности в электрических сетях, электромагнитное влияние па линии связи и т. д.

В зависимости от режима нейтрали электрические сети разделяют на четыре группы:

1) сети с незаземленными (изолированными) нейтралями;

2)сети с резонансно-заземленными (компенсированными) нейтралями;

(Кэтим группам относятся сети напряжением 3-35 кВ, нейтрали трансформаторов или генераторов которых изолированы от земли или заземлены через заземляющие реакторы.)

3)сети с эффективно-заземленными нейтралями (применяют на напряжение выше 1 кВ. В них коэффициент замыкания на землю не превышает 1, 4. Коэффициентом замыкания на землю называют отношение разности потенциалов между неповрежденной фазой и землей в точке замыкания на землю поврежденной фазы к разности потенциалов между фазой и землей в этой точке до замыкания.К эффективно-заземленные сетям относят; сети высокого и сверхвысокого напряжения, нейтрали которых соединены с землей непосредственно или через небольшое активное сопротивление; сети 110 кВ и выше);

4) сети с глухозаземленными нейтралями (сети напряжением до 1 кВ).

Режим работы нейтрали определяет ток замыкания на землю. Сети, в которых ток однофазного замыкания на землю менее 500 А, называют сетями с малыми токами замыкания на землю (в основном это сети с незаземленными и резонансно-заземленными нейтралями). Токи более 500 А соответствуют сетям с большими токами замыкания на землю (это сети с эффективно-заземленными нейтралями).

В сетях с незаземленными нейтралями токи при однофазном замыкании на землю протекают через распределенные емкости фаз, которые для упрощения анализа процесса условно заменяют емкостями, сосредоточенными в середине линий (рис. 1.16). Междуфазные емкости при этом не рассматриваются, так как при однофазных повреждениях их влияние на токи в земле не сказывается.

В нормальном режиме работы напряжения фаз сети относительно земли симметричны и равны фазному напряжению, а емкостные (зарядные) токи фаз относительно земли также симметричны и равны между собой. Емкостный ток фазы(С — емкость фазы относительно земли):

Геометрическая сумма, емкостных токов грех фаз равна нулю. Емкостный ток нормального режима в одной фазе в современных, сетях с незаземленной нейтралью, не превышает нескольких ампер и практически не влияет на загрузку генераторов.

 

 

 

 

 

 

В случае металлического замыкания на землю в одной точке напряжение неповрежденных фаз относительно земли возрастают в Ö 3 раз и становятся равными междуфазному напряжению.

При замыкании на землю фазы А поверхность земли в точке повреждения приобретает потенциал этой фазы, а напряжения фаз В и С относительно земли становятся соответственно равными междуфазным напряжениям. Емкостные токи неповрежденных фаз такжеувеличиваются в соответствии с увеличением напряжения вÖ 3 раз. Ток на землю фазы А, обусловленный ее собственной емкостью, будет равен нулю, т.к. эта емкость оказывается закороченной.

Для тока в месте повреждения можно записать:

т. е. геометрическая сумма векторов емкостных токов неповрежденных фаз определяет вектор тока через место повреждения. Ток оказывается в 3 раза больше, чем емкостный ток фазы в нормальном режиме:

При однофазных замыканиях на землю в сетях с незаземленной нейтралью, треугольник линейных напряжений не искажается, поэтому потребители, включенные на междуфазные напряжения, продолжают работать нормально. Т.к.при замыкании на землю напряжение неповрежденных фаз относительно земли увеличивается в Ö 3 раз по сравнению с нормальным значением, изоляция в сетях с незаземленной нейтралью должна быть рассчитана на междуфазное напряжение. Это ограничивает область использования этого режима работы нейтрали сетями с напряжением 35 кВ и ниже, где стоимость изоляции электроустановок не является определяющей и некоторое ее увеличение компенсируется повышенной надежностью питания потребителей.

Более опасно однофазное замыкание ла землю через дугу, так как дуга может повредить оборудование и вызвать двух- или трехфазное КЗ.

Работа сети с незаземленной (изолированной) нейтралью применяется и при напряжении до 1 кВ. При этом основные свойства сетей с незаземленной нейтралью сохраняются и при этом напряжении. Эти сети обеспечивают высокий уровень электробезопасности.

 

Вопрос 8

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: