УДК

ББК

Д

Авторы:

Паперный Л.Е., Алейникова М.В.

Рецензент:

Романенков В.Е., кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник кафедры «Новые материалы и технологии» ИПК и ПК БНТУ

Учебно-методическое пособие предназначено для курсов повышения квалификации в ИПК и ПК БНТУ и может быть использовано специалистами предприятий ГПО «Белэнерго» и студентами энергетического факультета БНТУ.

Белорусский национальный технический университет, пр-т Независимости, 65, г. Минск, Республика Беларусь Тел. 2964732

E-mail: rectorat@ipk.by

Регистрационный номер № БНТУ/ИПКиПК-12.2016

© БНТУ, 2015

2

Содержание

3

ВВЕДЕНИЕ

Выбор режима нейтрали электроустановок, которые по условиям электробезопасности в соответствии с ТКП-339-2011 разделяются на электроустановки напряжением до 1 кВ и выше 1 кВ, должен выбираться с учетом:

-бесперебойности электроснабжения приемников электроэнергии;

-экономичной работы энергосистемы;

-надежности сетей;

-электробезопасности системы;

-минимума потерь электроэнергии;

-возможности ограничения коммутационных перенапряжений;

-снижения электромагнитных влияний на линии связи;

-избирательности действия релейной защиты и простоты ее выполнения;

-возможности удержания поврежденной линии в работе;

-предотвращения развития в сети ферромагнитных явлений;

-возможности дальнейшего развития системы без значительной реконструкции.

Важным при работе электрической сети является режим работы нейтрали. Под нейтралью электрической сети понимают совокупность нейтральных точек обмоток трансформаторов (нулевой потенциал обмоток, соединенных в звезду) и соединяющих их проводников. Нейтраль может быть изолирована от земли, соединена с землей через активное или реактивное сопротивление, а также глухозаземленной. Режим заземления нейтрали исключительно важный вопрос при проектировании и реконструкции сети, так как он определяет:

-ток в месте повреждения и перенапряжения на поврежденных фазах;

-схему построения релейной защиты от замыканий на землю;

-выбор ОПН для защиты от перенапряжений;

-допустимое сопротивление контура заземления подстанции;

-безопасность персонала;

-надежность работы электрооборудования.

В настоящей работе разработаны все возможные режимы работы нейтрали электроустановок напряжением 0,4-750 кВ с точки зрения экономики и надежности работы электроустановки и электробезопасности, дано сравнение возможных режимов работы нейтрали, даны рекомендации по применению режимов работы нейтрали, по выполнению заземления

4

нейтрали при помощи резистора, нормирование величины сопротивления контура заземления нейтрали в сети 110-750 кВ в соответствии с напряжением прикосновения.

Настоящая работа может быть использована при обучении слушателей повышения квалификации, а также персоналом проектных организаций, оперативных служб, персоналом, обслуживающим электроустановки 0,4-750 кВ.

1 Основные термины, применяемые при выполнении и проектировании устройств заземления нейтрали сети

Электрическая сеть – совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных, кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

Электрооборудование – любое оборудование, предназначенное для производства, преобразования, передачи и распределения электрической энергии.

Электроустановка – совокупность машин, аппаратов, линий, вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии (ГОСТ 30331.1-95).

Глухозаземленная нейтраль – нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформаторы тока). К сетям с глухозаземленной нейтралью относятся сети напряжением 0,38 кВ и напряжением 110 кВ и выше.

Изолированная нейтраль – нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты, заземляющие дугогасящие реакторы и подобные им устройства, имеющие большое сопротивление. К сетям с изолированной нейтралью обычно относятся сети напряжением 6,10 и 35 кВ.

Заземлением какой-либо части электроустановки или другой установки называется преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством или заземлителем, с которых происходит

5

стекание тока непосредственно в землю (п 3.13 ТКП-339).

Защитное заземление – заземление частей электроустановки, открытых проводящих частей и сторонних проводящих частей с целью обеспечения электробезопасности (ГОСТ 30331.2-95). Открытые проводящие части и сторонние проводящие части (ОПЧ и СПЧ) в рабочем состоянии изолированы от рабочего напряжения, но могут оказаться под напряжением вследствие повреждения изоляции.

Рабочее заземление – заземление какой-либо точки токоведущей части электроустановки, необходимое для обеспечения работы электроустановки. Рабочее заземление может осуществляться непосредственно (глухое заземление) или через специальные аппараты (пробивные предохранители, ОПН, дугогасящие реакторы, резисторы).

Замыкание на землю – случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с конструктивными частями, не изолированными от земли, или непосредственно с землей). Замыкание на землю возникают вследствие пробоя изоляции, обрыва и падения провода и т.п. (п. 3.16 ТКП-339).

Замыкание на корпус – случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с их конструктивными частями (ОПЧ) нормально не находящимися под напряжением. Замыкания на корпус возникают вследствие пробоя изоляции, случайного соприкосновения неизолированных проводов с корпусом и т.п.

Ток замыкания на землю – ток, стекающий в землю через место замыкания. Ток замыкания на землю возникает вследствие повреждения изоляции или обрыва и падения провода на землю или на конструкции.

Заземляющее устройство – совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлитель – проводник или совокупность металлически соединенных между собой проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей). Заземлитель всегда находится в земле, воде или другой проводящей среде.

Искусственный заземлитель – заземлитель, специально выполняемый для целей заземления. Как правило, искусственный заземлитель выполняется из полосовой стали сечением не менее 4x12 мм или круглой стали диаметром не менее 10 мм.

Естественные заземлители – находящиеся в соприкосновении с землей электропроводящие части коммуникаций, зданий и сооружений

6

производственного назначения, используемые для целей заземления.

К естественным заземлителям относятся металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, подземные части железобетонных опор ВЛ, водопроводные металлические трубопроводы, нулевые провода ВЛ 0,38 кВ с повторными заземлителями (могут служить единственным заземлителем при количестве ВЛ не менее двух), обсадные трубы скважин, водоводы, свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле (могут служить единственным заземлителем при количестве кабелей не менее двух) и т.п. Если сопротивление естественных заземляющих устройств имеет допустимые значения, то искусственные заземлители применяются лишь при необходимости снижения плотности токов, протекающих по естественным заземлителям.

Открытые проводящие части – нетоковедущие части электроустановки, доступные прикосновению, которые могут оказаться под напряжением при нарушении изоляции токоведущих частей.

Зона растекания – область земли в пределах которой возникает заметный градиент потенциала при стекании тока с заземлителя.

Зона нулевого потенциала – зона земли за пределами зоны растекания.

Сопротивление заземляющего устройства – отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

Напряжение на заземляющем устройстве – напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземляющее устройство и зоной нулевого потенциала.

Эквивалентное удельное сопротивление земли с неоднородной структурой – такое удельное сопротивление земли с однородной структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет тоже значение. Что и в земле с неоднородной структурой.

Коэффициент замыкания на землю в трехфазной электрической сети

– 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.

Электрическая сеть с эффективно заземленной нейтралью –

трехфазная электрическая сеть напряжением выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4.

ОЗЗ – однофазное замыкание на землю. УЗО – устройство защитного потенциала.

Напряжение прикосновения – напряжение между двумя точками цепи

7