2.7. Замыкания на землю в электрических сетях с незаземлённой нейтралью

При однофазных замыканиях на землю в электрических сетях с незаземленной нейтралью в месте замыкания возникают только ёмкостные токи, обусловленные ёмкостью фаз относительно земли (рис. 2.21,а). При этом ток, как правило, не превышает 50 А, а само повреждение называется не коротким замыканием, а простым замыканием на землю.

Рис.2.21. Однофазное замыкание на землю (а) и векторная диаграмма напряжений и токов в нормальном режиме

При замыкании происходит смещение нейтрали источника. На нейтрали появляется фазное напряжение, а напряжения неповреждённых фаз увеличиваются до линейного напряжения, т.е. в раза. Это называется перекосом напряжений фаз относительно земли. Линейные напряжения остаются без изменения.

Перекос напряжений не распространяется через трансформаторы на другую электрическую ступень. Через автотрансформаторы, имеющие в отличие от трансформаторов помимо магнитной и электрическую связь между обмотками, перекос фаз может перейти с обмотки высшего напряжения на обмотку низшего, если нейтраль не заземлена. Поэтому нейтрали автотрансформаторов всегда заземляются, и, следовательно, они не применяются в сетях с изолированными нейтралями (в сетях с напряжением ниже 110 кВ).

В предшествующем замыканию режиме ёмкостные токи равны (рис.2.21,б)

,

где - фазное напряжение.

При замыкании (рис.2.22)

, , .

Рис.2.22. Векторная диаграмма напряжений и токов при однофазном замыкании на землю

Таким образом, ток в месте замыкания на землю, равен арифметической сумме ёмкостных токов фаз предшествующего режима. Система ёмкостных токов является неуравновешенной и поэтому ведёт себя так же, как и система нулевой последовательности. При значительной величине тока замыкания возникают условия для возникновения перемежающейся дуги, что может привести к перенапряжениям в сети, опасными для изоляции. Величина тока замыкания может быть уменьшена (скомпенсирована) с помощью реактора, включённого в нейтраль трансформатора.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ГЛАВЕ 2

1. Назначение и сущность метода симметричных составляющих.

2. Основные уравнения метода симметричных составляющих.

3. Сопротивление электрических машин токам обратной последовательности.

4. Схемы замещения трансформаторов при протекании токов нулевой последовательности.

5. Сопротивление линий электропередачи токам нулевой последовательности.

6. Схемы замещения отдельных последовательностей.

7. Двухфазное короткое замыкание. Расчёт токов и напряжений. Построение векторных диаграмм.

8. Однофазное короткое замыкание. Расчёт токов и напряжений. Построение векторных диаграмм.

9. Двухфазное короткое замыкание на землю. Расчёт токов и напряжений. Построение векторных диаграмм.

10. Правило эквивалентности прямой последовательности.

11. Учёт активных сопротивлений в месте КЗ.

12. Распределение и трансформация токов и напряжений отдельных последовательностей.

13. Сравнение токов при различных видах КЗ.

14. Замыкания на землю в электрических сетях с незаземлённой нейтралью.

ЛЕКЦИЯ 13