Similar presentations:
Режимы заземления нейтрали
1. 1. Режимы заземления нейтрали
1.1. Общая характеристика вопроса2.
Способ заземления нейтралиСтрана
U, кВ
Россия
6-35
Австралия
11-12
+
+
Канада
4-25
+
+
США
4-25
+
+
Испания
10-30
+
+
Италия
10-20
Португалия
10-30
+
Франция
20-24
+
Япония
6,6
Германия
10-20
+
Австрия
10-30
+
Бельгия
6-17
+
Великобритания
11
+
Швейцария
10-20
Финляндия
20
Изолир.
ДГР
Резистор
+
+
+
Глухое
+
+
+
+
+
+
+
3.
Режимы заземленияНеэффективное (до 35 кВ)
Изолированная
Через
ДГК
Эффективное (выше 110 кВ)
Через
резистор
(высокоомный
и низкоомный)
Глухое
заземление
Через
низкоомный
резистор
4. 1.2. Сеть с изолированной нейтралью
ecu
eb
uc
Сф
ea
ub
Сф
ua
Сф
N
Iз
5. Напряжение на нейтрали в нормальном режиме
E a ya E b yb E c ycUN
,
ya yb yc
где
ya Cф а , yb Cф b , yc Cф c
UN 0
при следующих условиях:
ya yb yc ;
2) E a E b E c 0.
1)
6. Напряжение несимметрии при реальном расположении проводов
1,25 м3м
3м
1,25 м
10 м
1,25 м 1,25 м
9м
Ca 4,3 нФ/км;
Ca 4,5 нФ/км;
Cb 4,8 нФ/км;
Cb 4,65 нФ/км;
Cc 4,8 нФ/км;
Cc 4,7 нФ/км;
UN
0,0042 (0,42%)
E
UN
0,013 (1,3%)
E
7. Векторная диаграмма в режиме однофазного замыкания на землю
UcEc
Iз
UN
Ub
Ea
Eb
I з j3 EаCф ,
8. Ток однофазного замыкания на землю зависит от:
Классанапряжения (Еа)
Суммарной
емкости сети 3Сф
(протяженности сети)
9. Преимущества изолированной нейтрали
малый ток замыкания позволяет увеличитьресурс выключателей;
позволяет снизить требования к
заземляющим устройствам, определяемые
условиями электробезопасности при ОЗЗ;
возможность не отключать всю сеть
(сомнительное преимущество).
10. Недостатки изолированной нейтрали
дуговые перенапряжения, связанные споявлением перемежающейся дуги при ОЗЗ
приводят к переходу однофазного замыкания
в двух- и трехфазное;
сложность построения селективных защит от
ОЗЗ;
феррорезонансные явления, вызываемые
кратковременными ОЗЗ;
при сохранении ОЗЗ у опор ВЛ возникают
опасные напряжения прикосновения.
11. Компенсация емкостного тока замыкания на землю применяется при значениях тока ОЗЗ (ПУЭ, п.1.2.16):
в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющихжелезобетонные и металлические опоры на
воздушных линиях электропередачи, и во
всех сетях напряжением 35 кВ - более 10 А;
более 30 А при напряжении 3-6 кВ;
более 20 А при напряжении 10 кВ;
более 15 А при напряжении 15-20 кВ;
в сетях блоков генератор-трансформатор
электрических станций – более 5 А (более
подробно в п.1.7).
12. 1.3. Сеть с компенсацией емкостного тока замыкания на землю
EcEb
RN
uN
LN
Ea
Iз
uc
Сф
ub
Сф
ua
Сф
13.
I з j3 EаCф (1 K L ) 3Ea g ,xC
1
KL
2
xL 3 Cф LN
Ec
Ec
Iз
KL 1
Eb
Ea
Ea
Iз
Eb
KL 1
14. Зависимость тока замыкания от степени компенсации
Iз3Eag
перекомпенсация
недокомпенсация
1
KL
15. Напряжение на нейтрали в нормальном режиме
UNU N хх
50...100
U N U N хх
R L
2
N
2 2
N
R L (1 K L )
2
N
2 2
N
2
при K L 1 и RN LN
LN
U N U N хх
RN
LN
Q
50...100
RN
недокомпенсация
перекомпенсация
1
KL
16. Напряжение на нейтрали в неполнофазных режимах
EUN
1 3K L
UN
U N хх
при включении 1 фазы
E/2
UN
1 3 / 2K L
при включении 2 фаз
1/3
2/3
1
KL
17. Преимущества заземления через ДГР
позволяет в определенных случаях снизитьток замыкания на землю до его погасания,
то есть ликвидировать дуговые
перенапряжения;
уменьшает число переходов ОЗЗ в двух- и
трехфазные короткие замыкания;
улучшает условия электробезопасности в
месте замыкания.
18. Недостатки заземления через ДГР
необходимость симметрирования сети достепени 0,75% фазного;
сложность и высокая стоимость систем
автоматической подстройки ДГР,
необходимой для разветвленных городских
сетей с часто изменяемой конфигурацией;
практически полное отсутствие селективных
защит от ОЗЗ для сети с заземлением
нейтрали через ДГР.
19. Реактор 10 кВ
20.
21.
22. 1.4. Сеть с резистивным заземлением нейтрали
EcEb
Ea
uN
uc
Сф
ub
Сф
ua
Сф
RN
Iз
23. Векторная диаграмма в режиме замыкания
Ec Ic
I з j3 EаCф 1
Iз
UN
Ea
IR
Eb
2
KR ,
U N хх
1
2
KR
xc
1
KR
R 3 Cф R
24.
