Эквивалентный приемник, подключенный к сети

сетях 6 - 35 кВ удельная емкостная проводимость b ₀у кабельных линий при сечениях жил 10-300 мм ²находится в пределах (60-180)•10^–6 См/км 150¸и определяется конструкцией кабеля [3]. У воздушных линий со сталеалюминиевыми проводами сечением 25 мм ²3¸и среднегеометрическим расстоянием между проводами 1 м 3,6)•10¸удельная емкостная проводимость находится в пределах(2,7^–6 См/км.

При отсутствии данных о длине и емкостной проводимости каждой линии сети для расчета зарядного тока обычно пользуются усредненными коэффициентами емкостной проводимости:

где I _ззарядный ток,- А; U _номноминальное фазное напряжение сети,- кВ; b _ксредний коэффициент емкостной проводимости кабельных линий,- См/км; l _ксуммарная эквивалентная длина кабельных линий сети,- км; b _всредний коэффициент емкостной проводимости воздушных линий,- См/км; l _всуммарная эквивалентная длина воздушных линий,- км.

При напряжениях до 10 кВ эта формула имеет вид

В

Рис. 3.2. Векторные диаграммы напряжения относительно земли и зарядных токов сети с изолированной нейтралью

действующих сетях наиболее достоверные данные о зарядном токе получают путем измерений.

Векторная диаграмма напряжений относительно земли и зарядных токов сети приведена на рис. 3.2, а. По сравнению с током нагрузки зарядный ток очень мал и в нормальных режимах работы заметного влияния на работу сети не оказывает.

При нарушении изоляции одной фазы возникает однофазное замыкание на землю (см. рис. 3.1, б). Напряжение этой фазы (фаза с междуфазному напряжению, а зарядные токи этих двух фаз увеличиваются в-) относительно земли становится равным нулю, напряжение остальных фаз относительно земли раз (рис. 3.2, б).

В сети с изолированной нейтралью коэффициентом замыкания на землю называют отношение , в котором напряжение неповрежденной фазы при коротком замыкании в другой фазе (других фазах);- U _нпнапряжение той же фазы в нормальном режиме). Для рассматриваемого случая- k _з.з= .

Сумма зарядных токов фаз и тока замыкания на землю I _з.здолжна равняться нулю. Учитывая сдвиг фазы между зарядными токами двух неповрежденных фаз, можно заключить, что . Здесь I _ззарядный ток одной фазы в нормальном режиме работы;- то же в неповрежденной фазе при замыкании на землю в другой фазе). Ток- I _з.з по сравнению с нагрузочным током сети или ее отдельных линий относительно мал и может вызывать заметную перегрузку линий только при очень малых сечениях проводников поврежденной линии.

фазы-Замыкание на землю практически не влияет на систему междуфазных напряжений и режимы работы приемников, включенных на линейное напряжение, так как поверхность земли в точке заземления (повреждения) приобретает потенциал фазы (на рис. 3.2 с), а напряжение здоровых фаз а и b относительно земли (и фазы с) становится линейным (междуфазным).

В связи с этим замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью считается не аварийным, а лишь анормальным режимом, при возникновении которого сеть и поврежденная линия могут оставаться включенными и в течение некоторого времени продолжать работу; при этом питание потребителей не прерывается. Время, за которое требуется отыскать и отключить возникающее в сети замыкание на землю, обычно принимают равным 2 ч. 85%, то это обстоятельство существенно для обеспечения надежности питания потребителей. Другим преимуществом рассматриваемого вида сетей является отсутствие устройств заземления нейтрали, что снижает стоимость сети.¸Поскольку из всех видов нарушения изоляции однофазные замыкания на землю составляют около 75

При работе в сетях с изолированной нейтралью следует обращать внимание на следующие обстоятельства:

1) повышение напряжения двух фаз относительно земли во время замыкания на землю третьей приводит к тому, что изоляцию всех фаз относительно земли необходимо рассчитывать не на фазное, а на междуфазное напряжение. Только при напряжениях до 35 кВ это не вызывает существенного удорожания сети;

6¸2) возможность образования в месте замыкания на землю перемежающейся электрической дуги обусловливает возникновение коммутационных перенапряжении с амплитудой 4 U _ном. Эти перенапряжения могут нарушить работу некоторых приемников и привести к пробою изоляции в других местах и других фазах сети;

3) тепловое действие дуги на изоляцию фаз сети в месте замыкания на землю может привести к переходу однофазного замыкания на землю в двух или трехфазное (в кабельных линиях и в других случаях близкого расположения фазных проводников друг к другу);

4) возникновение в сети и в источниках питания при замыкании на землю системы токов обратной последовательности может привести к индуцированию в роторах синхронных генераторов токов двойной частоты и к существенному дополнительному нагреву роторов.

30¸Из-за приведенных выше нежелательных явлений работа сети с изолированной нейтралью допускается, если токи замыкания на землю не превышают некоторых максимально допустимых значений, находящихся обычно в пределах 10 А (табл. 3.1). Величины максимально допустимых токов замыкания на землю зависят от типа используемых опор.

Таблица 3.1.

Допустимый ток замыкания на землю в сетях высокого напряжения с изолированной нейтралью напряжением до 35 кВ

В России с изолированной нейтралью работают следующие сети:

1) трехфазные сети 6-35 кВ, в которых токи замыкания на землю не превышают допустимых значений;

2) трехфазные трехпроводные сети до 1 кВ (например, сети 220 и 660 В);

3) двухпроводные сети постоянного тока;

4) все сети низких напряжений, в которых для обеспечения безопасности людей предусматривают защитные мероприятия, не связанные с применением заземлений (защитная изоляция, разделяющие трансформаторы и др.)