Меню

Сети напряжением 35 кв выполняются с глухозаземленной нейтралью



Режимы заземления нейтрали в электрических сетях 6-35 кВ

Способ заземления нейтрали сети является достаточно важной характеристикой. Он определяет:

ток в месте повреждения и перенапряжения на неповрежденных фазах при однофазном замыкании;

схему построения релейной защиты от замыканий на землю;

уровень изоляции электрооборудования;

выбор аппаратов для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений (ограничителей перенапряжений);

допустимое сопротивление контура заземления подстанции;

безопасность персонала и электрооборудования при однофазных замыканиях.

4 режима заземления нейтрали в сетях 6-35 кВ. Изолированную нейтраль объявим вне закона

В настоящее время в мировой практике используются следующие способы заземления нейтрали сетей среднего напряжения (термин «среднее напряжение» используется в зарубежных странах для сетей с диапазоном рабочих напряжений 1-69 кВ):

глухозаземленная (непосредственно присоединенная к заземляющему контуру);

заземленная через дугогасящий реактор;

заземленная через резистор (низкоомный или высокоомный).

Режимы заземления нейтрали в электрических сетях 6-35 кВВ России, согласно п.1.2.16 последней редакции ПУЭ, введенных в действие с 1 января 2003 г., «. работа электрических сетей напряжением 3-35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор». Таким образом, сейчас в сетях 6-35 кВ в России формально разрешены к применению все принятые в мировой практике способы заземления нейтрали, кроме глухого заземления. Отметим, что, несмотря на это, в России имеется опыт применения глухого заземления нейтрали в некоторых сетях 35 кВ (например, кабельная сеть 35 кВ электроснабжения г. Кронштадта).

Рассмотрим подробнее способы заземления нейтрали и дадим им общую характеристику.

Режим изолированной нейтрали достаточно широко применяется в России. При этом способе заземления нейтральная точка источника (генератора или трансформатора) не присоединена к контуру заземления. В распределительных сетях 6-10 кВ России обмотки питающих трансформаторов, как правило, соединяются в треугольник, поэтому нейтральная точка физически отсутствует.

ПУЭ ограничивает применение режима изолированной нейтрали в зависимости от тока однофазного замыкания на землю сети (емкостного тока). Компенсация тока однофазного замыкания на землю (использование дугогасящих реакторов) должна предусматриваться при емкостных токах:

более 30 А при напряжении 3-6 кВ;

более 20 А при напряжении 10 кВ;

более 15 А при напряжении 15-20 кВ;

более 10 А в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ;

более 5 А в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков «генератор–трансформатор».

Вместо компенсации тока замыкания на землю может применяться заземление нейтрали через резистор (резистивное) с соответствующим изменением логики действия релейной защиты. Исторически режим изолированной нейтрали был первым режимом заземления нейтрали, использовавшимся в электроустановках среднего напряжения. Его достоинствами являются:

отсутствие необходимости в немедленном отключении первого однофазного замыкания на землю;

малый ток в месте повреждения (при малой емкости сети на землю).

Режимы заземления нейтрали в электрических сетях 6-35 кВ

Недостатками этого режима заземления нейтрали являются:

возможность возникновения дуговых перенапряжений при перемежающемся характере дуги с малым током (единицы–десятки ампер) в месте однофазного замыкания на землю;

возможность возникновения многоместных повреждений (выход из строя нескольких электродвигателей, кабелей) из-за пробоев изоляции на других присоединениях, связанных с дуговыми перенапряжениями;

возможность длительного воздействия на изоляцию дуговых перенапряжений, что ведет к накоплению в ней дефектов и снижению срока службы;

необходимость выполнения изоляции электрооборудования относительно земли на линейное напряжение;

Источник

Режим работы нейтралей в сетях 6-35кв.

Выбор режима работы нейтрали имеет большое значение при проектировании и эксплуатации сетей среднего напряжения 6-35 кВ. От этого выбора зависит множество факторов, а именно: ток в месте повреждения изоляции и перенапряжения на неповрежденных фазах при однофазном замыкании на землю, уровень изоляции электрооборудования, схема построения релейной защиты от замыканий на землю, выбор средств защиты от перенапряжений, безопасность персонала и электрооборудования при однофазных замыканиях.

Читайте также:  Неисправности релейных стабилизаторов напряжения

Режимы работы нейтралей

Как известно, существуют 4 основных режима работы нейтрали:

Изолированная нейтраль

Режим изолированной нейтрали достаточно широко применяется в России. При этом способе заземления нейтральная точка источника (генератора или трансформатора) не присоединена к контуру заземления. В распределительных сетях 6-10 кВ России обмотки питающих трансформаторов, как правило, соединяются в треугольник, поэтому нейтральная точка физически отсутствует.

ПУЭ ограничивает применение режима изолированной нейтрали в зависимости от тока однофазного замыкания на землю сети (емкостного тока). Компенсация тока однофазного замыкания на землю (использование дугогасящих реакторов) должна предусматриваться при емкостных токах:

· более 30 А при напряжении 3-6 кВ;

· более 20 А при напряжении 10 кВ;

· более 15 А при напряжении 15-20 кВ;

· более 10 А в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ;

· более 5 А в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков «генератор–трансформатор».

