Вопрос 11

Электрическая сеть с эффективно заземленной нейтралью

Нейтраль – общая точка соединения обмоток генератора или трансформатора в звезду.

Сети с эффективно заземленной нейтралью – сети, в которых нейтрали трансформаторов присоединены к заземляющему устройству непосредственно или через реакторы с небольшим индуктивным сопротивлением с таким расчетом, чтобы при однофазном КЗ напряжения неповрежденных проводов относительно земли на превышали 1,4U_ф. Это соответствует следующим относительным значениям результирующих сопротивлений нулевой последовательности до точки КЗ на любом участке сети:

где – результирующие индуктивные сопротивления прямой и нулевой последовательностей; –результирующее активное сопротивление нулевой последовательности.

Замыкание провода на землю в сетях с эффективно-заземленной нейтралью является коротким замыканием, сопровождающимся большим током (более 500А), и подлежит автоматическому отключению, как и при междуфазном КЗ. Напряжения проводов относительно земли при однофазных КЗ в сетях с эффективно-заземленной нейтралью не превышают 1,4 нормального фазного напряжения или 0,8 линейного. Воздействие этих перенапряжений на изоляцию проводов неповрежденных фаз кратковременно, так как однофазные КЗ отключаются быстродействующими защитами и выключателями. Такой вид заземления нейтрали применяются в сетях 110-220кВ.

Достоинства:

1.Уменьшение коммутационных перенапряжений в сети

2. Изоляция оборудования выбирается на напряжение, составляющее 80% от междуфазного напряжения

3. Все в совокупности (п.1+2) дает значительный экономический эффект.

Недостатки:

1. Эл.установка отключается при каждом однофазном замыкании.

В сетях 110кВ и выше однофазные замыкания относятся к самоустраняющимся, поэтому в них предусматривается установка АПВ.

2. Контур заземления представляет собой сложное инженерное сооружение, что приводит к его удорожанию;

3. При работе в сети большого количества трансформаторов с эффективно заземленной нейтралью или автотрансформаторов, токи однофазного замыкания на землю могут превышать токи трехфазного замыкания.Поэтому в сетях 110, 220кВ с эффективно заземленной нейтралью для выполнения желательного по условиям работы эл. аппаратов соотношения , у части трансформаторов данной сети применяют частичное разземление нейтрали (например, из двух установленных трансформаторов на ПС, нейтраль заземляется только у одного) либо в нейтрали некоторых трансформаторов включают специальные активные, реактивные, комплексные или нелинейные сопротивления.

Наибольшее распространение получили способы ограничения токов замыкания на землю, показанные на рис. а и б.

Вопрос 12

Заземляющие устройства электроустановок

Заземляющие устройства (ЗУ) предназначены для снижения потенциалов и градиентов напряжения на поверхности земли при замыканиях на землю до приемлемых, не опасных для людей, находящихся вблизи, значений.

Основой ЗУ является заземлитель, представляющий собой систему неизолированных проводников, находящихся в контакте с землей и предназначенных для проведения тока в землю. Контурный проводник заземлителя должен охватывать установку в целом (на электростанциях – главный корпус, вспомогательные сооружения и распределительные устройства). На площадке наружного РУ вдоль рядов оборудования, подлежащего заземлению, укладывают проводники в землю на глубине около 0,5м. Предусматривают также проводники в поперечном направлении. Таким образом, образуется сетка с квадратными или прямоугольными ячейками. Сетку дополняют некоторым числом вертикальных проводников, погружаемых в землю на глубину от 10 до 30м и располагаемых по периферии (внешней части) сетки. К сетке присоединяют предметы, подлежащие заземлению, с помощью коротких проводников, называемых спусками. При такой конструкции заземлителя обеспечивается ограничение потенциалов и градиентов напряжения в зоне распространения тока, следовательно, безопасность для людей, обслуживающих установку и находящихся поблизости от нее.

Заземлитель, специально выполненный для проведения в землю расчетного тока в течение определенного времени, принято называть основным заземлителем.

Вспомогательный (естественный) заземлитель – металлические предметы любого назначения, так или иначе соединенные с землей, например стальные каркасы зданий, арматуры железобетонных оснований, труб любого назначения, частей гидротехнических сооружений и т.д. Использование вспомогательных заземлителей экономически целесообразно, поскольку они уменьшают сопротивление ЗУ в целом.

К основному заземлителю присоединяют:

вспомогательные заземлители;

нейтрали генераторов, трансформаторов, подлежащих заземлению в соответствии с принятой схемой рабочего заземления;

разрядники и молниеотводы;

металлические части электрического оборудования, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под ним при повреждении изоляции (основания и кожухи эл. машин, трансформаторов, аппаратов, токопроводов, металлические конструкции РУ, ограждения и т.п.);

вторичные обмотки измерительных трансформаторов, нейтрали обмоток 380/220В силовых трансформаторов.