Схема замещения сети с изолированной нейтралью:
А) нормальный режим работы;
Б) режим однофазного замыкания на землю в фазе.
Режим работы электрические сети с резонансно-заземленными нейтралями.
Если в сетях 6-35 кВ ток замыкания. на землю превышает допус-
тимые значения, то нейтраль источника питания сети соединя-
ют с землей через заземляющий реактор.
Дугогасящие катушки должны устанавливаться на узловых питающих подстанциях, связанных с компенсируемой сетью не менее чем тремя линиями. При компенсации в сетях генераторного напряжения катушки располагаются обычно на электростанциях вблизи генераторов. При подключении дугогасящих катушек через специальные трансформаторы и трансформаторы собственных нужд, соизмеримы по мощности с мощностями катушки, необходимо учитывать их взаимное влияние.
Благодаря заземлению нейтрали сети через реактор:
− намного уменьшается ток замыкания на землю, в результате чего дуга в месте замыкания становится неустойчивой и быстро гаснет;
− после гашения дуги напряжение восстанавливается медленно, вследствие чего вероятность повторного зажигания дуги и возникновения коммутационных перенапряжений мала;
− при сохранении устойчивой дуги мала вероятность перехода замыкания на землю в многофазное из-за малого значения тока;
− токи обратной последовательности малы, и их действие на вращающиеся генераторы может оставаться несущественным.
Коэффициент замыкания на землю при заземлении нейтрали через реактор по сравнению с изолированной нейтралью не изменяется и равен (корень из трех)
Схема замещения компенсации тока замыкания на землю при помощи заземляющего реактора.
Режимы работы сети с глухозаземленными и эффективно заземленными нейтралями.
При глухом заземлении нейтрали замыкание одной фазы на землю является однофазным коротким замыкани-
ем (рис. 3.4) и должно привести к срабатыванию защитных аппаратов, отключающих
поврежденную линию от сети. Удорожание такой сети, вызванное применением за-
земляющих устройств и устройств защиты от однофазных коротких замыканий,
компенсируется тем, что изоляцию фазных проводников рассчитывают на фазное
напряжение (а не на междуфазное, как в двух предыдущих случаях). Это обстоя-
тельство особенно существенно при напряжениях 110 кВ и выше.
Для того чтобы частые отключения линий из-за замыканий на землю не нарушали
надежности питания потребителей, на таких линиях применяется однофазное или
трехфазное автоматическое повторное включение. Для ограничения токов замыкания
на землю вместо глухого заземления может применяться заземление нейтрали через
токоограничивающее активное сопротивление (эффективно-заземленная нейтраль). При этом во время однофазных
замыканий на землю неповрежденных фаз напряжение не достигает значения линейного (междуфазного) и состав-
ляет около 0,8Uл. Сети с глухим заземлением нейтрали имеют коэффициент замыкания на землю kз.з = 1, при эффек-
тивно-заземленных нейтралях kз.з ≤ 1,4.
Основным фактором, определяющим способ заземления нейтралей в сетях 110 кВ и выше, является фактор
стоимости изоляции. Эффективное заземление нейтрали позволяет улучшить экономические показатели сети имен-
но за счет этого фактора.
В России глухое заземление нейтралей применяется:
− в сетях 110 кВ и выше (в некоторых других странах также в сетях меньшего напряжения);
− в четырех- и пятипроводных сетях низких напряжений;
− в трехпроводных сетях постоянного тока.
К основным недостаткам глухого заземления нейтралей относятся следующие:
1. При замыкании одной из фаз трехфазной сети на землю образуется короткоэамкнутый контур через
землю и нейтраль источника (см. рис. 3.4) с малым сопротивлением, к которому приложена ЭДС фазы. Воз-
никает режим короткого замыкания с большим током. Для защиты оборудования однофазные замыкания
должны отключаться средствами релейной защиты. Следует учитывать, что большинство однофазных ко-
ротких замыканий относятся к самоустраняющимся и исчезают после снятия напряжения. В этих случаях
эффективно применение АПВ и ОАПВ.
2. Значительное удорожание контуров заземления в РУ, которые должны отвести на землю большие токи
коротких замыканий.
3. В сетях с автотрансформаторами токи однофазных коротких замыканий могут превышать токи трехфазных. В
таких случаях приходится ограничивать число заземленных нейтралей и применять частичное разземление (сети
110-220 кВ), а также использовать токоограничивающие сопротивления, включенные в нейтраль трансформаторов.
Схема замещения однофазного к.з. в электрической сети с глухим заземлением нейтрали.
