4. Повреждения и ненормальные режимы работы сетей Лекция 5.
Содержание лекции 5
4. ПОВРЕЖДЕНИЯ И НЕНОРМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ СЕТЕЙ 1
4.1. Виды электрических сетей 1
4.2. Векторные диаграммы замыканий в сети 4
4.2.1. Трехфазное КЗ 5
4.2.2. Двухфазное короткое замыкание 7
4.2.3. Двойное замыкание на землю одной точке в сетях с изолированной нейтралью. 7
4.2.4. Двойное замыкание на землю в сетях с заземленной нейтралью 8
4.2.5. Однофазное КЗ в сети с эффективно заземленной нейтралью 8
4.2.6. Однофазное замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью 9
4.3. Распределение токов несимметричных КЗ при различных схемах силовых трансформаторов 11
4.3.1. Токораспределение при КЗ за трансформатором Y/ 11
4.3.2. Токораспределение за трансформатором /Y 12
4.3.3. Токораспределение за трансформатором Y/Y-0 13
4.4. Режим качаний в энергосистеме 14
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК К ЛЕКЦИИ №5 20
ГИПЕРССЫЛКИ К ЛЕКЦИИ № 5 22
4.1. Виды электрических сетей
3-х фазные сети различаются по режиму нейтрали:
эффективно заземленная нейтраль;
глухозаземленная нейтраль;
изолированная нейтраль.
Глухозаземленная нейтраль – нейтраль трансформатора или генератора присоединена непосредственно к заземляющему устройству или через малое сопротивление (трансформатор тока в установках до 20 кВ). В сетях с глухозаземленной нейтралью однофазное замыкание на землю является коротким замыканием, и должно отключаться РЗ.
Изолированная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора не присоединяется к заземляющему устройству, или присоединяется к нему через большое сопротивление (например, через заземляющий дугогасящий реактор). В сетях с изолированной нейтралью однофазное замыкание на землю не является коротким, и может быть допущено некоторое время. Действие защиты, как правило, осуществляется на сигнализацию.
При несимметричных параметрах схемы замещения потенциал земли может отличаться от потенциала нейтральной точки источника. В этом случае говорят о режиме смещения нейтрали. При отсутствии повреждения в сетях с изолированной нейтралью возможно смещение нейтрали из-за неравенства активных сопротивлений изоляции (либо емкостей) фаза – земля. Схема замещения и векторная диаграмма представлены на рис.5.1.
а) схема замещения, б) векторная диаграмма.
Напряжение смещения нейтрали определяется методом узловых напряжений по выражению:
где 
– проводимости фаза - земля,
– проводимость
нейтраль - земля,
– напряжение
нейтраль - земля (смещение нейтрали),
– фазные ЭДС.
Рассмотрим,
фазное напряжение, обозначив его индексом
“ф” (A, B,
C). С учетом того, что
,
получаем
,
т.е. фазные напряжения отличаются от
соответствующих ЭДС на величину смещения
нейтрали. Проводимость между фазным
проводом и землей
,
где
– емкость фазы по отношению к земле,
- активная составляющая проводимости
фазной изоляции. При учете реальных
условий
смещение нейтрали в первую очередь
определяется емкостями фаз по отношению
к земле.
Введем понятие коэффициент замыкания на землю – отношение разности потенциалов между неповрежденной фазой и землей в точке замыкания на землю, другой фазы или других фаз к разности потенциалов между фазой и землей в этой точке до замыкания. Так, для сети с изолированной нейтралью (см. рис.5.2) для замыкания фазы C на землю получим:
а) схема замещения, б) векторная диаграмма.
Электрическую сеть выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не более 1,4, называют сетью с эффективно заземленной нейтралью (например, сеть с нейтралью, заземленной через дугогасящую катушку). Схема замещения и векторная диаграмма представлены на рис.5.3.
Отметим, что в электротехнике под фазным напряжением понимают обычно напряжение в фазном проводе по отношению к нейтрали источника питания или нагрузки. В технике РЗ под фазным напряжением понимают напряжение фазы по отношению к земле.
Иногда возникает необходимость по известным линейным напряжениям определить фазные. Решение этой задачи возможно в случае, если отсутствуют составляющие нулевой последовательности (нет смещения нейтрали). В этом случае, предполагая равенство фазных проводимостей, находят потенциал земли в точке пересечения медиан треугольника, построенного на линейных напряжениях. Такое построение выполнено на рис.5.4.
Выписки из ПУЭ…
Способы заземления нейтрали сетей среднего напряжения, используемые в мировой практике…
Эффективность заземления нейтралей автотрансформаторов через реактор или резистор…