Файл: Пояснительная записка к контрольной работе по дисциплине Электроснабжение.docx

3 РЕЖИМЫ НЕЙТРАЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Нейтраль – это общая точка соединения обмоток генератора или трансформатора в звезду.

В настоящее время в мировой практике используются следующие способы заземления нейтрали сетей среднего напряжения (6-35 кВ):

1) изолированная (незаземленная);

2) глухозаземленная (непосредственно присоединенная к заземляющему контуру);

3) заземленная через дугогасящий реактор;

4) заземленная через резистор (низкоомный или высокоомный).

Способ заземления нейтрали сети является достаточно важной характеристикой, определяющей:

• 
  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);
  
• 
  бесперебойность электроснабжения;
  
• 
  допустимое сопротивление контура заземления подстанции;
  
• 
  безопасность персонала и электрооборудования при однофазных замыканиях.
  

Режим изолированной нейтрали имеет одно неоспоримое преимущество - малый ток однофазных замыканий на землю. Это позволяет увеличить ресурс выключателей, поскольку однофазные замыкания достигают 90% от общего числа замыканий и снизить требования к заземляющим устройствам, определяемые условиями электробезопасности при однофазных замыканиях на землю.

Однако этот режим по сравнению с режимом эффективно заземленной нейтрали, обладает рядом недостатков:

• 
  феррорезонансные явления, вызываемые кратковременными ОЗЗ;
  
• 
  дуговые перенапряжения, связанные с появлением перемежающейся дуги при ОЗЗ и приводящие к переходу однофазного замыкания в двух- и трехфазное;
  
• 
  сложность построения селективных защит от ОЗЗ при изолированной нейтрали и их недостаточную работоспособность в сетях с различными режимами и конфигурацией.
  

К достоинствам сети с изолированной нейтралью относят возможность продолжения ее работы при однофазном замыкании, что повышает надежность электроснабжения потребителей.

При сохранении замыкания на землю у опор воздушных линий или у места падения провода возникают опасные напряжения прикосновения. Около половины тяжелых и смертельных электропоражений приходится на случаи, связанные с замыканиями на землю, а среди общего электротравматизма на первое место давно вышел электротравматизм в сетях среднего напряжения.

Заземление через дугогасящий реактор позволяет в определенных случаях снизить ток замыкания на землю до его погасания, то есть ликвидировать дуговые перенапряжения. Это в свою очередь уменьшает число переходов ОЗЗ в двух- и трехфазные короткие замыкания. Снижение тока ОЗЗ улучшает условия электробезопасности в месте замыкания, хотя полностью не устраняет возможность электропоражения в сетях с воздушными линиями.

Недостатки заземления через дугогасящий реактор (ДГР):

• 
  необходимость симметрирования сети до степени 0,75% фазного напряжения (в сетях с воздушными линиями степень несимметрии всегда не ниже 1–2%, а при двухцепных ВЛ нормально может достигать 5–7%. Правилами технической эксплуатации в некоторых случаях допускается напряжение смещения нейтрали до 30% от фазного напряжения);
  
• 
  сложность и высокая стоимость систем автоматической подстройки ДГР (реакторы с механической подстройкой практически не эксплуатируются);
  
• 
  невозможность широкой диапазонной настройки, необходимой для разветвленных городских сетей с часто изменяемой конфигурацией по отношению к питающей подстанции;
  
• 
  практически полное отсутствие селективных защит от ОЗЗ для сети с заземлением нейтрали через ДГР.
  

По поводу последнего недостатка можно возразить, что при хорошей компенсации емкостного тока отключение поврежденного присоединения не обязательно. Принимая это возражение, остается констатировать, что применение дугогасящего реактора – это способ сохранения аварийного режима однофазного замыкания, причем способ не дешевый.

Заземление нейтрали через резистор имеет несомненные достоинства:

• 
  полное устранение феррорезонансных явлений;
  
• 
  снижение уровня дуговых перенапряжений и устранение перехода ОЗЗ в двух- и трехфазные замыкания;
  
• 
  возможность построения простых селективных защит от ОЗЗ.
  

К недостаткам резистивного заземления нейтрали следует отнести:

• 
  увеличение тока замыкания на землю (максимум на 40%);
  
• 
  появление на подстанции греющегося оборудования (резистора мощностью 30–400 кВт).
  

