Системы с компенсированной нейтралью
Для уменьшения емкостных токов однофазного замыкания на землю между нейтралью источников или приемников электроэнергии и землей включаются компенсирующие устройства: заземляющие катушки с настроенной индуктивностью или трехфазные заземляющие трансформаторы. Наибольшее распространение получили заземляющие катушки, называемые также дугогасящими которые состоят из сердечника и обмотки, размещенных в кожухе, заполненной трансформаторным маслом. Индуктивность катушки Lk регулируется изменением числа витков или величины зазора сердечника.
Активное сопротивление катушки rk по сравнению с индуктивным мало.
Принцип компенсации емкостных токов с помощью дугогасящей катушки и заземляющих трансформаторов практически одинаков. Поэтому, рассмотрим аварийный режим в системе свыше 1кВ с компенсацией емкостных токов однофазного к.з. на землю с помощью дугогасящей катушки /2/. Расчетные схемы в нормальном и аварийном режимах работы приведены на рис. 4.
|
Рис. 4. Система с нейтралью, заземленной через дугогасящую катушку:
а) расчетная схема замещения в нормальном режиме; б) расчетная схема замещения в аварийном режиме
|
![Системы с компенсированной нейтралью Системы с компенсированной нейтралью - student2.ru](/images/ritorika/sistemy-s-kompensirovannoy-neytralyu-1429953-2.gif)
![Системы с компенсированной нейтралью Системы с компенсированной нейтралью - student2.ru](/images/ritorika/sistemy-s-izolirovannoy-neytralyu-1429952-15.gif)
![Системы с компенсированной нейтралью Системы с компенсированной нейтралью - student2.ru](/images/ritorika/sistemy-s-kompensirovannoy-neytralyu-1429953-4.gif)
![Системы с компенсированной нейтралью Системы с компенсированной нейтралью - student2.ru](/images/ritorika/sistemy-s-izolirovannoy-neytralyu-1429952-27.gif)
![Системы с компенсированной нейтралью Системы с компенсированной нейтралью - student2.ru](/images/ritorika/sistemy-s-izolirovannoy-neytralyu-1429952-16.gif)
![Системы с компенсированной нейтралью Системы с компенсированной нейтралью - student2.ru](/images/ritorika/sistemy-s-kompensirovannoy-neytralyu-1429953-7.gif)
![Системы с компенсированной нейтралью Системы с компенсированной нейтралью - student2.ru](/images/ritorika/sistemy-s-kompensirovannoy-neytralyu-1429953-8.gif)
![Системы с компенсированной нейтралью Системы с компенсированной нейтралью - student2.ru](/images/ritorika/sistemy-s-kompensirovannoy-neytralyu-1429953-9.gif)
(8)
Однако точно выполнить условие (8) очень сложно по следующим причинам:
1) даже при полной компенсации емкостного тока замыкания на землю, через место аварии течет, так называемый остаточный ток Ia.0 обусловленный активной проводимостью катушки, активными токами утечки и прочими причинами, которые в основном зависят от состояния изоляции сети;
2) периодические включения и отключения отдельных линий системы приводят к постоянным изменениям величины емкостного тока сети IC, что требует постоянной регулировки индуктивности катушки для выполнения условий полной компенсации;
3) для четкого срабатывания устройств релейной защиты, реагирующей на однофазные замыкания на землю необходимо, чтобы величина Iз.рез. была не менее величины тока срабатывания защиты (в противном случае требуется применение более сложных релейных защит, селективно работающих от токов переходного процесса при замыкании на землю в сетях с полной компенсацией установившегося емкостного тока).
|
(9)
а при условии резонанса
Рис. 5. Система с нейтралью, заземленной через дугогасящую катушку. Векторная диаграмма в аварийном режиме
|
1) при развитии замыкания на землю предупреждается на ранней стадии развивающийся пробой изоляции электроустановок;
2) переходящие замыкания на землю ликвидируются, причем 70-90% таких замыканий ликвидируются без отключения; медленно возрастает напряжение в месте повреждения до Uф, что способствует возрастанию электрической прочности изоляции;
3) при устойчивых замыканиях на землю, ток, проходящий через место замыкания, снижается до нескольких процентов емкостного, разрешается работа приемников на период устранения повреждения, т.е. число отключений у потребителя и время перерывов в энергоснабжении минимальны;
4) градиенты напряженности электромагнитного поля вблизи места повреждения значительно снижены, что обеспечивает безопасность людей;
5) отсутствие больших электромагнитных влияний.
К недостаткам систем, заземленных через дугогасящую катушку, можно отнести:
1) повышенные капитальные затраты, вызываемые повышенными требованиями к уровню изоляции электроустановок (аналогично системам с изолированной нейтралью);
2) сложность эксплуатации систем с компенсированной нейтралью из-за необходимости постоянно вести наблюдение за состоянием компенсации и трудности в определении места повреждения, если оно не развилось;
3) возможность повышения напряжения “здоровых” фаз относительно земли больше линейного и существование перенапряжений, если нет точной настройки и дуга устойчива;
4) увеличение капитальных вложений и эксплутационных расходов в связи с установкой дугогасящих аппаратов по сравнению с системой с изолированной нейтралью;
5) сложность релейной защиты и, следовательно, повышенные затраты (капитальные и эксплутационные).
|
с компенсированной нейтралью с помощью симметрирования емкостей фаз поддерживают значения U00’ в пределах не более (0.005¸0.0075) Uф, что позволяет удерживать напряжение между нейтралью и землей в пределах (0,1¸0,15)Uф.