Вместо компенсации тока замыкания на землю может применяться заземление нейтрали через резистор (резистивное) с соответствующим изменением логики действия релейной защиты. Исторически режим изолированной нейтрали был первым режимом заземления нейтрали, использовавшимся в электроустановках среднего напряжения. Его достоинствами являются:

· отсутствие необходимости в немедленном отключении первого однофазного замыкания на землю;

· малый ток в месте повреждения (при малой емкости сети на землю).

Недостатками этого режима заземления нейтрали являются:

· возможность возникновения дуговых перенапряжений при перемежающемся характере дуги с малым током (единицы–десятки ампер) в месте однофазного замыкания на землю;

· возможность возникновения многоместных повреждений (выход из строя нескольких электродвигателей, кабелей) из-за пробоев изоляции на других присоединениях, связанных с дуговыми перенапряжениями;

· возможность длительного воздействия на изоляцию дуговых перенапряжений, что ведет к накоплению в ней дефектов и снижению срока службы;

· необходимость выполнения изоляции электрооборудования относительно земли на линейное напряжение;

· сложность обнаружения места повреждения;

Глухозаземленная нейтраль

Более прогрессивным способом считается режим глухозаземленной нейтрали. В этом случае нейтраль генератора или трансформатора непосредственно соединяется с заземляющим устройством. В некоторых случаях соединение осуществляется с использованием малого сопротивления, например, трансформатора тока. В отличие от защитного, такое заземление нейтрали называется рабочим. Значение сопротивления заземляющих устройств, соединенных с нейтралью, не должно превышать 4 Ом в электроустановках с напряжением 380/220 вольт. В электроустановках, где используется глухозаземленная нейтраль, поврежденный участок должен быстро и надежно отключаться в автоматическом режиме в случае возникновения замыкания между фазой и заземляющим проводником. С связи с этим, при напряжении до 1000 вольт, корпуса оборудования должны обязательно соединяться с заземленной нейтралью установок. Таким образом, обеспечивается быстрое отключение поврежденного участка в случае короткого замыкания с помощью реле максимального тока или предохранителя.

Особенности глухого заземления Заземление нейтрали в глухом режиме предусмотрено для четырехпроводных сетей переменного тока. В таких случаях выполняется глухое заземление нулевых выводов силовых трансформаторов. Соединяются все части, подлежащие заземлению и нулевой заземленный вывод.

Читайте также:  Для головной боли напряжения характерна боль тест

Нулевой провод должен быть цельным, без предохранителей и каких-либо разъединяющих приспособлений. В качестве глухозаземленной нейтрали воздушных линий с напряжением до 1 киловольта используется нулевой провод, прокладываемый вместе с фазными линиями на тех же опорах. Все ответвления или концы воздушных линий, длиной свыше 200 метров подлежат повторному заземлению нулевого провода. То же самое касается вводов в здания, где имеются установки, подлежащие заземлению. В качестве естественных заземлителей могут использоваться железобетонные опоры, а также заземляющие устройства, защищающие от грозовых перенапряжений.

Таким образом, изолированная и глухозаземленная нейтраль обеспечивает нормальную работу релейной защиты генераторов и трансформаторов. Кроме того, они надежно защищают людей от поражения электрическим током.

Компенсированная нейтраль

Сеть с компенсированной нейтралью – это такая сеть, нейтраль которой соединена через реактор или компенсирующий емкостный ток с заземляющим устройством. Компенсированная нейтраль способствует компенсации емкостного тока сети, что хорошо повышает надежность системы, т.е способность ограничивать токи, через место повреждения на линии электропередач с помощью дугогасящих аппаратов после гашения дуги. Эта сеть применяются на напряжение 6 – 35 кВ. Такие сети относятся к сетям с малыми токами замыкания на землю. Для компенсации емкостных токов в нейтраль сети устанавливают дугогосящую катушку. Это обеспечивает минимальный ток в месте замыкания. Добиться полной компенсации практическим путем сложно, в месте повреждения имеет место остаточный ток (обуславливается наличием активного сопротивления катушки). Дуга в такой сети гаснет посредством компенсации индуктивного и емкостного тока, так как они направлены противоположно друг другу.

Сети с компенсированной нейтралью делят на 3 группы (режима работы):

1. недокомпенсация, когда присутствует емкостный характер замыкания тока на землю.

2. резонанс (идеальный режим сети) – значение тока замыкания на землю равно активной составляющей;

3. перекомпенсация – у тока замыкания на землю преобладает индуктивный характер.

Но, как и везде, в каждом из этих режимов есть свои преимущества и свои недостатки.Рассмотрим преимущества схемы с компенсированной нейтралью:

· Данная схема позволяет уменьшить ток повреждения, даже при большом значении емкости между землей и фазой.

· В том месте, где произошло повреждение напряжение прикосновения ограничиваются.

· При наличии устойчивого повреждения поддерживается рабочее состояния оборудования.

