Режимы работы нейтрали трансформаторов

Важным параметром подключения трансформатора к сети является группа и схема соединений его обмоток. [3] Группой соединения называют угловое (кратное 30°) смещение векторов между одноименными вторичными и первичными линейными напряжениями холостого хода трансформатора. Возможны 4 схемы соединения силовых трансформаторов:

- Y - звезда

- Y_н – звезда с выведенной нейтралью

- Δ – треугольник

- Z – зигзаг

Группа соединений указывается числом от 0 до 12.

На электростанциях и подстанциях наиболее распространены для 2 – х обмоточных трансформаторов следующие схемы и группы:

- Y / Yн – 12

- Y / Δ – 11

- Y_н / Δ – 11

В 3-х обмоточных трансформаторах применяются соединения

- Y / Y_н / Δ – 11,12

Нейтралью называютобщую точкумногофазных генераторов, трансформаторов, а также провод, соединенный с этой точкой. Заземленная нейтральная точка (или провод) называется нулевой

Нейтраль может быть глухо заземлена, соединена с землей через активные или реактивные сопротивления (резонансно – заземленная нейтраль) и изолирована от земли.

Выбор способа заземления нейтрали определяется безопасностью обслуживания сети, надежностью электроснабжения ЭП и экономичностью. При повреждении фазной изоляции способ заземления нейтрали оказывает большое влияние на величину тока замыкания на землю и определяет требования в отношении заземляющих устройств электроустановок и релейной защиты от замыканий на землю.

В установках напряжением до 1кВ применяют 4-х проводные и 3-х проводные сети как с глухозаземленной, так и изолированной нейтралью.

На рисунке показана схема 3-х фазной 4-х проводной сети с глухозаземленной нейтралью (ГЗН), у которой обмотки питающих трансформаторов соединены в звезду и нейтральные точки электрически соединены с заземляющим устройством (землей). Начертить. При 1-фазных замыканиях на землю в сетях с ГЗН протекают большие токи к.з., быстродействующая защита отключает поврежденный участок и 1-фазное замыкание не переходит в междуфазное.

На неповрежденных фазах напряжение относительно земли не повышается и изоляция может быть рассчитана на фазное, а не на междуфазное (линейное) напряжение. Однако при частых 1- фазных замыканиях на землю возникают тяжелые условия работы отключающих аппаратов, что может привести к повреждению обмотки трансформаторов.

Сети с напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью (ИН) – это малоразветвленные сети. Начертить. К ним относятся, как правило, 3-х проводные сети напряжением 380, 660 В. Электроустановки с ИН следует применять при повышенных требованиях в отношении безопасности (шахты, карьеры, торфоразработки) и при условии надежного контроля изоляции сети

для быстрого обнаружения персоналом замыкания на землю. При этом должна быть обеспечена скорейшая ликвидация замыканий на землю или автоматическое отключение участков при возникновении замыкания на землю. Системы с ИН, как правило, не имеют 4-го нулевого провода, поэтому их исполнение экономичнее по сравнению с 4-х проводной сетью с ГЗН. В сетях с ИН при замыкании одной фазы на землю через место повреждения будут проходить только емкостные токи, обусловленные напряжением и емкостью неповрежденных фаз. Напряжение поврежденной фазы по отношению к земле становится равным “0”, а напряжения 2-х других фаз становятся равными междуфазным (линейным) напряжениям.

При замыкании на землю система питания сети с ИН не отключается и может работать до отыскания повреждения 2 с лишним часа. Этого времени достаточно для отыскания дежурным персоналом места повреждения, т.к. режим работы сети при замыкании одной фазы на землю считается не аварийным, а лишь анормальным. Питание ЭП при этом не прерывается. Из всех видов повреждений 1- фазные замыкания на землю составляют обычно 75 – 80 %, поэтому сети с ИН являются более надежными по сравнению с сетями с ГЗН. В связи с тем, что при ИН сети во время замыкания на землю одной фазы напряжения двух других фаз относительно земли увеличивается в раз, изоляцию всех трех фаз нужно предусмотреть не на фазное, а на междуфазное (линейное) напряжение.

В сетях с ИН напряжением 6 …35 кВ для уменьшения емкостных токов замыкания на землю применяют заземляющие реакторы, устанавливаемые в цепи трансформатора. Такие сети называют сетями с резонансно – заземленной (компенсированной) нейтралью. См. рис. 1.5 б [1, с. 26]

В России глухое заземление применяют:

- в сетях напряжением 110 кВ и выше;

- в 4-х проводных сетях на 380/220 В;

- в 3-х проводных сетях постоянного тока.

С изолированной нейтралью работают:

- 3-х фазные сети 6-35 кВ;

- 3-х фазные 3-х проводные сети 220 – 660 В;

- 2-х проводные сети постоянного тока.

В [1, с. 28] представлен пример включения лампы в 3-х фазной 4-х проводной сети с ГЗН.

Вопросы

для контрольной работы по ЭСП

по темам: 2.1.1; 2.1.2

(30 мин).

Вариант № 1

1. Дать определение понятиям: “электроснабжение”, “система

электроснабжения".

2. Изобразить с указанием размеров трансформатор, разъединитель,

высоковольтный выключатель.

3. Что такое номинальное напряжение, назвать схемы соединения обмоток

трансформаторов и генераторов.

Вариант № 2

1. Дать определение понятиям: “электрическая сеть”, “подстанция".

2. Изобразить с указанием размеров реактор, кабельную и воздушную

линию.

3. Дать определение сети с изолированной нейтралью и перечислить где они

применяются.

Вариант № 3

1. Дать определение понятиям: “электроприемник”, “воздушная и кабельная

линии".

2. Изобразить с указанием размеров предохранитель, генератор,

автоматический выключатель.

3. Дать определение сети с заземленной нейтралью и перечислить где они

применяются.

Лекция № 3 (Нужно 2 часа)