Несмотря на отмеченные Недостатки, сети с резонансно-компенсированной нейтралью наряду с сетями с изолированной нейтралью являются основными сетями для напряжений 6 – 35 кв.

 

Выдержки из ПТЭЭП

ПТЭЭП, ПУЭ. Пункт 2.8.15. Дугогасящие реакторы должны иметь резонансную настройку. Допускается настройка с перекомпенсацией, при которой реактивная составляющая тока замыкания на землю должна быть не более пяти ампер.

ПУЭ. Пункт 2.8.16. В сетях, работающих с компенсацией емкости тока, напряжение несимметрии должно быть не выше (0,75%)U_Ф.

Сети с нейтралью, заземленной через активное сопротивление

 

Назначение сетей с нейтралью, заземленной через активное сопротивление – создать условия для быстрого определения поврежденной линии с последующим ее отключением для безопасности персонала.

Активное высоковольтное сопротивление R подключают к сети с помощью специального силового трансформатора (Т-R на рисунке 7.20) с соединением обмоток звезда-треугольник. Нагрузка к трансформатору не подключается.

 

Рисунок 7.20 - Схема сети с нейтралью, заземленной через активное сопротивление

 

В нормальном режиме при симметричной сети напряжение нейтрали трансформатора Т-R по отношению к земле равно нулю и по сопротивлению R ток не протекает. В случае повреждения изоляции одной из фаз электрической сети и возникновения замыкания на землю, образуется замкнутый контур, содержащий сопротивление R, фазную обмотку трансформатора, поврежденную фазу и место повреждения (рисунок 7.21).

Рисунок 7.21 – Однофазное замыкание на землю в сети с нейтралью, заземленной через активное сопротивление

При однофазном замыкании на землю напряжение поврежденной фазы во всей сети снижается до нуля. Например, при замыкании на землю фазы А снизится до нуля напряжение U_А, и исчезнет напряжение в обмотке фазы А трансформатора Т-R. На нейтрали трансформатора Т-R появится напряжение (смещение нейтрали), равное по величине фазному напряжению фазы А и противоположно ему направленное. Напряжение нейтрали по отношению к земле становится равным U_NЗ = -U_А

Под действием этого напряжения через сопротивление R и место повреждения будет протекать ток, который носит активный характер. Пренебрегая сопротивлением трансформатора Т-R и продольными сопротивлениями линии для тока через сопротивление R можно записать:

(7.14)

В результате в месте повреждения будет протекать сумма двух токов: активного I_R и емкостного I_c, обусловленного суммарной емкостью всей сети. При этом ток в месте повреждения будет равен векторной сумме токов I_R и I_c,

(7.15)

 

где I_С - емкостной ток замыкания на землю по выражению (7.11).

Рассмотрим векторную диаграмму токов (рисунок 7.22).

 

Рисунок 7.22 – Векторная диаграмма токов при однофазном замыкании на землю в сети с нейтралью, заземленной через активное сопротивление

Ток через активное сопротивление совпадает по фазе с напряжением смещения нейтрали U_NЗ. Так как токи I_R и I_c сдвинуты по фазе на 90°, то ток в месте замыкания будет равен:

 

 

При этом ток в месте замыкания всегда больше, чем емкостной ток сети: Таким образом, заземление нейтрали через резистор позволяет повысить ток замыкания на землю.

Применяются три варианта заземления нейтрали через активное сопротивление: низкоомное; высокоомное; комбинированное.

Низкоомное заземление применяется в тех случаях, когда требуется быстрое отключение поврежденной линии. Ток в нейтрали и в поврежденной линии должен быть достаточным для работы токовых защит. Рекомендуемые значения тока нейтрали от 10 до 100 А. Это позволяет обеспечить необходимую чувствительность простой токовой защиты от однофазных замыканий на землю и существенно сократить время замыкания на землю. При этом уменьшается длительность горения перемежающейся дуги, суще­ственно снижается длительность и вероятность перенапря­жений. На ВЛ вместо кабельной вставки появляется возможность установки третьего фазного трансформатора тока (в фазу В) и выполнения трех трансформаторного фильтра тока нулевой последовательности вместо кабельных трансформаторов тока с тороидальным сердечником..

Высокоомное заземление нейтрали применяется тогда, когда по условиям надежности электроснабжения сеть должна длительно работать при однофазном замыкании на землю без отключения поврежденной линии. При этом ток в месте замыкания должен быть такой величины, чтобы исключить появление опасных дуговых перенапряжений. Наличие активной составляющей в токе замыкания снижает величину дуговых перенапряжений. Если отношение активного тока к емкостному будет порядка 1,0, то величина перенапряжений снизится с 3,2 до 2,4 (рисунок 7.23). При этом в месте замыкания не должен превышать 10 А.

 

Рисунок 7.22 - Зависимость кратности перенапряжения k_u от отношения активного тока к емкостному

 

Комбинированное заземление применяется в сетях с ДГР. При этом активное сопротивление включается параллельно ДГР.

В настоящее время режим с резистивным заземлением нейтрали в сетях 6-10 кВ выполнен на нескольких газокомпрессорных станциях магистральных газопроводов и насосных станциях нефтепроводов. На газокомпрессорных станциях сопротивление резистора выбрано так, что ток при замыканиях на землю составляет около 40 А.

Для выполнения резистивного заземления нейтрали выпускаются комплектные устройства с трансформатором и резистором для установки в РУ-10 кВ.