· При определении прохождения тока через катушку срабатывает сигнал о первом повреждении.

А теперь недостатки схемы с компенсированной нейтралью:

· Затраты на катушку могут оказаться высокими в связи с тем, что необходимо изменить значение реактивного сопротивления для то, чтобы адаптировать его к условиям процесса компенсации;

· В момент повреждения необходимо убедиться, что циркулирующий ток нулевой последовательности не опасен для оборудования и человека;

· Есть большой риск возникновения переходного перенапряжения в сети;

· Необходимо присутствие персонала, который осуществляет контроль работы оборудования;

· Необходимо применение сложной селективной защиты при первом повреждении;

· Сложность эксплуатации системы (необходимо вести постоянное наблюдение за системой);

· Трудность в определении аварии (места повреждения);

· Возможность повышения напряжения на здоровых фазах, вплоть до линейного, что очень нежелательно;

· При длительном дуговом замыкании на землю возникает возможность множества различных повреждений.

Сеть с компенсированной нейтралью очень выгодна в эксплуатации, поскольку представляет хорошую безопасность и высокую надежность. Этот режим работы нейтрали применяется в России в основном в кабельных сетях с разветвленной системой промышленных предприятий, со значительными емкостными токами. В этом тоже есть минусы, изоляция кабеля не является самовосстанавливающей, поэтому повреждения не устраняются. Кабельные сети не способны заглушить однофазное замыкание на землю.

Читайте также:  Повышенное напряжение бензогенератора причины

4)Резистивная нейтрали.
Резистивная система заземления нейтрали сетей 6-35 кВ обеспечивает снижение уровня дуговых перенапряжений, селективное обнаружение поврежденного присоединения, его быстрое отключение и улучшение условий электробезопасности.

При однофазных замыканиях на землю в сетях с заземленной через резистор нейтралью во всех присоединениях протекают собственные емкостные токи, а в поврежденном присоединении, кроме того, проте­кает активный ток, создаваемый резистором. Это принципиальное от­личие позволяет решить две важные задачи: селективно определить поврежденное присоединение (за счет применения простых релейных защит, действующих на отключение или сигнал) и незамедлительно принять меры по устранению повреждения; существенно ограничить уровень дуговых перенапряжений при однофазных замыканиях на землю и исключить феррорезонансные- процессы.

Применяются три варианта заземления нейтрали сетей 6-35 кВ че­рез резистор: низкоомное, высокоомное и комбинированное. Низкоомное резистивное заземление нейтрали применяется в случаях, когда однофазное замыкание на землю должно быть селективно отключено в течение минимально возможного времени. При этом ток в нейтрали должен быть достаточным для работы релейной защиты на отключе­ние (от 10 до 100 А). Высокоомное резистивное заземление нейтрали целесообразно применять в случаях, когда сеть должна иметь возмож­ность длительной работы в режиме однофазного замыкания на землю до обнаружения места замыкания. При этом ток в нейтрали должен быть такой величины, чтобы исключить появление опасных дуговых перенапряжений и снижение электробезопасности, но быть достаточ­ным для определения поврежденного присоединения и работы релей­ной защиты на сигнал (не более 10 А). Комбинированное заземление нейтрали осуществляется присоединением высокоомного резистора параллельно ДГР и позволяет снижать уровень перенапряжений при неточной настройке ДГР, а также способствует работе на сигнал ре­лейных защит.

Выбор типа резистора для заземления нейтрали производится по трем основным критериям:

1. резистор должен обеспечивать снижение уровня дуговых пере­напряжений;

2. сопротивление резистора в нейтрали должно гарантировать про­текание активного тока в поврежденном присоединении, достаточного для действия релейных защит на сигнал или на отключение повреж­денного присоединения;

3. при заземлении нейтрали через резистор должны соблюдаться условия электробезопасности для людей при однофазном замыкании на землю на подстанциях и распределительных пунктах с учетом су­ществующего нормирования величины допустимого напряжения при­косновения.

Основной параметр резистора — его активное сопротивление Rp,величина которого выбирается по критерию снижения уровня перена­пряжений и затем может корректироваться по условиям работы релей­ной защиты и условию электробезопасности.

Первый критерий выбора резистора — снижение уровня перенапря­жений. Аналитически и экспериментально установлено, что наиболь­шая эффективность защиты сетей от дуговых перенапряжений дости­гается при условии, что активная составляющая тока замыкания IзА, создаваемая резистором, больше суммарного емкостного тока сети Iс. При определенных трудностях выполнения условия IзА > Iс допуска­ется при выборе сопротивления резистора использовать менее жесткое условие IзА >0,5Iс .

Второй критерий выбора резистора — гарантия работы устройств релейной защиты и автоматики. Защита от однофазных замыканий на землю в сети организуется на всех присоединениях. Устанавливается максимальная токовая защита нулевой последовательности с действи­ем на отключение присоединений без выдержки времени при низкоомном резистивном заземлении нейтрали и с действием на сигнал при высокоомном резистивном заземлении нейтрали и при комбинирован­ном заземлении нейтрали.

Дата добавления: 2019-02-22 ; просмотров: 1720 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник