Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Режимы нейтрали электрических сетей

Ограничение напряжения нейтрали в компенсированной сети - Режимы нейтрали электрических сетей

Оглавление
Режимы нейтрали электрических сетей
Напряжения и токи при однофазном замыкании на землю
Установившееся однофазное замыкание на землю
Переходные процессы при замыкании на землю
Перемежающееся дуговое замыкание на землю
Преимущества и недостатки работы некомпенсированной сети с изолированной нейтралью
Сеть с заземлением нейтрали через высокоомное активное сопротивление
Компенсированная сеть
Нормальный режим работы компенсированной сети, преимущества
Сети с эффективным заземлением нейтрали
Сопротивления трех последовательностей элементов сети
Феррорезонансные процессы в электрических сетях при замыкании фазы на землю
Феррорезонансные процессы в сети, возникающие при ее исправном состоянии
Нагруженный ФНПП при учете потерь в его обмотках и магнитопроводах
Мероприятия по ограничению феррорезонансных процессов в сети
Феррорезонансные процессы в сетях, нормально работающих с глухозаземленной нейтралью
Способы выполнения заземления нейтрали некомпенсированных сетей
Эффективное заземление нейтрали электрических сетей
Автоматическое замыкание на землю поврежденной фазы
Развитие принципов выполнения дугогасящих аппаратов
Конструкции дугогасящих реакторов
ДГР с переключением ответвлений обмотки под напряжением
Преимущества и недостатки ДГР различных типов
Принципы автоматической настройки компенсации емкостного тока основной частоты
АНК по фазовым характеристикам сети
Компенсация активной и гармонических составляющих тока замыкания на землю
Преимущества и недостатки основных принципов и устройств компенсации тока замыкания на землю
Ограничение напряжения нейтрали в компенсированной сети
Влияние режимов нейтрали на технико-экономические показатели электрической сети
Режим нейтрали и надежность электроснабжения потребителей
Влияние режимов нейтрали на условия безопасности в электрических сетях
Влияние режимов нейтрали на выполнение устройств селективной защиты от замыканий на землю
Выбор режимов нейтрали в сетях
Список литературы

ГЛАВА XI
ОГРАНИЧЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ НЕЙТРАЛИ В КОМПЕНСИРОВАННОЙ СЕТИ

1. Общие положения

Одним из условий применения компенсации емкостных токов замыкания на землю является непревышение напряжения нейтрали в нормальном режиме работы сети допустимого по ПТЭ уровня, равного 15 % Uф [79]. Это требование иногда не выполняется в воздушных сетях напряжением 6—35 кВ, а также в некоторых кабельных шахтах, карьерных и автономных сетях напряжением 0,4—0,66 кВ. В таких сетях напряжение нейтрали при резонансной настройке ДГР значительно превышает допустимое значение, в некоторых случаях достигая (70— 80) % Uф.
В связи с этим возникает необходимость ограничения напряжения нейтрали в нормальном режиме работы компенсированной сети. К известным способам ограничения напряжения нейтрали относятся следующие: 1) компенсация напряжения нейтрали дополнительным источником ЭДС; 2) транспозиция фаз линий электропередачи; 3) диссонансная настройка ДГР; 4) автоматическое симметрирование проводимостей фазных проводов относительно земли; 5) автоматическое регулирование добротности КНП сети.
Способ компенсации напряжения нейтрали с помощью источника ЭДС предложен Петерсеном еще в 1916 г. [11]. По этому способу в нейтраль сети включают источник питания с напряжением, равным по величине напряжению нейтрали и противоположным по фазе. Данный способ не получил практического применения вследствие сложности устройства, реагирующего одновременно на изменение фазы и амплитуды напряжения нейтрали.
При транспозиции фаз линий электропередачи выравниваются емкости фазных проводов относительно земли. Такое симметрирование проводится по участкам линий или на шинах узловых подстанций. Транспозиция
требует проведения сложных расчетов и значительных затрат времени на оперативные переключения и приводит к перерывам энергоснабжения потребителей с односторонним питанием. Кроме того, результаты транспозиции не всегда бывают удовлетворительными.
Следующим способом ограничения напряжения нейтрали является диссонансная настройка ДГР, которая осуществляется изменением индуктивности реактора от резонанса в область перекомпенсации. В этом случае несимметрия проводимостей фазных проводов относительно земли, возникающая при отключении части линий, не приводит к дополнительному увеличению напряжения нейтрали. Снижение напряжения нейтрали до допустимого уровня на практике достигается значительной расстройкой компенсации, превышающей 5 %, что ухудшает условия гашения заземляющих дуг. Поэтому диссонансная настройка применяется лишь в тех случаях, когда сети не транспонированы или когда транспонированием не удается достичь удовлетворительных результатов.
Напряжение нейтрали можно ограничивать также автоматическим симметрированием фазных проводимостей относительно земли путем подключения емкости (индуктивности, активного сопротивления) между фазами сети и землей. Однако практическое выполнение таких устройств возможно только при наличии высоковольтных быстродействующих коммутаторов.
Наиболее простой способ ограничения напряжения нейтрали — автоматическое регулирование добротности КПП компенсированной сети. Добротность сети может изменяться включением в нейтраль сети резистора или однофазного силового трансформатора с резистором в цепи его вторичной обмотки [58].
Рассмотрим некоторые соотношения параметров КНП при искусственном регулировании ее добротности.

