Контроль состояния изоляции сети

Сети напряжением 6 – 35 кВ работают с изолированной нейтралью. В нормальном режиме напряжение фаз относительно земли U_А, U_В, U_С симметричны и равны фазному напряжению установки ( рис. 6.7).

При замыкании одной фазы на землю симметрия нарушается: возникают напряжения прямой U_А1, U_В1, U_С1, обратной U_А2, U_В2, U_С2, и нулевой U_А0, U_В0, U_С0, последовательностей. Так как нулевая точка сети не заземлена, сопротивление нулевой последовательности велико. Поэтому напряжение нулевой последовательности близко к фазному напряжению сети.

Из векторной диаграммы видно, что напряжение поврежденной фазы А становится равным нулю, напряжение фаз В и С увеличивается в 1,73 раза против нормальной величины, линейные напряжения остаются неизменными как по величине, так и по фазе, поэтому работа приемников электроэнергии не нарушается. Согласно правилам устройства электроустановок допускается работа сети с изолированной нейтралью при замыкании одной фазы на землю в течение двух часов. Однофазное замыкание в сети с изолированной нейтралью не является коротким замыканием. Через точку замыкания протекает небольшой емкостной ток, величина которого зависит от напряжения установки и емкости фаз в сети относительно земли. Замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью обнаруживается с помощью устройства для контроля состояния изоляции относительно земли.

Контролирующее устройство выполняется с помощью трех вольтметров, присоединенных к сборным шинам через трансформатор напряжения (трехфазный пятистержневой или три однофазных). Первичную и вторичную обмотки соединяют в звезду. Нейтрали заземляют. Заземление нейтрали первичной обмотки необходимо для измерения напряжения между фазой и землей, вторичной – в целях безопасности.

Вольтметры включаются в фазные напряжения. При металлических однофазных замыканиях на землю в сети их показания изменяются: показание вольтметра поврежденной фазы становится равным нулю, а показания двух других вольтметров увеличиваются в 1,73 раза.

Сигнализация однофазного замыкания на землю осуществляется при помощи реле максимального напряжения, подключенного к дополнительной обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник. В нормальных условиях сумма э.д.с., индуктированных в трех фазах обмотки, примерно равна нулю. Поэтому и напряжение, подводимое к реле, равно нулю. При однофазном замыкании напряжение на реле может увеличиться до 100 В, реле срабатывает и замыкает цепь звукового сигнала.

Содержание отчета

6.4.1. Построить векторную диаграмму трансформатора напряжения.

6.4.2. Записать паспортные данные трансформаторов напряжения.

6.4.3. Вычертить схему соединения обмоток трансформатора НТМИ-10.

6.4.4. Опытные данные записать в таблицу.

Контрольные вопросы

6.5.1. Что такое контроль изоляции? В каких установках и для чего он применяется?

6.5.2. Почему установки до 35 кВ включительно работают с изолированными нейтралями, а 110 кВ и выше – с глухозаземленными?

6.5.3. Что будет, если не заземлять нейтраль первичной обмотки трансформатора напряжения типа НТМИ?

6.5.5. Почему нельзя заземлять нейтраль первичной обмотки трансформатора напряжения типа НТМК?

6.5.6. Каким способом уменьшить угловую погрешность?

6.5.7. Почему контроль изоляции осуществляют только в сетях с изолированной нейтралью?

Литература

1. И. А. Будзко, Н. М. Зуль. Электроснабжение сельского хозяйства. М.: Агропромиздат, 1990.

2. Электротехнический справочник. Т. 2. Под общ. ред. профессоров МЭИ. – 7 изд., М.: Энергоатомиздат, 1986, стр. 525 – 537.