Эти недостатки незначительны, так как в сетях с заземленной нейтралью токи короткого замыкания составляют тысячи и десятки тысяч ампер, двойные замыкания на землю в сетях 6–35 кВ приводят к токам в сотни и тысячи ампер. В таких условиях названные сети успешно эксплуатируются, и на этом фоне увеличение тока ОЗЗ с 10 до 14 А или даже с 200 до 280 А ситуации не меняет.

Нагревающийся при ОЗЗ резистор – более существенный недостаток. Однако определяемые ПУЭ допустимые температуры для другого оборудования, достигающие в аварийных режимах 200–3000С, позволяют спроектировать резистор, нагревающийся только до нижнего из указанных пределов. Установка такого резистора на ОРУ практически снимает вопрос пожароопасности.

Сети напряжением 6 кВ выполняются с изолированной нейтралью. Они обладают малыми токами замыкания на землю. Такой выбор режима нейтрали для сетей с номинальным напряжением 6 кВ объясняется следующими факторами:

• 
  в нормальном режиме работы напряжение фаз на зажимах установок относительно земли симметричны и численно равны фазному напряжению, а геометрическая сумма емкостных токов трех фаз равна нулю. При однофазном замыкании на землю одной из фаз междуфазное напряжение остается неизменным по значению и сдвинутыми на угол , а напряжение других фаз по отношению к земле увеличиваются в раза, вследствие чего изменяются и емкостные токи. Благодаря этому питание потребителей, включенных в междуфазное напряжение, не нарушается, и они продолжают работать нормально. Это обеспечивает возможность сохранять в работе линию с замыканием на землю в течение некоторого времени, достаточного для отыскания места повреждения и включения резерва;
  
• 
  снижается стоимость заземляющих устройств, что очень важно по экономическим соображениям из-за большого числа установок 3-35 кВ;
  
• 
  уменьшается на число трансформаторов тока и сокращается количество защитных реле, по сравнению с сетями с глухозаземленной нейтралью.
  

При выборе режима работы нейтрали в установках до 1000 В руководствуются соображениями экономии, надежности и электробезопасности.

Для рассматриваемого предприятия выбираем в электроустановках до 1000 В систему с глухозаземленной нейтралью. Она более целесообразна при сильно разветвленной сети.

К недостаткам системы с глухозаземленной нейтралью относится дороговизна исполнения, по сравнению с системой с изолированной нейтралью, а также установки с изолированной нейтралью более надежны, так как при коротком замыкании они не требуют немедленного отключения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Правила устройств электроустановок. 6-е издание. Дополненное с исправлениями. - М: ЗАО "Энергосервис", 2000. - 608 с.

2. Б. Ю. Липкин "Электроснабжение промышленных предприятий и установок". Учебник для техникумов. - М., "Высш. школа", 1975.- 360 с.

3. Л. Л. Коновалова, Л. Д. Рожкова "Электроснабжение промышленных предприятий и установок". - М.: Высшая школа, 1980г.

4. И. П. Крючков, Б. Н. Неклепаев "Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989.­ 608 с.

5. Ю. Г. Барыбин Справочник по проектированию электроснабжения - М.:

Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.

6. В. А. Гольстрем "Справочник энергетика промышленных предприятий".-М.: Энергия, 1979. - 490 с.

7. И. Л. Каганов "Курсовое и дипломное проектирование" - М., Колос, 1980 г.

8. В. И. Крупович "Справочник по проектированию электрических сетей и оборудования" - М.: Энергоиздат, 1981.

9. И. И. Дыбленко, А. Г. Черных "Электроэнергетика. Электрические станции и подстанции систем электроснабжения. Часть вторая": Учебно-методический комплекс/ АГТА, 2003, - 165 с.

10. Техническая информация ОАО "ЭЛЕКТРОЩИТ", издание 3-е, Москва.

11. Справочник "Новое электрооборудование в системах электроснабжения".

12. Методическое пособие. "РПЗ-14. Расчёт молниезащиты".

13. А. А. Васильев "Электрическая часть станций и подстанций", Москва, 1990

14. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учеб. Для вузов по спец. «Электроснабжение». - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. Шк., 1991. - 496 с.: ил.

15. М. Г. Зименков "Справочник по наладке электрооборудования промышленных предприятий" - М.: Энергоатомиздат, 1983.

16. Г. М. Кнорринг Справочная книга для проектирования электрического освещения. - Л.: "Энергия", 1976. - 384 с.

17. Л.Ф. Лисина. Проектирование систем электроснабжения. Справочные материалы по электрооборудованию. /Учебное пособие. – Ангарск, 2012. -154с.