В зависимости от выбранной линии, у реостата rr1 или rr2 уводим движок в среднее положение.

15. Снимаем показания всех приборов и заносим в таблицу 4 в графу "Металлическое короткое замыкание".

Пункты 13,14,15 повторяем для всех фаз.

Отключение стенда производим в обратной последовательности.

Анализируем полученные результаты.

Оформляем отчёт и защищаем преподавателю.

 

Таблица 4

Результаты замеров при работе сети с компенсированной нейтралью

Режим сети	Фаза	РА1	РА2	РА3	PV1	PV2	PV3	PV4
А	В	С
Нормальный	А
Ухудшение изоляции
Металлическое КЗ

 

Для фаз В и С таблица аналогичная.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.3

ТЕМА: Исследование работы сети с эффективно–заземлённой нейтралью

Цель работы: При помощи стенда исследовать работу сети с эффективно-заземлённой нейтралью в трёх режимах:

1. В нормальном

2. При нарушенной изоляции

3. При металлическом коротком замыкании

Основные понятия

Эффективное заземление нейтрали применяется в сетях напряжением 110кВ и выше путём глухого заземления нейтрали или через реактор с небольшим индуктивным или активным сопротивлением. Определяющим в выборе способа заземления нейтрали для сетей этого напряжения является фактор стоимости изоляции и уровень токов КЗ, которые характеризуются Кз = Uф3/ Uф ≤ 1,4

При однофазных замыканиях на землю (рис. 1.1.) напряжение на неповреждённых фазах относительно земли примерно равно 0,8 междуфазного напряжения в нормальном режиме работы. Коэффициент эффективности заземления нейтрали КЗ не превышает 1,4, если при замыкании на землю в любой точке результирующее индуктивное Хое и активное Roe сопротивления нулевой последовательности невелики и не превышают кратности по отношению к результирующему сопротивлению прямой последовательности:

Xoe / Xie ≤ 3; Roe / Xie ≤ l.

Для сети с чисто индуктивным сопротивлением (Roe=0) КЗ уменьшается по мере уменьшения сопротивления нулевой последовательности Хое:

При Xoe/Xle=3 Uфз=1,25Uф

При Xoe / Xie = 0 Uфз = 0,863Uф.

Для сетей ВН минимальное соотношение Xoe / Xie~0,5 и тогда Uфзм=1,4Uф, т.е. напряжения неповреждённых фаз относительно земли при однофазных к.з. в эффективно заземленных сетях не превышает 1,4 от Uф нормального режима в отличие от незаземлённых и компенсированных сетей, где Uфз может достигать 1,73, а с учётом возможных резонансных явлений - 1,9 Uф.

Таким образом, изоляция сетей с эффективно заземленными нейтралями дешевле и, кроме этого глухое соединение нейтрали обмотки трансформатора с заземляющим устройством позволяет облегчить изоляцию его нулевых выводов по сравнению с линейными. Поэтому такое заземление нейтралей целесообразно применять в сетях 110 кВ. и выше, где стоимость изоляции весьма высока.

Ток однофазного к.з. в сетях с эффективно заземленной нейтралью имеет большую величину, соизмеримую с токами трёхфазного короткого замыкания.

I _k¹ = I _{a 1} + I _{a 2} + I _{a 0} = 3I _{a 1} = 3E _ф / j (X_1ε + X _{2 ε} + X ^{0 ε})

Отношение тока однофазного КЗ к току трёхфазного КЗ:

K(1 -3) = I k1 / I k3 = 3 / (2 + X 0 ε / X 1 ε);

В диапазоне X _{0 ε}/ X_{1 ε} от 0,5 до 3 коэффициент К_{(1 - 3)} изменяется от 1,2 до 0,6. Поэтому для ограничения токов однофазного КЗ до значений, не превышающих значений тока трёхфазного КЗ принимают специальные меры:

а) в сетях 110-220 кВ производится частичное разземление нейтралей трансформаторов, что увеличивает величину Хое сети.

б) в сетях 330-500 кВ в цепь заземления нейтралей включается небольшое индуктивное или активное сопротивление.

Для разземления нейтралей обмоток трансформаторов предусматриваются однополюсные разъединители. Параллельно с заземлителем устанавливается разрядник или ОПН, который защищает изоляцию нулевых выводов обмоток трансформаторов на случай их работы с разземлённой нейтралью при однофазном КЗ в сети. Этот разрядник или ОПН по классу изоляции выбирается на одну ступень ниже (по классу изоляции нулевого вывода трансформатора).

Порядок работы:

1. Перед началом проведения лабораторной работы, на стенде проверить положения ключей, автоматов, подключение реостатов (всё должно быть отключено или стоять в нейтральном положении).

2. Для запитывания схемы, собрать автомат питания QF1, должна загореть лампа HLW1.

3. Для включения TV, собрать автомат питания QF4, должна загореть лампа HLW2.

4. Для включения одной из линий, собрать один из автоматов питания QF2 или QF3, должна загореться лампа HLG1 (HLG2).

5. Переключателем SA2 устанавливаем режим "эффективно - заземлённой нейтрали".

6. Переключатель SA5, устанавливаем в нейтральное положение.

7. Снимаем показания всех приборов и заносим в таблицу 5 в графу "Нормальный режим работы".

8. Переключатель SA5, устанавливаем в положение выбранной линии.

9. Переключатель SA3 (SA4), устанавливаем в положении выбранной фазы на которой будем имитировать ухудшение изоляции.

10. В зависимости от выбранной линии, у реостата RR1 или RR2, уводим движок в крайне правое положение.

11. Снимаем показания всех приборов и заносим в таблицу 5 в графу "Ухудшение изоляции".

12. Пункты 9,10,11 повторяем для всех фаз.

13. Переключатель SA3 (SA4), устанавливаем в положение выбранной фазы, на которой будем имитировать короткое замыкание.

14. В зависимости от выбранной линии, у реостата RR1 или RR2 уводим движок в среднее положение.

15. Снимаем показания всех приборов и заносим в табл. 5 в графу "Металлическое короткое замыкание".

16. Пункты 13, 14, 15 повторяем для всех фаз.

17. Отключение стенда производим в обратной последовательности.

18. Анализируем полученные результаты.

19. Оформляем отчёт и защищаем преподавателю.

Таблица 5