ЗАПИСКА. В настоящее время ускорение научнотехнического прогресса диктует
 Скачать 4.88 Mb.
|
7. Режимы нейтралей сетей.Нейтраль сети, как совокупность соединенных между собой нейтральных точек и проводников, может быть изолирована от земли, соединена с землей через активные или реактивные сопротивления, глухо заземлена. При нарушении изоляции одной фазы в какой-либо точке сети, с изолированной от земли нейтралью, может возникнуть однофазное замыкание на землю. Напряжение этой фазы относительно земли становится тогда равным нулю, напряжение остальных фаз относительно земли - междуфазному напряжению, а зарядные токи этих двух фаз увеличиваются в √3 раз. Ток замыкания на землю по сравнению с нагрузочным током сети или ее отдельных, линий относительно мал и может вызывать заметную перегрузку только при очень малых сечениях проводников поврежденной линии. Замыкание на землю практически не влияет на систему междуфазных напряжений и режимы работы приемников. Поэтому замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью считается не аварийным, а лишь анормальным режимом, при возникновении которого сеть и поврежденная линия могут оставаться включенными и в течение некоторого времени продолжать работу: питание потребителей не прерывается. Так как из всех видов нарушения изоляции однофазные замыкания на землю составляют обычно 75-85%, то это обстоятельство существенно для обеспечения надежности питания потребителей. Другим преимуществом рассматриваемого вида сетей является отсутствие устройств заземления нейтрали, что снижает стоимость сети. Ток Iс можно определить по формуле для сетей напряжением 35/10кВ  Где l- длина электрически связанной сети данного напряжения. U- междуфазное напряжение. l10 -10км l35 -30км n- число линий на одной секции  А А А <20АСледовательно сеть с изолированной нейтралью. В сетях с изолированной нейтралью необходимо обратить внимание на следующие обстоятельства: 1) повышение напряжения двух фаз относительно земли во время замыкания на землю третьей приводит к тому, что изоляцию всех фаз относительно земли необходимо рассчитывать не на фазное, а на междуфазное напряжение. Только при напряжениях до 35 кВ это не вызывает существенного удорожания сети; 2) возможность образования в месте замыкания на землю перемежающейся электрической дуги обусловливает возникновение коммутационных перенапряжений с амплитудой (4-6)Uном. Эти перенапряжения могут нарушить работу некоторых приемников и привести к пробою изоляции в других местах и других фазах сети; 3) тепловое действие дуги в месте замыкания на землю на изоляцию других фаз сети может привести к переходу замыкания на землю в двух- или трехфазное КЗ (и кабельных линиях и в других случаях близкого расположения фазных проводников друг к другу); 4) возникновение в сети и источниках питания при замыкании на землю системы токов обратной последовательности может привести к индуктированию в роторах синхронных генераторов токов двойной частоты и к существенному дополнительному нагреву роторов. Из-за приведенных выше нежелательных явлений токи замыкания на землю не должны превышать некоторых максимально допустимых значений, находящихся обычно в пределах 10-30 А. Время, за которое требуется отыскать и отключить возникающее в сети замыкание на землю, обычно принимают равным 2 ч. В Казахстане с изолированной нейтралью работают следующие сети: 1) трехфазные сети 6-35 кВ, в которых токи замыкания на землю не превышают допустимых значений; 2) трехфазные трехпроводные сети до 1000 В (например, сети 220 и 660 В); 3) двухпроводные сети постоянного тока; 4) все сети низкого напряжения, в которых для обеспечения безопасности людей предусматривают защитные мероприятия, не связанные с применением заземлений (защитная изоляция, разделяющие трансформаторы и др.). Если в сетях 3-35 кВ ток замыкания на землю превышает допустимые значения, то нейтраль источника питания сети соединяют с землей через заземляющий реактор. Благодаря заземлению нейтрали сети через реактор: 1) намного уменьшается ток замыкания на землю, в результате чего дуга в месте замыкания становится неустойчивой и быстро гаснет; 2) после гашения дуги напряжение восстанавливается медленно, вследствие чего вероятность повторного зажигания дуги и возникновения коммутационных перенапряжений мала; 3) при сохранении устойчивой дуги вероятность перехода замыкания на землю в многофазное КЗ из-за малого значения тока мала; 4) токи обратной последовательности малы, и их действие на вращающиеся генераторы может оставаться несущественным. При глухом заземлении нейтрали замыкание одной фазы на землю является однофазным КЗ и должно привести к срабатыванию защитных аппаратов, отключающих поврежденную линию от сети. Удорожание такой сети, вызванное применением заземляющих устройств и защиты от однофазных КЗ, компенсируется тем, что изоляцию фазных проводников рассчитывают на фазное напряжение (а не на междуфазное, как в предыдущих двух случаях). Это обстоятельство особенно существенно при напряжениях 110 кВ и выше. Чтобы частые отключения линий из-за замыканий на землю не нарушали надежности питания потребителей, на таких линиях применяется однофазное или трехфазное автоматическое повторное включение. Сети высокого напряжения с глухим заземлением нейтрали относят к сетям с эффективно заземленной нейтралью. Для ограничения токов замыкания на землю вместо глухого заземления может применяться заземление нейтрали через токоограничивающее активное сопротивление. В Казахстане глухое заземление нейтрали применяется: 1) в сетях 110 кВ и выше (в некоторых других странах также в сетях меньшего напряжения): 2) в четырех- и пятипроводных сетях низкого напряжения; 3) в трехпроводных сетях постоянного тока. В сетях низкого напряжения заземление нейтрали в отличие от сетей высокого напряжения используют тогда, когда это нужно для осуществления защитного зануления или улучшения защитного заземления металлических корпусов электрооборудования. Публикации МЭК и стандарты Казахстана различают пять типов сетей трехфазного переменного тока: 1) трехпроводную сеть с изолированной от земли нейтралью, в которой в качестве защитного мероприятия от поражения электрическим током используют заземление корпусов электрооборудования; для такой сети принято сокращенное буквенное обозначение IT; 2) трехпроводную сеть с глухозаземленной нейтралью и, как и в предыдущем случае, с местным защитным заземлением корпусов – сеть ТТ; 3) четырехпроводную сеть с глухозаземленной нейтралью и с использованием нейтрального проводника для зануления корпусов электрооборудования (для заземления их через нулевой нейтральный проводник) – сеть TN-C; 4) пятипроводную сеть с глухозаземленной нейтралью и отдельными рабочим и защитным нейтральными (нулевыми) проводниками и – сеть TN-S; 5) частично четырех-, а частично пятипроводную сеть с глухозаземленной нейтралью сеть TN-C-S. Трехпроводные сети типа IT применяют тогда, когда нет необходимости в рабочем нейтральном проводнике, т.е. когда нет однофазных электроприемников, требующих включения на фазное напряжение. К ним относят, например, сети напряжением 220 В и подавляющее большинство сетей напряжением 660 В. В таких же случаях используют и сети типа ТТ, отличающиеся большей эффективностью таких защитных мероприятий, как защитное заземление и защитное отключение по току утечки. Наиболее распространенными в настоящее время являются сети типа TN-C,. позволяющие, например, реализовать трехфазную систему 220/380 В. Совмещение рабочего и защитного нейтральных проводников обеспечивает при этом минимальную стоимость сети. Такое совмещение может, однако, оказаться неприемлемым из-за уменьшенной надежности защитных мероприятий и в таких случаях прибегают к полностью или частично пятипроводным сетям типов TN-SиTN-C-S. Для повышения эффективности защитных мероприятий используют также повторные заземления защитного нулевого проводника или корпусов электрооборудования. |