Преимущества резистивногозаземления нейтрали
полное устранение феррорезонансных
явлений;
снижение уровня дуговых перенапряжений
и устранение перехода ОЗЗ в двух- и
трехфазные замыкания;
возможность построения простых
селективных защит от ОЗЗ.
25. Недостатки резистивного заземления нейтрали
увеличение тока замыкания на землю;появление на подстанции греющегося
оборудования (резистора мощностью 30–400
кВт).
26.
27.
28.
29. Рекомендуемые режимы нейтрали сетей среднего напряжения (емкостный ток ниже границы ПУЭ)
30.
Тип электрическойсети
Длительная
работа с ОЗЗ
ОЗЗ
отключается РЗ
Сети генераторного
напряжения
изолированная
изолированная
Сети собственных
нужд электрических
станций
изолированная,
резистор
резистор
Распределительные
сети с воздушными
линиями
изолированная,
резистор
резистор
Городские, поселковые
кабельные сети (без ВЛ)
изолированная,
резистор
Сети, питающие
передвижные подстанции
и механизмы, торфяные
разработки, шахты и т.п.
–
резистор
резистор
31. Рекомендуемые режимы нейтрали сетей среднего напряжения (емкостный ток выше границы ПУЭ)
32.
Тип электрическойсети
Длительная
работа с ОЗЗ
ОЗЗ
отключается РЗ
Сети генераторного
напряжения
ДГР
изолированная
Сети собственных
нужд электрических
станций
ДГР
резистор
Распределительные
сети с воздушными
линиями
резистор (ДГР)
резистор
Городские, поселковые
кабельные сети (без ВЛ)
ДГР
Сети, питающие
передвижные подстанции
и механизмы, торфяные
разработки, шахты и т.п.
–
резистор
резистор
33. 1.5. Сеть с глухим заземлением нейтрали
34. Принципиальная схема при однофазном к.з. в сети с глухим заземлением нейтрали
E1E2
Ia
35. Схемы замещения для прямой и нулевой последовательностей
(1)E1
xг1+xт1
z1, 1
z1, 2
I
xт1
z0, 10
xг2+xт2
(1)
z0, 20
I
( 0)
xт2
(1)
E2
36. Система уравнений для прямой и нулевой последовательностей
E U z I( 0)
(0)
( 0)
0 U zвх I
(1)
э
(1)
(1)
вх
(1)
Граничные условия в месте замыкания:
U a 0; I b I c 0.
37. Решая совместно полученную систему уравнений, получим:
3E
эa
I
a
(1)
( 0)
2 zвх zвх
( 0)
вх
3
z
3
j
U b (1)
E
E
эa
эa
(0)
2 2 zвх zвх
2
(0)
вх
3
z
3
j
U c (1)
E
E
эa
эa
(0)
2 2 zвх zвх
2
38.
Принимая(1)
zвх
обозначив
(1)
jxвх ;
(0)
xвх
(1)
xвх
( 0)
zвх
( 0)
jxвх
m
и переходя к модулям, получаем:
39.
Eэa3
( 3)
I a (1)
I KI
xвх 2 m
3 m m 1
U b U c Eэa
Eэa KU
2 m
2
40. Зависимости KU и KI от параметра m
Km , KU 3
KI
KU
1
m , K I 0
0
1
2
3
4 m
41. 1.6. Применение низкоомных сопротивлений в нейтрали трансформаторов сети
E1E2
zN
Ia
42. Схема замещения для нулевой последовательности
zт1z0 , 10
z0, 20
xт2
Iз
j ( xт1 3xN ) при z N jxN ;
zT 1
jxт1 3RN при z N RN .
43. 1.7. Заземление нейтралей электрических генераторов
• В случае, если ток замыкания на землю в сетигенераторного напряжения превышает 5 А, то
нейтрали генераторов должны оснащаться ДГР
(ПУЭ, издания до 1986 г.)
• На блоках с генераторами мощностью более
30 МВт должна быть предусмотрена защита
от замыканий на землю в цепи генераторного
напряжения с выдержкой времени не более 0,5 с.
(ПУЭ, издание 2002 г.)
44. Принципиальная схема блока
ГВГ
Т
ВЛ или КЛ
(0,3...1,2 км)
zN
ОРУ ВН
45.
I з j3 EаCф ,Cф Сг Ст Сш Стсн
46. Емкости блоков генераторного напряжения
Uном, кВ Тип блока Сф, мкФРбл, МВт
10,5
ГЭС
0,2…0,4
20…40
15,75
ГЭС
1…1,5
100…700
20
ТЭС
АЭС
0,2…0,4
300…500
24
ТЭС
АЭС
0,2…0,4 800…1200
47. При компенсации тока замыкания с помощью ДГР
I з j 3 EаCф (1 K L ),xC
1
KL
2
xL 3 Cф LN
48. Смещение нейтрали генераторов в неполнофазных режимах
UNx
sin
E 1 KL
2
– при включении 2 фаз
UN
2x
sin
E 1 KL
2
– при включении 1 фазы
где
Cт
x
Cг Cт
49. Рекомендации по условиям эксплуатации ДГК в нейтрали генераторов
KL = 1,1 – 1,15= 200 – 300
50. При резистивном заземлении нейтрали генераторов
I з j3 EаCф 1UN
x
sin
2
E
2
1 KR
UN
2x
sin
2
E
2
1 KR
2
KR ,
– при включении 2 фаз
– при включении 1 фазы