Виды электрических сетей

1 2 3 4 5 6 7

Лекция 5.

Содержание лекции 5

4. ПОВРЕЖДЕНИЯ И НЕНОРМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ СЕТЕЙ.. 1

4.1. Виды электрических сетей.. 1

4.2. Векторные диаграммы замыканий в сети.. 4

4.2.1. Трехфазное КЗ.. 4

4.2.2. Двухфазное короткое замыкание. 6

4.2.3. Двойное замыкание на землю одной точке в сетях с изолированной нейтралью. 6

4.2.4. Двойное замыкание на землю в сетях с заземленной нейтралью.. 7

4.2.5. Однофазное КЗ в сети с эффективно заземленной нейтралью.. 7

4.2.6. Однофазное замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью.. 8

4.3. Распределение токов несимметричных КЗ при различных схемах силовых трансформаторов. 10

4.3.1. Токораспределение при КЗ за трансформатором Y/D.. 10

4.3.2. Токораспределение за трансформатором D/Y.. 11

4.3.3. Токораспределение за трансформатором Y/Y-0. 12

4.4. Режим качаний в энергосистеме. 13

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК К ЛЕКЦИИ №5. 19

ГИПЕРССЫЛКИ К ЛЕКЦИИ № 5. 21

3-х фазные сети различаются по режиму нейтрали:

· эффективно заземленная нейтраль;

· глухозаземленная нейтраль;

· изолированная нейтраль.

Глухозаземленная нейтраль – нейтраль трансформатора или генератора присоединена непосредственно к заземляющему устройству или через малое сопротивление (трансформатор тока в установках до 20 кВ). В сетях с глухозаземленной нейтралью однофазное замыкание на землю является коротким замыканием, и должно отключаться РЗ.

Изолированная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора не присоединяется к заземляющему устройству, или присоединяется к нему через большое сопротивление (например, через заземляющий дугогасящий реактор). В сетях с изолированной нейтралью однофазное замыкание на землю не является коротким, и может быть допущено некоторое время. Действие защиты, как правило, осуществляется на сигнализацию.

При несимметричных параметрах схемы замещения потенциал земли может отличаться от потенциала нейтральной точки источника. В этом случае говорят о режиме смещения нейтрали. При отсутствии повреждения в сетях с изолированной нейтралью возможно смещение нейтрали из-за неравенства активных сопротивлений изоляции (либо емкостей) фаза – земля. Схема замещения и векторная диаграмма представлены на рис.5.1.

а) схема замещения, б) векторная диаграмма.

Напряжение смещения нейтрали определяется методом узловых напряжений по выражению:

где – проводимости фаза - земля,

– проводимость нейтраль - земля,

– напряжение нейтраль - земля (смещение нейтрали),

– фазные ЭДС.

Рассмотрим, фазное напряжение, обозначив его индексом “ф” Î (A, B, C). С учетом того, что , получаем , т.е. фазные напряжения отличаются от соответствующих ЭДС на величину смещения нейтрали. Проводимость между фазным проводом и землей , где – емкость фазы по отношению к земле, - активная составляющая проводимости фазной изоляции. При учете реальных условий смещение нейтрали в первую очередь определяется емкостями фаз по отношению к земле.

Введем понятие коэффициент замыкания на землю – отношение разности потенциалов между неповрежденной фазой и землей в точке замыкания на землю, другой фазы или других фаз к разности потенциалов между фазой и землей в этой точке до замыкания. Так, для сети с изолированной нейтралью (см. рис.5.2) для замыкания фазы C на землю получим:

а) схема замещения, б) векторная диаграмма.

Электрическую сеть выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не более 1,4, называют сетью с эффективно заземленной нейтралью (например, сеть с нейтралью, заземленной через дугогасящую катушку). Схема замещения и векторная диаграмма представлены на рис.5.3.

Отметим, что в электротехнике под фазным напряжением понимают обычно напряжение в фазном проводе по отношению к нейтрали источника питания или нагрузки. В технике РЗ под фазным напряжением понимают напряжение фазы по отношению к земле.

Иногда возникает необходимость по известным линейным напряжениям определить фазные. Решение этой задачи возможно в случае, если отсутствуют составляющие нулевой последовательности (нет смещения нейтрали). В этом случае, предполагая равенство фазных проводимостей, находят потенциал земли в точке пересечения медиан треугольника, построенного на линейных напряжениях. Такое построение выполнено на рис.5.4.