Материал: Электроснабжение. учебно-методическое пособие. Сергеев В.А., Мамонтов Д.А

2)сложность эксплуатации систем с компенсированной нейтралью из-за необходимости постоянно вести наблюдение за состоянием компенсации и трудности в определении места повреждения, если оно не развилось;

3)возможность повышения напряжения “здоровых” фаз относительно земли больше линейного и существование перенапряжений, если нет точной настройки и дуга устойчива;

4)увеличение капитальных вложений и эксплутационных расходов в связи с установкой дугогасящих аппаратов по сравнению с системой с изолированной нейтралью;

5)сложность релейной защиты и, следовательно, повышенные затраты (капитальные и эксплутационные).

Согласно ПУЭ дугогасящие катушки применяются в установках напряжением 35 кВ при токах однофазного к.з. на землю более 10 А и в установках 6-10 кВ при токах к.з. более 30 А. Во всех сетях

скомпенсированной нейтралью с помощью симметрирования емкостей фаз поддерживают значения U00’ в пределах не

более (0.005 0.0075) Uф, что позволяет удерживать напряжение между нейтралью и землей в пределах

(0,1 0,15)Uф.

26

Напряжение «здоровых» фаз относительно земли UB' иUC' (см. рис.1.6б) определяются геометрической суммой нормальных фазных напряжений UB иUC небольших

дополнительных составляющих, обусловленных падениями напряжений в соответствующих фазных обмотках трансформаторов (или генераторов) и подводящих проводов.

Однако, величины UB' иUC' менее 0,8 Uл. В контуре,

изображенном на рис1.6 течет ток Iз.а., приводящий в действие релейную защиту, которая отключает поврежденный элемент.

Основные достоинства системы с глухим заземлением нейтрали заключаются в следующем:

1)устраняются возможности появления устойчивых заземляющих дуг и связанные с ними последствия;

2)облегчается работа изоляции при замыканиях на землю и переходных и переходных процессах, что дает возможность либо снижения уровня изоляции (а следовательно, экономии в затратах), либо повышения надежности работы установок вследствие большего запаса прочности в изоляции, при сохранении уровня изоляции по сравнению с другими способами заземления нейтрали;

3)обеспечивается выполнение четкой, надежной, селективной и быстродействующей релейной защиты;

4)облегчается эксплуатация системы в отношении режима нейтрали.

Однако система с глухим заземлением нейтрали имеет некоторые недостатки, которые заключаются в следующем:

1)любое однофазное замыкание на землю является полным однофазным коротким замыканием и релейная защита немедленно отключает поврежденный коротким замыканием участок т.е. нарушает бесперебойность электроснабжения, что требует для ограничения бестоковых пауз применения быстродействующих устройств АПВ и выполнения систем с резервированием для наиболее

28

ответственных потребителей (повышение затрат, дополнительные капиталовложения и т.п.);

2)значительное электромагнитное влияние на линии связи, что приводит к увеличению затрат на защиту последних;

3)некоторое удорожание релейной защиты в связи с устройством её в трёхфазном исполнении;

4)токи к.з. могут достигать очень больших значений (превышать токи трехфазных к.з.) при замыканиях на землю,

иявляться причиной динамических разрушающих усилий, распространяющихся на значительную часть системы (разрывы оболочек кабелей, разрушение гирлянд изоляторов на воздушных ЛЭП и т.п.);

5)при больших токах к.з. уменьшается синхронизирующий момент (синхронные двигатели могут затормозиться, а параллельно работающие станции – выйти из синхронизма);

6)опасность поражения людей вследствие больших напряжений прикосновения и шага из-за токов к.з. при однофазном замыкании на землю;

7)значительное увеличение затрат на заземления. Уменьшение токов однофазного к.з. в системе с

глухозаземленной нейтралью достигается за счет разземления нейтрали у некоторых трансформаторов системы, либо введения в нейтраль токоограничивающего сопротивления (активного R или индуктивного L).

Разземление нейтралей у части трансформаторов системы преследует цель уменьшить ток однофазного к.з. до величины тока трехфазного к.з., определяющего необходимую отключающую способность выключателей.

При заземлении нейтрали через индуктивное сопротивление хр (реактор) ток в месте повреждения будет значительно больше емкостного тока замыкания на землю, но не более допустимых величин, ограниченных возможностью появления устойчивого дугового замыкания на землю.

29

Напряжение неповрежденных фаз относительно земли в аварийном режиме составляют (0,8 1,0) Uл (уровень изоляции, как в системах с изолированной нейтралью). Реакторы в нейтрали повышают устойчивость системы при однофазных замыканиях на землю и ограничивают коммутационные перенапряжения до допустимых пределов.

При заземлении нейтрали через активное сопротивление R ток в месте повреждения будет больше емкостного тока замыкания на землю ( но меньше, чем при заземлении нейтрали через хр), а напряжения «здоровых» фаз относительно земли могут быть выше, чем в системе с изолированной нейтралью (1,73 1,9) Uф. При правильно выбранной величине R устойчивость системы при однофазных замыканиях на землю обычно выше, чем при глухозаземленной нейтрали. С точки зрения коммутационных перенапряжений

системы с нейтралью, заземленной через R, аналогичны системам с глухозаземленной нейтралью. Заземление нейтрали через активное сопротивление (см. рис. 1.1) является эффективной мерой для предотвращения перенапряжений при переходных процессах на землю, т.к. R шунтирует емкость фазы обмотки генератора (трансформатора), обуславливая апериодический разряд с постоянной времени T=RC. Наилучшие результаты здесь могут быть получены при величине R равной или близкой к xc=1/3 C.

Токоограничивающие активное и реактивное сопротивление, заземляющие нейтраль выбирают такой величины, при которой ток замыкания фазы на землю превышает возможный максимальный ток нагрузки.

Система с нейтралью, заземленной через активное сопротивление по сравнению с системой, нейтраль которой заземлена через xp, имеет следующие недостатки:

1) для достижения одной и той же степени ограничения тока замыкания на землю требуется большая величина

30