МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Ухтинский государственный технический университет»

(УГТУ)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ И ЕЕ НЕЙТРАЛИ НА УСЛОВИЯ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ

Методические указания к лабораторной работе

Ухта, угту, 2016

УДК 621.311 (075.8)

ББК 31.27 Я7

Т 37

Тетеревлева, Е. В.

Т 37 Определение влияния режима электрической сети и ее нейтрали на условия электробезопасности. [Текст]: методические указания к лабораторной работе / Е. В. Тетеревлева – Ухта : УГТУ, 2016. – 19с.

Методические указания предназначены для выполнения лабораторной работы по дисциплине «Основы электроснабжения, релейная защита и автоматика» для бакалавров направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» дневной и заочной форм обучения.

Содержание контрольной работы соответствует рабочей программе.

УДК 621.311 ( 075.8)

ББК 31.27 Я7

Методические указания рассмотрены и одобрены заседанием кафедры ЭАТП от 4.04.2016, пр. № 4.

Рецензент: А. Э. Старцев, доцент кафедры ЭАТП Ухтинского государственного технического университета.

Редактор: К. Е. Чаадаев, старший преподаватель кафедры ЭАТП Ухтинского государственного технического университета.

В методических указаниях учтены предложения рецензента и редактора.

План 2016 г., позиция ____.

Подписано в печать ___________. Компьютерный набор

Объем 40 с. Тираж 100 экз. Заказ № _____.

© Ухтинский государственный технический университет, 2016

169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, д. 13.

Типография УГТУ.

169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, д. 13. Лабораторная работа №1 определение влияния режима электрической сети и ее нейтрали на условия электробезопасности Цель работы

Оценить опасность поражения электрическим током в зависимости от:

• напряжения и схемы питания электроустановок;

• режима нейтрали;

• сопротивления элементов электрической сети;

• условий включения человека в цепь.

Общие сведения

Проблема влияния земли на работу электрических сетей и различного электрооборудования, а также на их электробезопасность обусловлена тем, что земля является проводником электрического тока. По отношению к земле (как к проводнику) провода электрической сети имеют сопротивление . Активная составляющая этого сопротивления (сопротивление изоляции) намного больше емкостной, поэтому этой составляющей при расчете режимов электрической сети обычно пренебрегают.

По распределенным емкостям фазных проводников по отношению к земле протекают токи. Эти токи имеют максимальное значение в начале линии и линейно уменьшаются до нуля к ее концу. Величина их зависит от суммарной длины проводников в сети и составляет для неразветвленных сетей 610 кВ единицы ампер, а для сильно разветвленных сетей  до ста и более ампер. Емкостные токи всегда значительно меньше токов нагрузки электрических сетей, поэтому их влияние на нагрузку не учитывается.

Наиболее частым видом повреждений в современных системах электроснабжения является однофазное короткое замыкание на землю  случайное электрическое соединение с землей находящихся под напряжением частей электроустановки с заземленными конструктивными частями или непосредственно с землей. Ток, проходящий через землю в месте замыкания, называется током однофазного замыкания на землю. В распределительных сетях 635 кВ эти повреждения составляют не менее 75% от общего числа повреждений. В сетях 110 и 220 кВ однофазные повреждения изоляции составляют соответственно 80 и 90%.

Степень опасности замыканий на землю в основном зависит от состояния нейтрали сети, которое имеет непосредственное отношение к проблеме борьбы с авариями и, следовательно, к надежности обеспечения потребителей электроэнергией.

Нейтраль электроустановки  это общая точка обмоток генераторов или трансформаторов, соединенных в звезду и потенциал которой относительно земли при ее нормальном режиме работы равен нулю.

В зависимости от режима нейтрали электрические сети разделяют на четыре группы:

1) Сети с изолированной нейтралью, где нейтраль не соединена с землей (рис. 1а).

Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы или аппараты, имеющие большое сопротивление(приборы сигнализации, измерения, защиты, дугогасящие реакторы, трансформаторы напряжения и другие аппараты).

2) Резонансно-заземленные (компенсированные) сети, т.е. сети, заземленные через дугогасящую катушку без сердечника (рис. 1б).

3) Сети с глухим заземлением нейтрали на землю (рис. 1в). Короткое замыкание нейтрали на землю принято называть глухим или металлическим замыканием (соединением с землей).

Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление, например, через трансформатор тока.

4) Сети с заземленной нейтралью при соединении с землей через активное сопротивление (рис. 1г).

Рис. 1. Способы заземления нейтрали:

а – изолированная нейтраль; б – нейтраль, заземленная через дугогасящую катушку Р (резонансное заземление); в – глухозаземленная нейтраль; г – нейтраль, заземленная через активное сопротивление R (эффективно заземленная нейтраль).

Согласно рекомендациям Международной электротехнической комиссии (МЭК) различают:

1) Сети с эффективно заземленной нейтралью, когда коэффициент заземления не превышает 80%;

2) Сети с неэффективно заземленной нейтралью, когда коэффициент заземления больше 80%.

Коэффициент заземление  это отношение наивысшего напряжения, возникающего при однофазном коротком замыкании на землю на неповрежденной фазе, к междуфазному напряжению, выраженному в процентах. Он определяет выбор того или иного уровня изоляции электроустановок.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) электроустановки напряжением свыше 1000 В подразделяются на:

1) Электроустановки с большими токами замыкания на землю, в которых ток однофазного короткого замыкания на землю превышают 500 А;

2) Установки с малым током замыкания на землю, в которых ток однофазного короткого замыкания на землю менее 500 А.

Однофазное замыкание на землю нарушает симметрию электрической системы, при этом, в зависимости от способа заземления нейтрали, сети по-разному реагируют на однофазное замыкание на землю.