Устройство для автоматического ограничения напряжения нейтрали

Схема включения устройства автоматического ограничения напряжения нейтрали и блок-схема автоматического регулятора приведены на рис. 95.
На вход автоматического регулятора 9 со вторичных обмоток измерительного трансформатора 10 подаются фазные напряжения и напряжение нулевой последовательности сети, а со вторичных обмоток трансформаторов тока 2 поступают фазные токи трансформатора питающего центра I. Напряжение с выхода автоматического регулятора подается на управляющие цепи ТППТ 8, подключенного на вторичную обмотку однофазного трансформатора 5 последовательно с предохранителем 7 и резистором 6. Первичная обмотка однофазного трансформатора и ДГР 4 через разъединитель 3 включены в нейтраль трансформатора питающего центра 2. Напряжение 3U0 одновременно подается на входы сравнивающих элементов (СЭ) 11 и на вход блока определения обрыва фазного провода сети, затем усиливается усилителем 12 и поступает на входы электронного ключа (ЭК) 14. Тиристоры управляются напряжением, подаваемым с генератора прямоугольных импульсов (ГПИ) 13 через ЭК и блок управления (БУ) 16.
Опорное напряжение Uoп1 соответствует минимальному значению напряжения нейтрали, определяемому порогом чувствительности первого сравнивающего элемента, Uoп2 — заданному уровню ограничения напряжения нейтрали, Uоп3 — уровню запирания тиристоров (рис. 96).

Рассмотрим работу устройства по блок-схеме, приведенной на рис. 95, б. При нормальном режиме работы сети и отсутствии напряжения управления на выходе БУТ тиристоры закрыты, а однофазный трансформатор работает в режиме х. х. Напряжение нейтрали в этом случае в основном определяется параметрами контура нулевой последовательности сети.

Рис. 96. Диаграмма напряжений, иллюстрирующая работу устройства ограничения напряжения нейтрали.
При превышении напряжения нейтрали заданного уровня, выбираемого в зоне допустимых по ПТЭ значений и определяемого опорным напряжением Uоп2, на выходе второго СЭ появляется сигнал рассогласования, который усиливается усилителем данного канала. Открывается электронный ключ, и напряжение с выхода генератора прямоугольных импульсов поступает на вход блока управления тиристорами. Отпираются тиристоры, а напряжение нейтрали снижается до уровня, определяемого параметрами сети и однофазного трансформатора с резистором.

Устройство содержит схему защиты тиристоров от сверхтоков при замыкании на землю, обрыве фазного провода и отсутствии входного сигнала или при обрыве его цепи. В режиме замыкания на землю и превышении входного сигнала 3U0 опорного напряжения Uоп3, выбираемого несколько меньше фазного напряжения сети, на выходе треть его СЭ появляется сигнал рассогласования, который усиливается и при этом закрывается ЭК и ТППТ. После исчезновения замыкания на землю схема возвращается в исходное состояние.
При входном напряжении, меньшем Uоп1, или при его отсутствии на выходе первого сравнивающего элемента появляется сигнал рассогласования, а в остальном схема работает аналогично первым двум каналам.
Недопустимые токи через тиристоры могут возникнуть также при однофазном замыкании на землю через большое сопротивление или обрыве фазного провода линии. Для определения данных режимов в устройстве используются фазные токи и напряжения, которые подаются на входы блока определения обрыва фазы. В режиме замыкания через большое сопротивление или при обрыве фазного провода на выходе БООФ появляется выходной сигнал, запирающий электронный ключ и тиристоры, которые открываются при восстановлении нормального режима работы сети.

Устройство ограничения напряжения нейтрали с однофазным трансформатором целесообразно использовать в сетях с реактором типа ЗРОМ, так как в виду влияния сопротивления трансформатора на индуктивность ДГР невозможна автоматическая настройка компенсации. Такая настройка при наличии высоковольтных коммутаторов может быть осуществлена с помощью устройств с резистором, включенным последовательно с ДГР, или устройств, работающих по принципу измерения емкостной проводимости сети (см. рис. 71, б).



 
« Разработка ВДК 10 кВ, 31,5 к А и номинальными токами 1600 и 3200 А   Режимы работы вентильных разрядников при грозовых перенапряжениях »
электрические сети