Охарактеризовать электрические сети с эффективно-заземленной нейтралью

Эффективно-заземленная нейтраль применяется для сетей 110 кВ и выше.

Отношение абсолютного значения напряжения на неповрежденной фазе при замыкании одной из прочих двух на землю к номинальному напряжению сети называют коэффициентом заземления:

. При заземление нейтрали называют эффективным.

Чем эффективнее заземление нейтрали, тем меньше напряжение на неповрежденных фазах. На нейтрали оно стремится к нулю, что позволяет изоляцию нейтрали силовых трансформаторов (автотрансформаторов) в установках 110 кВ и выше выполнить ослабленной (неполной), что экономически выгодно. С другой стороны, эффективное заземление нейтрали увеличивает ток замыкания на землю, что нежелательно.

На практике эффективное заземление нейтрали создается непосредственным заземлением нейтрали части трансформаторов электрической системы, чтобы одновременно выполнить условия и < .

Однако имеется ряд факторов, которые не позволяют в электрической системе заземлять нейтрали трансформаторов исходя только из условия обеспечения желательного электрического режима при однофазном коротком замыкании.

Такими факторами являются:

1. Изоляция нейтрали силовых трансформаторов по экономическим соображениям выполняется пониженной. Трансформаторы напряжением 110 кВ, изготовленные до 1968 года, имеют изоляцию нейтрали класса 35 кВ, одноминутное испытательное напряжение которой равно 85 кВ. У трансформаторов, выпускаемых после 1968 года, изоляция нейтрали усилена и имеет одноминутные

испытательные напряжения, соответственно, для номинальных

напряжений 110, 150 и 220 кВ – 100, 130 и 200 кВ.

Поэтому трансформаторы в электрических сетях до 220 кВ включительно разрешается не заземлять при условии установки между нейтралью и землей соответствующего разрядника.

Испытательные напряжения нейтрали трансформаторов напряжением 330 кВ и выше не нормируются, поэтому нейтрали этих трансформаторов должны заземляться обязательно.

2. Нейтрали автотрансформаторов должны заземляться обязательно независимо от напряжения, так как в противном случае при однофазном замыкании на землю в сети высшего напряжения может иметь место недопустимое повышение напряжения на фазах в сети более низкого напряжения.

3. На электростанциях трансформаторы желательно держать заземленными во избежание работы с незаземленной нейтралью в случае отделения электростанции от системы.

4. На подстанциях понизительные трансформаторы при отсутствии указанных выше ограничений желательно не заземлять, так как при этом улучшаются условия работы защиты от однофазных коротких замыканий.

35) Охарактеризовать сети с незаземленной (изолированной) нейтралью.

В сетях с незаземленной (изолированной) нейтралью, токи замыкания на землю имеют маленькие значения:

,

где – ток однофазного замыкания на землю; – ток трехфазного короткого замыкания.

Практически, ток замыкания в сети в этом режиме в основном определяется распределенными емкостями фаз относительно земли . На схеме (рис.1) распределенные емкости изображаются сосредоточенными . Напряжения на неповрежденных фазах достигают линейного значения . При замыкании фазы А на землю напряжение на нейтрали увеличивается до . Значения междуфазных напряжений при этом не изменяются, что позволяет не отключать потребитель при замыкании на землю. (Релейная защита работает на сигнал).

Рис. 1. Электрическая сеть с незаземленной нейтралью

Если в сетях с незаземленной нейтралью, в месте замыкания возможно возникновение перемежающейся дуги, которая вызывает перенапряжения в сети до 3U_Ф и однофазное замыкание может перейти в междуфазное, что приведет к отключению поврежденного участка сети.

Поэтому рекомендуют применять заземление нейтрали через резистор или через дугогасящий реактор.

При резистивном заземлении возможны два варианта:

1. Сопротивление резистора выбирают таким, чтобы выполнялось условие , при этом решается задача перенапряжений при дуговых замыканиях. Такой режим условно называют высокоомным резистивным заземлением, и он чаще применяется в сетях с небольшими емкостными токами, в частности в сетях собственных нужд электростанций и в воздушных сетях 6 – 35 кВ;

2. В этих же сетях сопротивление резистора выбирают таким, чтобы активная составляющая тока в месте замыкания составляла 30 – 60 А. В этом случае чрезвычайно упрощается выполнение селективной защиты от замыканий на землю, которая при таких токах должна действовать на отключение с небольшой выдержкой времени.