Трехфазные сети с заземленной нейтралью. Преимущества и недостатки

Трехфазные сети с компенсацией емкостного тока. Преимущества и недостатки

В сетях напряжения 3... 20 кВ и небольшой протяженности воздушных и кабельных линий ток замыкания фазы на землю со­ставляет несколько ампер. Дуга в этом случае оказывается неус­тойчивой и самостоятельно гаснет. Такие сети могут нормально работать в режиме простого замыкания. Увели­чение напряжения и протяженности сети приводит к росту тока замыкания на землю до десятков и сотен ампер. Дуга при таких токах может гореть долго, она часто переходит на соседние фазы, превращая однофазное замыкание в двух- или трехфазное. Быстрая ликвидация дуги достигается за счет компенсации тока замыкания на землю.

В качестве дугогасящего аппарата наиболее часто применяются дугогасящие реакторы.

Для трех шунтирующих реакторов схема выглядит следующим образом

Рис.15. Электрическая сеть с компенсацией емкостного тока

Для шунтирующих реакторов рис.15 справедливы следующие выражения

,,; (46)

. (47)

Для дугогасящего реактора индуктивность

; (48)

, (49)

где k – степень настройки.

, (50)

где ν – степень расстройки.

Перенапряжения в сетях с компенсацией емкостного тока уменьшаются и не превышают значений

(51)

при.

Коэффициент замыкания на землю

Реально в электрических сетях используется только дугогасящий реактор в нейтрали, как наиболее экономичный.

Определим основные достоинства и недостатки сетей с компенсацией емкостного тока.

Достоинства:

1. Уменьшение уровня перенапряжений

2. Высокая надежность.

3. Снижение тока замыкания на землю вплоть до 0.

4. Простота выполнения, а также экономия на устройствах релейной защиты.

5. Допускается не устанавливать трансформатор тока на одну из фаз (обычно фазу b).

6. Невысокие требования к заземляющим устройствам.

Недостатки такие же, как и в сетях с изолированной нейтралью. Кроме того, возникают дополнительные затраты на амортизацию и обслуживание ДГР таких сетей.

Область применения:

1. Сети напряжением 6 – 10 кВ.

2. Генераторные цепи.

3. Сети 35 кВ.

В таких сетях нейтраль трансформатора заземляется либо «глухо», т.е. непосредственно присоединяется к заземляющему устройству, либо через высокоомный резистор или реактор. Ток при однофазном КЗ на землю в сети с глухозаземленной нейтралью будет протекать так, как показано на рис.26, что требует отключения такого КЗ.

Рис.26 Однофазное КЗ на землю в сети с заземленной нейтралью

К основным достоинствам и недостаткам можно отнести следующее:

Достоинства:

1. Отсутствие перенапряжения.

2. Изоляция рассчитывается чуть ниже линейного напряжения – как правило 0,8U_Н.

Недостатки:

1. Низкая надежность, которая повышается при использовании резервирования и автоматического повторного включения.

2. Высокие требования к заземляющим устройствам: при U ≥ 110 кВ сопротивление заземляющего контура не должно превышать 0,5 Ом.

В сети с заземленной нейтралью практически все электрооборудование на 80% защищается разрядниками. В этом случае напряжение «здоровой» фазы

. (52)

В таких сетях предъявляются очень высокие требования к защите человека от поражения электрическим током.

Область применения:

1. Сети напряжением 6 – 10 кВ.

2. Сети напряжением 110 кВ и выше.

Существует определенный порог тока, который человек начинает ощущать и тока, который приводит к необратимым последствиям:

1 мА – ощутимый ток;

10 мА – не отпускающий ток;

50 мА – фибриляционный ток.

При расчете минимальное значение сопротивления человека R_ч ~ 200 Ом.

Рис.27. Поражение человека электрическим током в сети с изолированной нейтралью

Емкостное сопротивление до земли рис.27:

; (53)

Тогда ток, протекающий через человека рис.27

. (54)

Пример3: U = 10 кВ;.

Тогда полное сопротивление цепи, ток через человека I = 3,3 мА. Как видно ток является ощутимым.

В сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ широко применяется защитное отключение участка сети при повреждении изоляции и прикосновении человеком токоведущих частей.

Дата добавления: 2014-01-05