РЕЖИМЫ РАБОТЫ НЕЙТРАЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ. ЛР №1, ЭС. Факультет энергетических систем и электроснабжения Кафедра электромеханических систем и электроснабжения Лабораторная работа 1 По дисциплине "Электроснабжение" Тема " режимы работы нейтралей электроэнергетических систем "
 Скачать 342.03 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего образования «Воронежский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО «ВГТУ», ВГТУ) Факультет энергетических систем и электроснабжения Кафедра электромеханических систем и электроснабжения Лабораторная работа №1 По дисциплине: “Электроснабжение” Тема: “ РЕЖИМЫ РАБОТЫ НЕЙТРАЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ” Отчет Выполнили студенты группы бЭС-191: ________________________ Проверил: ___________________. Воронеж 2022 Цель: Целью настоящей лабораторной работы является изучение влияния способа заземления нейтрали электроустановок напряжением до 1 кВ и свыше 1 кВ на надежность работы системы электроснабжения. Ход работы: Ниже представлена электрическая принципиальная схема лабораторной установки с краткой технической характеристикой лабораторного оборудования:  Рис. 1 Схема электрическая принципиальная лабораторной установки Лабораторная установка состоит из испытательного стенда, представляющего собой имитатор трехфазной системы напряжений, трехфазного трансформатора типа ТСН-1,5 и образцовой катушки индуктивности. Условно графические обозначения питающего трансформатора Тр1 и катушки индуктивности Lk показаны на лицевой панель стенда, в то время как сами аппараты установлены за стендом. Распределенные емкости фаз относительно земли представлены на стенде в виде групп конденсаторов CА (CА1, CА2, CА3), CВ (CВ1, CВ2, CВ3) и CС (CС1, CС2, CС3). Включение отдельных емкостей производится тумблерами SA5-SA13. Ввод трехфазного переменного напряжения на стенд осуществляется автоматическим выключателем QF1. Подключение емкостной нагрузки к трансформатору осуществляется пакетным выключателем SA1. Включение и выключение индуктивности в нейтраль трансформатора осуществляется тумблером SA2. Заземление нейтрали трансформатора через активное сопротивление R0 выполняется тумблером SA3. Заземление фазы А (во всех аварийных режимах) тумблером SA4. Измерение токов и напряжений в схеме стенда выполняется щитовыми приборами магнитоэлектрического типа (с выпрямителем) имеющими равномерную шкалу. Всего на стенде установлено 9 приборов (4 вольтметра и 5 амперметров). Для более точных измерений присутствуют также три выносных амперметра, дублирующих щитовые приборы. Автоматический предохранитель QF2 отключает нейтраль трансформатора в аварийном режиме, если превышено значение номинального тока предохранителя 10А. Результаты экспериментов представлены ниже в виде таблиц: Система с глухозаземленной нейтралью в нормальных и аварийных режимах Таблица 1
Система с нейтралью трансформатора, заземленной через активное сопротивление в нормальном и аварийном режимах (эффективное заземление нейтрали). Таблица 2
Система с изолированной нейтралью трансформатора в нормальном и аварийном режимах. Таблица 3
Система с нейтралью трансформатора, заземленной через катушку индуктивности. Таблица 4
Влияние обрыва фазы питающего трансформатора в различных схемах включения нейтрали. Таблица 5
