Режимы нейтрали электрических сетей - Режим нейтрали и надежность электроснабжения потребителей

Влияние режимов нейтрали на надежность электроснабжения определяется следующими соображениями. Поскольку однофазные замыкания на землю являются наиболее распространенным видом повреждений в электрических сетях, надежность электроснабжения в значительной степени зависит от способа заземления нейтрали сети и метода ликвидации этих замыканий. Наиболее благоприятные условия для поддержания бесперебойного электроснабжения достигается при небольшом токе в месте замыкания и отсутствии значительных перенапряжений на неповрежденных фазах. Такие условия имеют место в компенсированных сетях при практически точной настройке индуктивности ДГР. Примерно такая же бесперебойность, как в компенсированной сети, достигается и в некомпенсированной сети с небольшим (порядка нескольких ампер) емкостным и активным токами замыкания на землю.
При выполнении указанных выше условий и отсутствии в сети установок с повышенной электроопасностью защита от замыканий на землю в сети может действовать на сигнал. При этом замыкание на землю может удерживаться в сети достаточно длительное время (обычно до двух часов [79]), в течение которого принимаются меры для разгрузки и отключения поврежденного участка сети. В нашей стране полностью оправдала себя практика эксплуатации компенсированных сетей с действием защиты на сигнал.
Что касается некомпенсированных сетей с полностью изолированной нейтралью и действием защиты на сигнал, то опыт их эксплуатации нельзя признать вполне положительным. Наблюдаемые в этих сетях дуговые перемежающиеся замыкания сопровождаются перенапряжениями, двойными и многоместными замыканиями на землю, требующими отключения поврежденных участков. Это снижает надежность электроснабжения потребителей.
Еще более неблагоприятно сказывается на надежности электроснабжения (при отсутствии резервного питания) эффективное заземление нейтрали, при котором требуется немедленное отключение однофазных замыканий на землю.
Помимо последствий однофазных замыканий на землю надежность работы электрических сетей и электроснабжения потребителей зависит от возможности возникновения феррорезонансных процессов, не связанных с замыканиями на землю, но зависящих от режима нейтрали. Как показано в гл. VII, такие процессы наблюдаются в некомпенсированных сетях с изолированной или заземленной через высокоомное (слишком большое) сопротивление нейтралью при их исправном состоянии в результате воздействия емкостей фаз сети относительно земли с индуктивностью ненагруженных или малонагруженных трансформаторов напряжения с заземленными первичными обмотками, например с ТН контроля изоляции. Эти процессы сопровождаются самопроизвольным смещением нейтрали и значительным повышение напряжений фаз сети относительно земли, что представляет определенную опасность для оборудования сети. Феррорезонансные процессы данного типа могут проходить, например, в сетях напряжением 6—10 кВ с полностью изолированной нейтралью при одном включении ФННП, если емкостный ток приблизительно не превышает 11—11,7 А,
При наличии в сети двух одинаковых ФННП указанные значения предельного тока Iсм увеличиваются приблизительно в 2 раза.
Еще раз подчеркнем, что феррорезонансные процессы могут быть полностью предотвращены или сопутствующее им самопроизвольное смещение нейтрали ограничено заземлением нейтрали сети через надлежаще выбранное высокоомное активное сопротивление и включением резисторов в цепи первичных и вторичных обмоток ФННП. Так, феррорезонанс не наступит, если одновременно включить в первичную обмотку каждой фазы ФННП дополнительный резистор с таким расчетом, чтобы общее сопротивление фазы составило R'=2 кОм, в цепь нулевых обмоток резистор R0вт = 70 Ом, заземлить нейтраль сети через активное сопротивление, при котором наложенный активный ток замыкания на землю Iам составит 3А— в сети напряжением 10 кВ или 1,5 А — в сети напряжением 6 кВ. При том же сопротивлении R' = 2 кОм, но несколько увеличенном токе Iам = 2,4А (в сети напряжением 6 кВ) и Iам=4 А (в сети напряжением 10 кВ) вторичные нулевые обмотки ФННП могут не нагружаться.
Расчеты и опыт эксплуатации показывают, что в компенсированных сетях феррорезонансные процессы невозможны, хотя в них иногда наблюдались простые резонансы. В сетях с эффективным заземлением нейтрали феррорезонансные процессы наблюдаются только тогда, когда вследствие оперативных или автоматических операций данный участок сети оказывается электрически отделенным от оборудования с заземленной нейтралью.