25. Сеть с глухозаземленной нейтралью

Глухозаземленная нейтраль -это нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непо­средственно к заземляющему устройству.

Однофазное замыкание на землю (например, фазы А) в системах с глухозаземленной нейтралью (рис. 7.5) представляет собой короткое замыкание, так как поврежденная фаза оказывается короткозамкнутой через землю и нейтраль трансформатора или генератора. Ток в месте повреждения ограничен только сопротивлениями источников питания и поэтому является током КЗ.

а б

Рис. 7.5. Система напряжением выше 1000 В с глухозаземленной

нейтралью:

а - расчетная схема замещения в аварийном режиме; б - векторная диа­грамма напряжений

Системы с нейтралью, заземленной через R, по сравнению с систе­мой, нейтраль которой заземлена через х_р, имеют следующие недос­татки: для достижения одной и той же степени ограничения тока замы­кания на землю требуется большая величина сопротивления (R), так как сопротивление реактора (х_р) складывается арифметически с ин­дуктивным сопротивлением системы, а следовательно, и напряжения в системе, и потери мощности при коротких замыканиях больше; конст­руктивно выполнение R сложнее, особенно в системах высоких напря­жений и больших мощностей, и стоимость сооружения выше, чем для реакторов (усложняется охлаждения).

Таким образом, введение в нейтраль реактора для ограничения тока однофазного КЗ является более экономически целесообразным меро­приятием, получившим соответствующее распространение. Область применения способа заземления нейтрали через активное сопротивле­ние ограничена в основном генераторами и сетями генераторного на­пряжения.

Основные достоинства системы с глухим заземлением нейтрали за­ключаются в следующем: стабилизируется потенциал нейтрали и уст­раняются возможности появления устойчивых заземляющих дуг и свя­занных с ними последствий; облегчается работа изоляции при замыканиях на землю и переходных процессах, что дает возможность либо снизить уровень изоляции (а следовательно, экономии в затра­тах), либо повысить надежность работы установок в результате боль­шего запаса прочности в изоляции при сохранении уровня изоляции по сравнению с другими способами заземления нейтрали; обеспечивается выполнение четкой, надежной, селективной и быстродействующей ре­лейной защиты; облегчается эксплуатация системы в отношении ре­жима нейтрали.

Однако система с глухим заземлением нейтрали имеет ряд недос­татков: любое однофазное замыкание на землю является КЗ и релейная защита немедленно отключает поврежденный участок, т.е. нарушается бесперебойность электроснабжения, что требует для ограничения бес­токовых пауз применять быстродействующие устройства АПВ и вы­полнять системы с резервированием для наиболее ответственных по­требителей, это приводит к повышению затрат, дополнительным капи­таловложениям и ущербу от недоотпуска продукции; наблюдается значительное электромагнитное влияние на линии связи, что ведет к увеличению затрат на защиту последних; удорожается релейная защи­та в связи с устройством ее в трехфазном исполнении; токи КЗ могут достигать очень больших значений (превышать токи трехфазных КЗ) при замыканиях на землю, что является причиной динамических раз­рушающих усилий, распространяющихся на значительную часть сис­темы (повреждения железа статора при пробое изоляции на корпус, разрывы оболочек кабелей, разрушение гирлянд изоляторов на ЛЭП и т.п.); при больших токах КЗ уменьшается синхронизирующий момент (синхронные двигатели могут затормозиться, а параллельно работаю­щие станции - выйти из синхронизма); существует опасность пораже­ния людей вследствие больших напряжений прикосновения и шага из-за токов КЗ при однофазном замыкании на землю; значительно увели­чиваются затраты на заземляющие устройства.

Глухое заземление нейтралей электроустановок не только преду­преждает возникновение в них дуговых перенапряжений, но и приво­дит к облегчению изоляции по отношению к земле, что дает возмож­ность снизить затраты, причем экономия увеличивается с ростом напряжения сети. В связи с этим глухозаземленная нейтраль нашла широкое применение в системах напряжением 110 кВ и выше. При не­обходимости ограничения тока однофазного КЗ производят разземле-ние нейтрали части трансформаторов.

Сети с глухозаземленной нейтралью применяют также в системах напряжением до 1000 В. Ее целесообразно применять в трехфазных системах питания напряжением 220 и 380 В при значительно разветв­ленной сети.