6.2. АВАРИЙНЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ СЕТИ

Рассмотрим режим однофазного замыкания фазы «С» на землю.

При металлическом замыкании фазы на землю в сетях с комбинированным заземлением нейтрали для выбранного за положительное направление тока, представленного на рис. 6.3, по первому закону Кирхгофа ток

Рис. 6.3. Пути протекания тока ОЗЗ

всети с комбинированной нейтралью

Сучётом того, что к ДГР и шунтирующему резистору приложено

При замыкании фазы «С» на землю напряжения на неповреждённых фазах и напряжение смещения−U̇нейтрали могут быть получены геометрической суммой с вектором c. Как уже было отмечено (см. разделы 3 и 4 настоящего пособия), напряжение на неповреждённых фазах может возрасти до значения линейного. Вектор напряжения смещения нейтрали численно равен номинальному напряжению фазы, на которой произошло замыкание на землю, но направлен противоположно.

60

Векторная диаграмма напряжений при замыкании фазы «С» на землю приведена на рис. 6.4.

Рис. 6.4. Векторная диаграмма фазных напряжений и напряжения нейтрали при замыкании фазы «С» на землю

Теоретически возможны два режима, отличных от режима резонансной настройки реактора: режим перекомпенсации и режим недокомпенсации.

Векторная диаграмма токов сети в режиме перекомпенсации приведена на рис. 6.5.

Рис. 6.5. Векторная диаграмма токов при ОЗЗ в сети с комбинированной нейтралью в режиме перекомпенсации

61

Векторная диаграмма токов сети в режиме недокомпенсации приведена на рис. 6.6.

Рис. 6.6. Векторная диаграмма токов при ОЗЗ в сети с комбинированной нейтралью в режиме недокомпенсации

Необходимо отметить, что режим недокомпенсации, как правило, не допускается (п. 5.11.10 ПТЭЭП) [16].

Еще одной причиной развития метода комбинированного заземления нейтрали является ограничение перенапряжений при дуговых однофазных замыканиях на землю. В [11] получена формула для определения перенапряжения в неповрежденной фазе. В общем случае величина перенапряжений в неповреждённых фазах определяется также величиной напряжения на нейтрали и рядом коэффициентов, характеризующих процессы накопления избыточных зарядов на неповрежденных фазах, а также коэффициента, определяющего влияние междуфазных ёмкостей на напряжение [11]. В настоящем разделе учебного пособия стоит задача оценки снижения перенапряжения при изменении демпферного коэффициента, поэтому в формуле (6.6) поставим знак пропорциональности и опустим вышеуказанные коэффициенты:

62

Коэффициент демпфирования определяется как отношение активной

Очевидно, что коэффициент демпфирования для сетей с комбинированной нейтралью будет больше, чем для компенсированной нейтрали.

Активная составляющая тока в сети с компенсированной нейтралью

Для сетей с комбинированным заземлением нейтрали следует допол-

Для различных коэффициентов расстройки компенсации (n = 0,4; 0,2; 0,05) произведём расчёт кратности перенапряжений на здоровых фазахd (рис. 6.7). При этом укажем диапазон коэффициента демпфирования , характерный для комбинированного заземления нейтрали.

Рис. 6.7. Зависимость кратности перенапряжений на здоровых фазах от коэффициента демпфирования в сети с комбинированной нейтралью

63

Наиболее заметным эффект снижения перенапряжений, согласно [11],

Если дугогасящие реакторы настроены в резонанс (при n ≤ 0,05), увеличение активной проводимости при комбинированном заземлении нейтрали (рис. 6.7), очевидно, не оказывает dвлияния на ограничение перенапряжений в сети, поскольку в диапазоне комб график имеет вид пологой прямой. К аналогичному выводу приходит автор работы [21], анализируя процесс перезаряда ёмкостей неповрежденных фаз.

В результате можно прийти к выводу, что наибольшего снижения уровня перенапряжений можно достичь при комбинированном способе заземления нейтрали при максимально допустимых коэффициентах расстройки компенсации n, определенных условиями эксплуатации.

Для сравнения значений максимальной кратности перенапряжений при резонансном режиме в формуле (6.6) зададим соответствующие диапазоны изменения коэффициента демпфирования для сети с компен-

сированной нейтралью, определённые по (6.8) – dкомп » 0,04–0,16, и сети с комбинированным режимом нейтрали, определенные по (6.9) –

dкомп » 0,18–0,22.

Графики (рис. 6.8) построены в виде зон при изменении степени расстройки реактора n.

Рис. 6.8. Кратность перенапряжений для различных диапазонов демпферных коэффициентов

64