16. Классификация режимов работы нейтралей электроустановок. Электрические сети с эффективно-заземленной нейтралью.
Режимы работы нейтралей.
Классификация сетей по режиму работы нейтралей:
1. Сети с незаземлённой (изолированной) нейтралью - (6, 10, 35 кВ).
2. Сети с резонансно заземлённой ( компенсированной) нейтралью -
(6, 10, 35 кВ).
3. Сети с эффективно заземлённой нейтралью – (110 кВ и выше).
4. Сети с глухозаземлённой нейтралью – ( до 1000 В).
В зависимости от тока однофазного КЗ электрические сети подразделяются:
1. Сети с малыми токами замыкания на землю (менее 500 А) - к ним
относятся первые две группы сетей.
2. Сети с большими токами замыкания на землю (более 500 А) – к ним
относится третья группа сетей.
Электрические сети с эффективно заземлёнными нейтралями.
Это сети напряжения 110 кВ и выше.
Заземление нейтрали производится к заземляющему устройству подстанций. Выбор такого способа заземления нейтрали в этих сетях определяется тем, что решающим фактором является увеличение стоимости изоляции.
При однофазном замыкании напряжение на неповрежденных фазах не превышает 0,8 Uл.
Iк – достигает значения трёхфазного тока КЗ и даже превышает его, что
приводит к отключению установки.
Недостатки такого способа:
1. Возникновение больших токов однофазного КЗ.
2. Возникает необходимость в сооружении сложных заземляющих
устройствах.
3. Для ограничения токов однофазного КЗ возникает необходимость
производить разземление нейтрали части трансформаторов сети 110 – 220 кВ.
Электрические сети с изолированной нейтралью.
В нормальном режиме напряжение на зажимах установки симметричны и численно равны фазному напряжению. А геометрическая сумма ёмкостных токов 3х фаз равна 0.
При
К.З. одной фазы на землю между фазами
напряжения не измены по значению и
сдвинуты на угол 120 градусов. А напряжения
других фаз по отношению к земле
увеличивается в
раз, в следствии чего изменяются
ёмкостные токи. Электро - приемники
включенные на линейное напряжение
продолжают работать нормально.
Достоинство – то что при одно фазном замыкании на землю они (приемники включенные на линейное напряжение) могут работать не нарушая режима технологического процесса, в этих случаях защита и автоматика работает только на сигнал. Предупреждая дежурный персонал.
П У Э для сетей 6 – 35 кВ установлены нормируемые пределы значений токов замыканий на землю.
6 кВ – 30 А;
10 кВ – 20 А;
35 к В – 10 А.
При этих токах дуга в данной электроустановки не появляется.
Если токи замыкания на землю будут превышать указанные значения, то будет возникать перемещающаяся дуга которая вызывает увеличение напряжения на не поврежденных фазах.
Это может привести к пробою изоляции в ослабленных участках сети.
ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 кВ СЕТИ
С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ
ПУЭ
1.7.57.
В электроустановках выше 1 кВ сети с
изолированной нейтралью сопротивление
заземляющего устройства
,
Ом, при прохождении расчетного тока
замыкания на землю в любое время года
с учетом сопротивления естественных
заземлителей должно быть не более:
при использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ
,
но не более 10 Ом.
где
- расчетный ток замыкания на землю, А.
При этом должны также выполняться требования, предъявляемые к заземлению (занулению) электроустановок до 1 кВ;
при использовании заземляющего устройства только для электроустановок выше 1 кВ
,
но не более 10 Ом.
1.7.58. В качестве расчетного тока принимается:
1) в сетях без компенсации емкостных токов - полный ток замыкания на землю;
2) в сетях с компенсацией емкостных токов;
для заземляющих устройств, к которым присоединены компенсирующие аппараты, - ток, равный 125% номинального тока этих аппаратов;
для заземляющих устройств, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, - остаточный ток замыкания на землю, проходящий в данной сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов или наиболее разветвленного участка сети.
В качестве расчетного тока может быть принят ток плавления предохранителей или ток срабатывания релейной защиты от однофазных замыканий на землю или междуфазных замыканий, если в последнем случае защита обеспечивает отключение замыканий на землю. При этом ток замыкания на землю должен быть не менее полуторакратного тока срабатывания релейной защиты или трехкратного номинального тока предохранителей.
