Мережі напругою понад 110 кв

В системах 110 кВ і вище застосовують глухе заземлення нейтралі. При збільшенні напруги збільшуються ємнісні струми, а також на це впливає і збільшення довжини ліній. Застосування дугогасного реактора в цьому випадку не усуває основного недоліку систем з малими струмами замикання на землю – підвищення напруги в неушкоджених фазах у разів. А при таких високих напругах збільшувати запас електричної міцності дуже дорого.

Глухе заземлення ліквідує цей недолік, бо замикання на землю однієї фази викликає к.з., при котрому спрацьовує автоматичне відмикання ушкодженої лінії.

Недоліки:

1. Переривання в електропостачанні споживачів. Проте такі замикання (однієї фази на землю) часто самоліквідуються і тоді ефективним є застосування автоматичного повторного вмикання лінії електропередачі (АПВ).

2. Значне ускладнення і здороження заземлень. ПУЕ допускає опір заземлення в цих випадках всього 0,5 Ом (у 20 разів менший, ніж для систем з малими струмами замикань на землю).

3. Значні величини струмів замикань на землю, котрі в окремих випадках можуть навіть перевищувати струми трифазного к.з. Для зменшення їх частину нейтралей трансформаторів не заземлюють, збільшуючи опір для струмів замикання на землю.

 

Мережі напругою до 1000 В

Мережі до 1000 В виконують найчастіше чотирипровідними, рідко – трипровідними.

Трипровідні мережі. В цих мережах (рис. 12.3) трифазні двигуни, печі, зварювальні апарати та інші споживачі вмикаються лише на лінійну напругу. Однофазні струмоприймачі з’єднують за схемою трикутника, розподіляючи їх по можливості рівномірно по трьох фазах.

 

Рисунок 12.3. Принципова схема трипровідної мережі до 1000 В

з ізольованою нейтраллю:

1 – вторинна обмотка трансформатора; 2 – схема контролю ізоляції; 3 – заземлення

 

Освітлювальне навантаження в трипровідній мережі 380 В відсутнє, бо для нього необхідна фазна напруга 220 В. При фазній напрузі забезпечується більш високий рівень електробезпеки обслуговуючого персоналу; лампи розжарювання у випадку однієї та тієї ж потужності дають більший світловий потік за меншої номінальної напруги.

Розглянуті переваги та недоліки трипровідних мереж напругою 6, 10 та 35 кВ зберігаються в основному і при напрузі до 1000 В. Однак в останньому випадку внаслідок значно меншої напруги і відносно коротких ліній ємнісні струми невеликі, переміжні дуги при однофазних замиканнях на землю не виникають і тому ДГР тут не встановлюють. Але ці струми являють собою небезпеку для обслуговуючого персоналу при торканні фази людиною. Тому на практиці використовують лише короткі трипровідні мережі.

В мережах напругою до 1000 В суттєво спрощується контроль ізоляції відносно землі. Найбільш проста система контролю – схема з трьома вольтметрами (рис. 12.3). При замиканні однієї з фаз на землю відповідний вольтметр показує 0 (на рис. 12.3 це стосується фази А), в той час, як два інших вольтметри показують лінійну напругу. Зараз застосовуються більш ефективні спеціальні релейні пристрої контролю ізоляції, що діють на сигнал чи навіть виконують відмикання відповідних вимикачів.

Безумовна перевага трипровідних мереж полягає в тому, що в них допустима несиметрія однофазних навантажень, які вмикаються на лінійну напругу за схемою трикутника.

Одначе позитивні властивості трипровідних систем виявляться лише за малих напруг дотику, тобто за кращих умов безпеки. Напругою дотику називають напругу між двома точками кола струму замикання на землю (на заземлений корпус) при одночасному торканні до них людини.

Чотирипровідні мережі. Змішане навантаження (силове та освітлювальне) живиться, як правило, чотирипровідними мережами. Побутове навантаження завжди несиметричне, тому для вирівнювання напруги по окремих фазах зірки потрібен четвертий, нейтральний провід, що усуває перекіс фазних напруг.

У чотирипровідних мережах нейтраль і нейтральний провід обов’язково заземлюють. Нейтральний провід НП (рис. 12.4), що не має спеціального заземлення, з неусуненими дефектами ізоляції (точка k 1) являє собою пожежну небезпеку.

Дійсно, якщо виникне однофазне замикання на землю (наприклад, у точці k 2), то створиться петля для протікання струму к.з. через провід НП. Оскільки ж він має малу площу перерізу (наприклад, 1–1,5 мм²), то цей струм може виявитись достатнім для нагріву проводу до неприпустимо високої температури, але недостатнім для спрацювання захисту та відмикання мережі.

 

 

Рисунок 12.4. Чотирипровідна мережа напругою до 1000 В з заземленою

нейтраллю трансформатора і зануленням устаткування

 

В чотирипровідних мережах для всього устаткування необхідно, крім заземлення металевих корпусів, кожухів та огорож, виконати їх занулення (див. рис. 12.4). Безпека при цьому забезпечується негайним автоматичним відмиканням аварійної ділянки завдяки великому струмові металевого к.з. Площа перерізу нейтрального проводу згідно з ПУЕ повинна бути такою ж як і проводу фази, бо при однофазному відмиканні мережі по нейтральному проводу протікатиме струм відімкненої фази.

Питання для самоперевірки

 

1. Які режими роботи нейтралі застосовуються у вітчизняній енергетиці?

2. Назвіть основні критерії, за якими оцінюють відповідно до ПУЕ роботу електроустановок.

3. В чому полягає вплив ємності кабелів розподільних мереж?

4. Наведіть схему та векторну діаграму розподілу ємнісних струмів у мережах 6... 35 кВ при замиканні однієї з фаз на землю.

5. Для чого та в яких мережах вмикають між нейтраллю генератора та землею індуктивну котушку (реактор)?

6. Який режим роботи нейтралі використовують в мережах 110 кВ і вище?

7. Назвіть недоліки глухого заземлення нейтралі.

8. В якому режимі працюють нейтралі трансформаторів у мережах до 1000В?

9. Що таке заземлення та занулення електроустаткування?