5. Свойства сетей с нейтралью, заземленной через активное сопротивление

Повышение надежности эксплуатации сетей с резистивным заземлением нейтра­ли связано, в первую очередь, с возможно­стью создания селективной релейной за­щиты, быстро распознающей поврежденный фидер и обеспечивающую быстрое отключение поврежденной линии. При этом уменьшается длительность горения перемежающейся дуги, суще­ственно снижаются уровни перенапря­жений при однофазных дуговых замыканиях, практически исключаются опасные феррорезонансные явления, обусловленные насыщением магнитопроводов трансформаторов напряжения для контроля изоляции.

Заземление нейтрали через резистор позволяет обеспечить необходимую чувствительность простой (нена­правленной) токовой защиты от ОЗЗ и существенно сократить время замыкания на землю. Кроме того, если резистор в нейтрали выбран таким образом, что активная составляющая в токе замыкания на землю не больше емкостной, то снижается и значения перенапряжений [Шабад]. На ВЛ вместо кабельной вставки появляется возможность установки третьего фазного трансформатора тока (в фазу В).

В настоящее время режим с резистивным заземлением нейтрали в сетях 6-10 кВ выполнен на нескольких газокомпрессорных станциях магистральных газопроводов и насосных станциях нефтепроводов.. На газокомпрессорных станциях сопротивление резистора выбрано так, что ток при ОЗЗ составляет около 40 А. Это значение активной составляющей тока ОЗЗ пока не общепринятое. Выбирать его в общем случае следует исходя из приоритетности задач: непрерывность электроснабжения; сохранность оборудования; обеспечение безопасности с учетом использования защиты от ОЗЗ с действием на сигнал или отключение.

Для выполнения резистивного заземления нейтрали завод «Мосэлектрощит» разработал и серийно выпускает комплектное устройство, для установки в РУ 10 кВ газокомпрессорных станций и других потребителей.

6. Свойства сетей с эффективно–заземленной нейтралью

В соответствии с [ПУЭ п.1.7.4 , к электрическим сетям с эффективно-заземленной нейтралью относятся трехфазные сети напряжением выше 1 кВ, в которых коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4. Определение коэффициента замыкания на землю также дано в ПУЭ, п.1.7.4 :

Коэффициент замыкания на землю в трехфазной электрической сети – это отношение разности потенциалов между не­поврежденной фазой и землей в точке замыкания на землю другой или двух других фаз к разности потенциалов между фазой и зем­лей в этой точке до замыкания.

Рисунок 6.1. Схема сети

В нашей стране в соответствии с ПУЭ п.1.2.16 с эффективно-заземленной нейтралью могут работать сети напряжением 110 кВ. В таких сетях нейтрали части трансформаторов наглухо заземляются, а нейтрали другой части трансформаторов могут быть разземлены. Электрические сети напряжением 220 кВ и выше должны работать только с глухозаземленной нейтралью ПУЭ, п.1.2.16.

В сетях с эффективно-заземленной нейтралью и в сетях с глухо заземленной нейтралью при замыкании одной фазы на землю создается короткозамкнутый контур, в котором протекает ток короткого замыкании, соизмеримый с током трехфазного короткого замыкания. Поэтому такие сети называют сетями с большими токами замыкания на землю. Большая величина тока однофазного КЗ позволяет быстро и селективно выявлять и отключать поврежденные линии. Это является достоинством сетей с эффективно-заземленной нейтралью.

Однако, если эквивалентное сопротивление нулевой последовательности сети Z_OЭ относительно точки КЗ будет меньше эквивалентного сопротивления прямой последовательности Z_1Э, то ток однофазного КЗ будет больше тока трехфазного КЗ. Для снижения тока однофазного КЗ нейтрали части трансформаторов в сетях 110 кВ иногда разземляются. При этом увеличивается эквивалентное сопротивление нулевой последовательности, но одновременно повышается коэффициент замыкания на землю, который пропорционален отношению . Кроме того, на изолированной (разземленной) нейтрали трансформатора может появиться относительно земли высокое напряжение. Так как изоляция нейтрали трансформаторов класса 110 кВ выполняется обычно ослабленной, то для защиты от перенапряжений в разземленную нейтраль трансформатора включают разрядники 8, рис. 2.61.

Схема защиты разземленной нейтрали трансформаторов от перенапряжений показана ни рисунке. 6.2

Рисунок 6.2.