Расчетный ток замыкания на землю должен быть определен для той из возможных в эксплуатации схем сети, при которой этот ток имеет наибольшее значение.
1.7.59. В открытых электроустановках выше 1 кВ сетей с изолированной нейтралью вокруг площади, занимаемой оборудованием, на глубине не менее 0,5 м должен быть проложен замкнутый горизонтальный заземлитель (контур), к которому подсоединяется заземляемое оборудование. Если сопротивление заземляющего устройства выше 10 Ом (в соответствии с 1.7.69 для земли с удельным сопротивлением более 500 Ом·м), то следует дополнительно проложить горизонтальные заземлители вдоль рядов оборудования со стороны обслуживания на глубине 0,5 м и на расстоянии 0,8-1,0 м от фундаментов или оснований оборудования.
Электрические сети с резонансно-заземленной (компенсированной) нейтралью.
Сети с резонансно заземлёнными нейтралами (компенсированные).
В сетях 6, 10, 35 кВ, где токи однофазного замыкания превышают нормируемые значения, применяется заземление нейтрали через дугогасящие реакторы.
В нормальном режиме ток через дугогасящий реактор практически равен 0. Так как ток в месте повреждения определяется суммой ёмкостного тока Ic и индуктивного тока IL, ток в месте повреждения будет небольшим или равен 0 (частичная или полная компенсация ёмкостного тока).
Уменьшение тока приводит к исчезновению дуги в месте повреждения, таким образом, устраняются опасные последствия дуговых перенапряжений.
Необходимая мощность реактора определяется по формуле:
Q = n ∙ Ic ∙Uф
где: n = 1,25 – коэффициент учитывающий развитие сети.
Виды реакторов:
РЗДСОМ – 620 / 6
РЗДПОМ – 1560 / 10
где: 620 – мощность, кВ∙А
6 – напряжение сети, кВ.
РДЗ – реактор заземляющей дугогасящий;
С, П – ступенчатое или плавное регулирование компенсации;
О – однофазный.
М – масляный.
Ступенчатое регулирование осуществляется за счет изменения ответвления реактора, плавное регулирование осуществляется за счет изменения воздушных зазоров магнитопровода.
Электрические сети с глухозаземленной нейтралью. Влияние режима нейтрали на характеристики качества электрической схемы.
Защитным соединением называется преднамеренное соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей установки с целью электробезопасности. Его назначение - предотвратить возможность поражения людей электрическим током при соприкосновении с корпусами оборудования и другими нетоковедущими металлическими частями электроустановки, оказавшимися под напряжением вследствие различных неисправностей.
В сетях с глухозаземленной нейтралью задача защитного заземления состоит в обеспечении через нулевой провод (зануление) быстрого автоматического отключения поврежденного участка. В связи с этим по отношению к установкам напряжением до 1 кВ используется термин «зануление». Под занулением в электроустановках (ЭУ) понимается преднамеренное соединениеметаллических частей ЭУ, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью трансформатора (через нулевой провод).
Цеховой сетью заземления является совокупность проводников, соединяющих подлежащие заземлению элементы ЭУ с заземляющими устройствами или заземленной нейтралью трансформатора - нулевым проводом.
Заземляющими проводами являются нулевые (четвертые) жилы кабеля, нулевые провода электропроводок или голые проводники, а также трубы электропроводок, оболочки шинопроводов, короба и лотки, алюминиевые оболочки кабелей (за исключением свинцовых оболочек), металлоконструкции зданий и сооружений и т.п.
Цеховую сеть заземления обычно выполняют стальными полосами, образующими замкнутые контуры, присоединенные не менее чем в двух точках к заземлителям. При этом выделяется магистраль заземления или зануления, которая представляет собой заземляющий или нулевой защитный проводник (нулевой провод) с двумя или более ответвлениями.
При глухозаземленной нейтрали сети с напряжением до 1 кВ проводники сети защитного зануления должны иметь проводимость (сопротивление), достаточную для отключения защитного аппарата при однофазном КЗ.
Сечение заземляющих проводников нормируется ПУЭ. Каждый ЭП подключается к магистрали заземления или зануления самостоятельным ответвлением, последовательное их соединение не допускается.