Пояснения к работе

Лабораторная работа №3

КОНТРОЛЬ ИЗОЛЯЦИИ ТРЕХФАЗНЫХ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Цель работы; ознакомиться с методами и схемами контроля изоля­ции сетей с изолированной нейтралью, конструкциями и режимами работы аппаратов, применяемых для этого.

Пояснения к работе

1. Режимы нейтралей сетей напряжением выше 1000 В. Сети 6, 10,

35 кВ обычно работают с изолированными нейтралями, сети 110 кВ и выше -с заземленными. Это объясняется следующим. Если сети 110 кВ и выше вы­полнять с изолированной нейтралью, то изоляция фазных проводов относи­тельно земли должна рассчитываться на линейное напряжение, под которым будут находиться две неповрежденные фазы при замыкании на землю третьей (см п.2). В системе с заземленной нейтралью напряжение между проводом и землей в любом режиме не превышает фазное более чем в 1, 3 раза. Поэтому се­ти с заземленной нейтралью экономичнее из-за меньшей стоимости линейной изоляции. Замыкание на землю в этих сетях является коротким, отключается релейной защитой автоматически и специальных мер контроля изоляции не требуется.

В сетях 6-35 кВ доля изоляции в стоимости сети мала, а при изолиро­ванной нейтрали обеспечивается более высокая надежность электроснабжения, поскольку однофазные повреждения не являются короткими, релейной защитой не отключаются, потребители продолжают нормально работать. Кроме того, выполнение сетей 6 - 35 кВ с заземленной нейтралью привело к неблагоприят­ным условиям эксплуатации линий связи, с которыми ЛЭП 6 - 35 кВ очень час­то пересекаются или проходят на небольшом удалении. Связано это с тем, что при повреждениях на землю в точках КЗ имеются неуравновешенные токи ну­левой последовательности, которые наводят в линиях связи напряжения, опас­ные для изоляции линий, оборудования и обслуживающего персонала связи.

2. Простое замыкание на землю в сетях 6-35 кВ. Замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью называется простым замыканием на землю. При простом замыкании на землю цепь тока, идущего в землю, замыкается че­рез емкостную проводимость элементов неповрежденных фаз относительно земли. Емкостная проводимость линии равномерно распределена по ее длине, поэтому эпюра пространственного распределения тока нулевой последователь­ности вдоль линии выражается наклонной прямой, как показано на рис.3.1, а. Но для анализа распределенную емкость относительно земли можно представить сосредоточенной в конце линии, как показано на рис 3.1, 6. Частичные емкости между фазами не показаны, так как их влияние на ток простого замыкания практически отсутствует.

В нормальном режиме, ввиду равенства емкостей С₀, смещения нейтрали источника нет, т.е. напряжения между проводами линии и землей равны фаз­ным, а напряжение между нейтралью источника и землей равно 0. Ток, прохо­дящий через емкости, равен

Векторная диаграмма нормального режима показана на рис.3.2, а.

На рис.3.2, б показана векторная диаграмма при простом замыкании на землю. Из нее видно, что треугольник линейных напряжений не искажен, а лишь смещен параллельно самому себе на величину напряжения нулевой по­следовательности U₀, поэтому потребители продолжают работать нормально. Из диаграммы также видно, что изменяются напряжения фаз относительно земли: у поврежденной U_A =0, у неповрежденных увеличивается до линейного U_в=U_с=U_н.

Рис. 3.1. Простое замыкание на землю в сетях 6-35 кВ:: а - эпюра пространственного распределения тока нулевой последовательности; б - цепь тока

Токи, проходящие через емкостные проводимости неповрежденных фаз, увеличиваются в раз, а их сумма, представляющая ток замыкания на землю (рис.3.2)

т.е. в три раза больше емкостных токов нормального режима.

Рис. 3.2. Векторные диаграммы: