Визначення струмів замикання на землю в мережах із незаземленою нейтраллю

В електричній мережі з ізольованою нейтраллю (рисунок 8.5, а) кожна фаза відносно землі має певну ємність, яка рівномірно розподіляється по лінії. Зробимо припущення, що ємність сконцентрована посередині лінії. Перед замиканням на землю напруги і струми в усіх фазах однакові і здвигнуті на кут 120 ⁰.

а б в

а – мережа до замикання на землю; б – замикання на землю; в – векторна діаграма струмів та напруги мережі при замиканні на землю.

Рисунок 8.5 – Замикання на землю в мережі з ізольованою нейтраллю:

При замиканні на землю однієї фази всі фази змінюють свій потенціал відносно землі, змінюються і ємнісні струми. Так при замиканні на землю фази С її потенціал відносно землі дорівнює 0, а потенціал непошкоджених фаз відносно землі збільшується у раз (до лінійної напруги). Кут зсуву між непошкодженими фазами змінюється до 60⁰. Лінійні напруги при замиканні однієї фази на землю зберігають своє номінальне значення і робота споживачів електроенергії не порушується.

Оскільки фазні напруги непошкоджених фаз А і В збільшуються в раза, ємнісні струми цих фаз також збільшаться в раза. Ємнісний струм пошкодженої фази буде дорівнювати нулю. Струм пошкодженої фази буде дорівнювати струму замикання на землю який проxодить через точку замикання

(8.29)

Отже при замиканні однієї фази на землю струм замикання на землю в рази більший від ємнісних струмів непошкоджених фаз, які в свою чергу більші в рази, ніж ємнісні струми нормального режиму

(8.30)

У системі з ізольованою нейтраллю струм замикання на землю в 3 рази більший, ніж фазний ємнісний струм нормального режиму:

(8.31)

де U _ф – номінальна фазна напруга мережі;

w – кутова частота;

С – ємність фази, залежить від конструкції і довжини лінії.

В практичних розрахунках користуються виразом

(8.32)

де U – номінальна лінійна напруга мережі;

l – довжина електрично зв’язаних ліній даної напруги;

m – коефіцієнт.

m = 350 – для повітряних ліній;

m = 10…12 – для кабельних ліній;

При однофазних замиканнях на землю в мережі з ізольованою нейтраллю трикутник лінійних напруг не спотворюється, тому споживачі ввімкнені на лінійну напругу продовжують працювати нормально.

Внаслідок того, що при замиканні на землю напруга непошкоджених фаз збільшується в рази – ізоляція в таких мережах розраховується на міжфазну напругу. Ця обставина обмежує застосування такого типу мереж лише до напруги 35 кВ, де вартість ізоляції не є визначальною, а її збільшення компенсується безперебійним електропостачанням при замиканнях на землю які становлять 65 % від загальної кількості замикань.

В електричних мережах напругою 6…35 кВ на залізобетонних або стальних опорах сила струму замикання на землю не повинна перевищувати 10 А.

Якщо сила струму не перевищує вказаних значень, то при замиканні фази на землю немає необхідності в негайному відключенні лінії, вона може знаходитися в роботі до визначення і ремонту пошкодженого елемента (до 2 годин).

Якщо струм замикання на землю перевищує вказані значення, то може виникнути електрична дуга що перемежовується. Це в свою чергу веде до виникнення перенапруг, які представляють небезпеку для ізоляції, особливо в мережах напругою 35 кВ.

Для зменшення струму замикання на землю, який має ємнісний характер, між нейтраллю трансформатора та землею встановлюють дугогасну індуктивну котушку (реактор). Такі мережі називаються компенсованими. Для повітряних ліній це мережі напругою 35 кВ, а для кабельних ліній – 6 …35 кВ.

Дата добавления: 2013-12-13