Работа №3. Исследование замыканий в сети с изолированной
Компенсированной) нейтралью
Цель работы – определение токов и напряжений при различных видах повреждений в сети с изолированной нейтралью; исследование способа уменьшения (компенсации) емкостного тока замыкания на землю.
В сетях с изолированной нейтралью при замыкании одной фазы на землю короткозамкнутый контур не образуется и тока КЗ не будет. Поэтому замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью называется просто замыканием, а не коротким замыканием.
При замыкании на землю через место повреждения протекает емкостной ток, обусловленный емкостными проводимостями wС оборудования сети. Величина этого тока
IcS=3UфwC,
где Uф – фазное напряжение источника питания;
С – емкость между фазой и землей
w=2pf =314.
При значительном токе замыкания на землю в месте повреждения возникает перемежающая дуга, вызывающая опасные для изоляции перенапряжения и возможность перехода повреждения в двух- или трехфазное КЗ.
Ток замыкания на землю может быть уменьшен (скомпенсирован) с помощью реактора L, включенного в нейтраль источника. Индуктивность реактора рассчитывается по формуле
L= 
.
В соответствии с ПУЭ компенсация емкостного тока замыкания на землю должна применяться при значениях этого тока:
- в сетях 6 кВ – более 30 А;
- в сетях 10 кВ – более 20 А;
- в сетях 35 кВ – более 10 А.
Электрические сети с реакторами в нейтралях источников называются сетями с компенсированной нейтралью.
Электрическая схема (рис. 3.4.10) включает в себя источник питания с напряжением U, работающий на линию электропередачи W с сопротивлением R и индуктивностью L. Суммарная емкостная проводимость всех линий, питающихся от источника моделируется конденсаторами С1, С2, С3.
Нейтраль источника может быть:
- изолированной (ключ К5 разомкнут);
- заземленной через реактор L4 (ключ К5 замкнут).
На линии электропередачи W с помощью ключей К1, К2, К3, К4 могут моделироваться различного вида повреждения:
- трехфазное КЗ;
- двухфазное КЗ;
- двухфазное КЗ на землю;
- однофазное замыкание на землю.
Токи замыканий измеряются мультиметрами ХММ1, ХММ2, ХММ3, работающими в режиме амперметра. Фазные напряжения измеряются мультиметрами ХММ4, ХММ5, ХММ6, работающими в режиме вольтметра. Мультиметр ХММ7 измеряет напряжение на нейтрали источника питания.
Рис 1. Схема электрической сети
Исходные данные:
Uл=35 кВ Uф=20,2 кВ;
L=4 мГн;
R= 1 Ом;
C= 1 mF.
Параметры трехфазного КЗ
| I1, kA | I2, kА | I3, kА | U1, kV | U2, kV | U3, kV | U0, kV |
| 12,6 | 12,6 | 12,6 |
Параметры двухфазного КЗ
| I1, kA | I2, kА | I3, kА | U1, kV | U2, kV | U3, kV | U0, kV |
| 10,8 | 10,8 | 18,5 |