Векторные диаграммы напряжений и токов для нормальных и аварийных режимов работы - масштаб по току приняли m1 = 0,2 А/см, масштаб по напряжению приняли mu = 5,0 В/см.  Рис. 2 Векторная диаграмма токов и напряжений  Рис. 3 Векторная диаграмма токов и напряжения для аварийного режима с глухозаземленной нейтралью  Рис.4 Векторная диаграмма токов и напряжения для аварийного режима с нейтралью, через активное сопротивление  Рис.5 Векторная диаграмма токов и напряжения для аварийного режима с изолированной нейтралью  Рис. 6 Векторная диаграмма токов и напряжения для аварийного режима при несимметричной нагрузке с изолированной нейтралью  Рис. 7 Векторная диаграмма токов и напряжений для аварийного режима с заземлением через индуктивную катушку  Рис. 8 Векторная диаграмма токов и напряжений в системе при обрыве фазы с глухозаземленной нейтралью  Рис. 9 Векторная диаграмма токов и напряжения при обрыве фазы в системе с изолированной нейтралью  Рис.10 Векторная диаграмма токов и напряжения при обрыве фазы с компенсированной нейтралью  Рис. 11 Векторная диаграмма токов и напряжения для аварийного режима при однофазном к. з. на землю и обрыве фазы в системе с глухозаземленной нейтралью  Рис.12 Векторная диаграмма токов и напряжения для аварийного режима при однофазном к. з. на землю и обрыве фазы в системе с изолированной нейтралью Вывод: В системах электроснабжения напряжением 6, 10, 20 и 35 кВ применяется, в основном, изолированная нейтраль, если величины емкостных токов замыкания на землю не превосходят указанных ранее допустимых значений, в противном случае применяются нейтрали, заземленные через дугогасящие аппараты, компенсирующие емкостной ток замыкания на землю. Применение дугогасящих катушек с автоматической компенсацией в настоящее время способствует более широкому распространению систем с компенсацией емкостных токов, технически более совершенных, чем системы с изолированной нейтралью. При напряжениях 6 и 10 кВ нейтраль генераторов обычно заземляется через активное сопротивление. В системах напряжением 110, 220 и 500 кВ применяется глухое либо эффективное заземление нейтрали с разземлением нейтрали части трансформаторов при необходимости ограничения тока однофазного к. з. Ответы на контрольные вопросы: 1. Назовите основные схемы соединения нейтралей и области их применения по мощности и величине напряжения. Способы заземления нейтрали:  а) изолированная нейтраль (6, 10, 20 и 35 кВ); б) нейтраль, заземленная через дугогасящую катушку (6, 10, 20 и 35 кВ); в) глухо заземлённая нейтраль (110, 220 и 500кВ); г) нейтраль, заземленная через активное сопротивление (эффективно-заземлённая нейтраль)( 6 и 10 кВ). 2. Какие системы называются “системами с большими токами замыкания на землю”? Электроустановки с большими токами замыкания на землю - это те установки, в которых ток однофазного короткого замыкания на землю превышает 500 А. 3. В чем состоит физический смысл введения понятия “коэффициент заземления”? Под коэффициентом заземления понимается отношение наивысшего напряжения, возникающего при однофазном коротком замыкании на землю на неповрежденной фазе к междуфазному (линейному) напряжению, выраженное в процентах. Коэффициент заземления определяет выбор того или иного уровня изоляции электроустановок. 4. Какие факторы учитываются при выборе способа заземления нейтрали. При выборе способа заземления нейтрали должны учитываться следующие общие требования к эксплуатации электросетей высоких напряжений: 1) надежность работы электрических сетей; 2) бесперебойность электроснабжения приемников электроэнергии; 3) экономичность системы; 4) возможность устранения опасных перенапряжений; 5) ограничение электромагнитного влияния на линии связи; 6) безопасность системы; 7) возможность дальнейшего развития системы без значительной реконструкции. 5. Назовите недостатки систем с изолированной нейтралью. Основными недостатками систем с изолированной нейтралью являются: 1) повышенные капитальные вложения, вызываемые требуемым уровнем изоляции электроустановок (увеличение напряжения неповрежденных фаз относительно земли до величины линейного напряжения); 2) возможность замыкания фазы на землю через электрическую дугу и появление перемежающихся дуг, имеющих при определенных условиях устойчивый характер и вызывающих перенапряжения, превосходящие в 2,5  3,2 раза нормальное фазное напряжение, которое распространяется на всю электрически связанную сеть. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||