Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Справочник по проектированию подстанций

Токи замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью - Справочник по проектированию подстанций

Оглавление
Справочник по проектированию подстанций
Особенности, технология и принципы проектирования подстанций
Стадии проектирования, состав и объем проектной документации
Исходные данные для проектирования, продолжительность
Техническое задание на разработку ТЭО
Классификация подстанций и присоединение их
Надежность главных схем
Автоматичность, эксплуатационные удобства и экономическая целесообразность схемы
Классификация схем
Синхронные компенсаторы,  конденсаторные батареи и реаторы в схемах
Расчет токов короткого замыкания
Электродинамическое и термическое действия токов короткого замыкания
Ограничение токов короткого замыкания
Токи замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью
Типы и технические характеристики трансформаторов
Выборы мощности и числа устанавливаемых трансформаторов
Выключатели
Разъединители, отделители, короткозамыкатели
Источники реактивной мощности
Характеристики трансформаторов, выключателей
Провода, шины, кабели, изоляция
Механический расчет жесткой ошиновки
Механический расчет проводов гибкой ошиновки ОРУ
Защита от грозовых перенапряжений
Заземление
Собственные нужды переменного тока
Электрическое освещение
Нормы освещенности подстанций
Классификация и принципы выполнения схем управления, сигнализации и автоматизации
Организация управления элементами подстанций
Регулирование напряжения и охлаждение силовых трансформаторов
Автоматическая компенсация емкостного тока замыкания на землю
Организация сигнализации элементами ПС
Питание цепей оперативным током, аппаратура схем, маркировка
Электрические измерения и учет электроэнергии
Фасады и компоновка панелей, ряды зажимов схем управления, автоматики, защиты, сигнализации
Монтажные схемы и кабельные журналы
Оперативный ток, источники постоянного тока
Шкафы КРУ, КРУН, КТП, КТПН
Релейная защита
Релейная защита трансформаторов и автотрансформаторов
Релейная защита шунтирующих и компенсационных реакторов
Защита синхронных компенсаторов
Защита шин
АПВ и АВР
УРОВ
Защита элементов собственных нужд
Принципы компоновок распределительных устройств
Открытая установка маслонаполненного оборудования
Компоновка закрытых распределительных устройств и подстанций
Комплектные распределительные устройства с газовой изоляцией
Эксплуатационные и вспомогательные средства
Рельсовые пути для перекатки трансформаторов и стационарные анкеры
Ограды
Выбор площадки для строительства
Состав комиссии и акт выбора площадки
Особенности выбора и согласования площадки, размещаемой на территории города
Технико-экономическое сравнение вариантов выбора площадки
Генеральный план
Горизонтальная планировка
Внутриплощадочные автомобильные дороги и проезды
Инженерные сети
Вертикальная планировка
Озеленение и благоустройство территории
Технико-экономические показатели генерального плана
Приложение к генеральному плану
Режимы работы строительных конструкций ОРУ
Опоры под ошиновку и оборудование
Кабельные лотки, каналы
Здания и фундаменты синхронных компенсаторов
Отопление и вентиляция зданий
Водоснабжение, канализация, отвод масла
Противопожарные мероприятия
Приложение к здания и фундаменты
Защита окружающей среды
Защита от шума
Устройства связи и сигнализации
Внешняя связь
Требования к помещениям для узлов связи и к размещению оборудования связи
Пожарная сигнализация
Охранная сигнализация и охранное освещение
Основные положения по организации строительства и сметы
Особенности проектирования ПС в северных труднодоступных районах
Рекомендации но усилению стальных конструкций

В сетях с изолированной нейтралью замыкание на землю одной фазы, как правило, не приводит к появлению сверхтоков, поэтому не требуется немедленного отключения поврежденного участка. В случае замыкания на землю, например фазы А (рис. 3.8) через место аварии проходит ток, который замыкается как зарядный через емкостные проводимости относительно земли неповрежденных фазовых проводов. Емкостная проводимость поврежденной фазы шунтируется рассматриваемым замыканием, и ток в фазе А справа от места замыкания равен нулю.
Ток замыкания на землю определяется по формуле

где Uф - среднее значение напряжения рассматриваемой ступени напряжения; Хс0 - суммарное емкостное сопротивление нулевой последовательности.
протекания тока замыкания на землю
Рис. 3. 8. Схема протекания тока замыкания на землю
Для воздушной трехфазной линии без троса:

где- средний геометрический радиус системы трех проводов
линии; Dот= 2(hA +hB + hc/3) - среднее расстояние от проводов фаз А, В и С до зеркальных отражений относительно поверхности земли.
Для трехжильного кабеля с круглыми жилами

где r - радиус жилы; В и b -толщины соответственно фазной и поясной изоляции.
Основными недостатками систем с изолированной нейтралью являются повышенные капитальные вложения, вызываемые требуемым уровнем изоляции электроустановок из-за увеличения напряжения неповрежденных фаз относительно земли до линейного напряжения установки при однофазном замыкании на землю и возможность замыкания фазы на землю через электрическую дугу и появления перемежающихся дуг, имеющих при определенных условиях устойчивый характер и вызывающих перенапряжения (превосходящие в 2,5-3 раза нормальное фазное напряжение), которые распространяются на вcю электрически связанную сеть.
Возникновение электрической дуги в месте замыкания на землю может повредить электрооборудование и вызвать двух- и трехфазные КЗ, а перенапряжения могут привести к пробою изоляции и образованию КЗ в частях установок с ослабленной изоляцией.
Указанные недостатки ограничивают область применения систем с изолированной нейтралью системами 3-35 кВ, где емкостный ток однофазного замыкания на землю имеет следующие значения:
в сетях 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на ВЛ, и во всех сетях 35 кВ - не более 10 А;
в сетях не имеющих железобетонных и металлических опор на ВЛ, при напряжении 3-6 кВ - не более 30 А; при 10 кВ - не более 20 А; при 15-20 кВ - не более 15 А;
в сетях 6-20 кВ блоков генератор - трансформатор (на генераторном напряжении) - не более 5 А.
Если ток замыкания на землю превышает приведенные выше значения, необходимо предусматривать его компенсацию путем включения в нейтраль генератора или трансформатора заземляющего дугогасящего реактора (рис. 3.9, а).
В этом случае при однофазном замыкании на землю (рис. 3.9, б) через место замыкания протекают токи: индуктивный ток реактора IL и емкостный
Схема компенсации тока замыкания на землю
Рис. 3.9. Схема компенсации тока замыкания на землю
Таблица 3.4. Технические характеристики заземляющих дугогасящих реакторов серии РЗДСРОМ

ток замыкания на землю 1С, которые различаются по фазе на 180° и, следовательно, частично компенсируют друг друга; результирующий ток
Iрез = Il-Ic.
Однако выполнить условие Iрез= 0 практически очень сложно, так как, во-первых, даже при полной компенсации емкостного тока замыкания на землю через место аварии течет так называемый остаточный ток, обусловленный активной проводимостью катушки, активными токами утечки и др., во-вторых, периодические включения и отключения отдельных линий системы приводят к постоянным изменениям емкостного тока сети, в-третьих, для четкого срабатывания устройств релейной защиты, реагирующей на однофазные замыкания на землю, необходимо, чтобы ток замыкания на землю был больше тока срабатывания защиты.
Технические данные заземляющих дугогасящих реакторов приведены в табл. 3.4.



 
« Современная система противопожарной защиты кабелей   Сравнение вакуумных и элегазовых выключателей среднего напряжения »
электрические сети