 |
2.7. Замыкания на землю в электрических сетях с незаземлённой
|
|
|
|
2. 7. Замыкания на землю в электрических сетях с незаземлённой
нейтралью
При однофазных замыканиях на землю в электрических сетях с незаземленной нейтралью в месте замыкания возникают только ёмкостные токи, обусловленные ёмкостью фаз относительно земли (рис. 2. 21, а). При этом ток, как правило, не превышает 50 А, а само повреждение называется некоротким замыканием, а простым замыканием на землю.
Рис. 2. 21. Однофазное замыкание на землю (а) и векторная диаграмма напряжений и токов в нормальном режиме
При замыкании происходит смещение нейтрали источника. На нейтрали появляется фазное напряжение, а напряжения неповреждённых фаз увеличиваются до линейного напряжения, т. е. в 
раза. Это называется перекосом напряжений фаз относительно земли. Линейные напряжения остаются без изменения.
Перекос напряжений не распространяется через трансформаторы на другую электрическую ступень. Через автотрансформаторы, имеющие в отличие от трансформаторов помимо магнитной и электрическую связь между обмотками, перекос фаз может перейти с обмотки высшего напряжения на обмотку низшего, если нейтраль не заземлена. Поэтому нейтрали автотрансформаторов всегда заземляются, и, следовательно, они не применяются в сетях с изолированными нейтралями (в сетях с напряжением ниже 110 кВ).
В предшествующем замыканию режиме ёмкостные токи равны (рис. 2. 21, б)
,
где 
- фазное напряжение.
При замыкании (рис. 2. 22)
, 
, 
.
Рис. 2. 22. Векторная диаграмма напряжений и токов при однофазном замыкании на землю
Таким образом, ток в месте замыкания на землю, равен арифметической сумме ёмкостных токов фаз предшествующего режима. Система ёмкостных токов является неуравновешенной и поэтому ведёт себя так же, как и система нулевой последовательности. При значительной величине тока замыкания возникают условия для возникновения перемежающейся дуги, что может привести к перенапряжениям в сети, опасными для изоляции. Величина тока замыкания может быть уменьшена (скомпенсирована) с помощью реактора, включённого в нейтраль трансформатора.
|
|
|
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ГЛАВЕ 2
1. Назначение и сущность метода симметричных составляющих.
2. Основные уравнения метода симметричных составляющих.
3. Сопротивление электрических машин токам обратной последовательности.
4. Схемы замещения трансформаторов при протекании токов нулевой последовательности.
5. Сопротивление линий электропередачи токам нулевой последовательности.
6. Схемы замещения отдельных последовательностей.
7. Двухфазное короткое замыкание. Расчёт токов и напряжений. Построение векторных диаграмм.
8. Однофазное короткое замыкание. Расчёт токов и напряжений. Построение векторных диаграмм.
9. Двухфазное короткое замыкание на землю. Расчёт токов и напряжений. Построение векторных диаграмм.
10. Правило эквивалентности прямой последовательности.
11. Учёт активных сопротивлений в месте КЗ.
12. Распределение и трансформация токов и напряжений отдельных последовательностей.
13. Сравнение токов при различных видах КЗ.
14. Замыкания на землю в электрических сетях с незаземлённой нейтралью.
ЗАДАЧА К ГЛАВЕ 2
Произвести расчёт действующего значения сверхпереходного тока КЗ при трёхфазном, двухфазном, однофазном и двухфазном КЗ на землю на шинах высокого напряжения электрической станции (ЭС) для схем участков энергосистемы, приведенных на рис. 1. 10 в относительных базисных единицах с приближённым приведением коэффициентов трансформации. Генераторы до возникновения повреждения работали в номинальном режиме.
|
|
|
Параметры основных элементов схем приведены таблице. Недостающие параметры элементов схемы выбрать в соответствии с приведенными выше рекомендациями. Все параллельно работающие элементы сети рекомендуется выбирать однотипными. Принять, что все трансформаторы состоят из группы однофазных трансформаторов. Длина линии Л1 выбирается по мощности электростанции, длина Л2 - по напряжению обмотки среднего напряжения (авто) трансформатора подстанции (п/ст). Погонное сопротивление прямой последовательности линии выбирается по номинальному напряжению линии. От ударов молнии линии защищены стальными грозозащитными тросами, заземлёнными на каждой опоре.
| Последняя цифра шифра | Схема на рис. 1. 12 | Тип генераторов |  , МВт
| Мощность п/ст, МВА | Сопротивление системы,  Ом
| Сопротивление системы,  Ом
|
| а) | ГГ | 170-220 | 120-150 | |||
| а) | ТГ | 380-410 | 120-150 | |||
| а) | ТГ | 580-620 | 200-260 | |||
| а) | ГГ | 750-810 | 200-260 | |||
| а) | ГГ | 1150-1400 | 800-900 | |||
| а) | ТГ | 1600-1800 | 900-980 | |||
| б) | ТГ | 50-60 | 120-140 | |||
| б) | ТГ | 90-100 | 120-140 | |||
| б) | ТГ | 180-210 | 150-260 | |||
| б) | ТГ | 390-420 | 190-260 |
Результаты расчётов свести в таблицу
| Вид КЗ | ЭДС источника | Сопротивление
| Сопротивление
| Токи КЗ, кА |
| ||||
| ||||
| ||||
|
|
|
|
