Размещено на http://www.allbest.ru/

Донецкий национальный технический университет

д.т.н. проф. Сивокобыленко В.Ф.

Электрические сети напряжением 6-35кВ получили широкое распространение и относятся к сетям, работающим с изолированной нейтралью. В условиях сильной изношенности изоляции электрооборудования распределительных сетей, средняя продолжительность эксплуатации которого в подавляющем большинстве случаев значительно превосходит нормативные сроки эксплуатации, а также высокой ответственности их перед потребителями электрической энергии, вопросам повышения надёжности этих сетей постоянно уделяется большое внимание. Установлено, что в сложившейся обстановке пробой изоляции происходит не только при разных видах коммутации, но и при рабочем напряжении в нормальном эксплуатационном режиме, а также при проведении профилактических испытаний электрооборудования, хотя и нормы испытательных напряжений энергопредприятиями снижены в пределах до 3U_Ф для кабелей и 2U_Ф для электродвигателей. Наиболее частым видом повреждения в этих сетях являются металлические или дуговые однофазные замыкания на землю (ОЗЗ), которые сопровождаются перенапряжениями, достигающих уровня (3,5-4,0)Uф; феррорезонансными процессами; переходом ОЗЗ в междуфазные короткие замыкания; повреждениями трансформаторов напряжения и неселективными отключениями потребителей релейной защитой. Поэтому в настоящее время актуальным является разработка способов повышения надежности таких сетей.

Для повышения надежности работы сетей с изолированной нейтралью, в зависимости от величины напряжения сети, при емкостных токах замыкания на землю свыше 10-30А применяется заземление нейтрали через индуктивное сопротивление для компенсации емкостных токов [1]. Для сетей с токами замыкания меньше указанных, в последнее время применяют заземление нейтрали сети через активное сопротивление.

Так, например, в сети собственных нужд (с.н.) 6 кВ тепловых (ТЭС) и атомных (АЭС) электрических станций согласно [2] требуется заземление нейтрали сети через низкоомный резистор величиной 100 Ом, который подключается к нейтрали специального трансформатора ТСНЗ-63-10 мощностью 63 кВА. Установка такого резистора согласно [2] увеличивает токи замыкания на землю, что обеспечивает селективную работу релейной защиты, которая действует на отключение поврежденного присоединения. Однако с целью снижения термического действия дуги и повышения термостойкости самого резистора, в [3] рекомендуется применение высокоомных резисторов величиной 1000-2000 Ом, но недостатками таких резисторов является высокая стоимость, громоздкость, конструкционная сложность монтажа и наладки. К положительным сторонам установки резисторов относятся снижение уровня перенапряжений до (2,2-2,5)Uф, предотвращение возникновения феррорезонансных процессов и повышение четкости действия релейной защиты. Поэтому актуальным является дальнейшее совершенствование способа увеличения активной составляющей тока замыкания на землю, не требующего установки высоковольтных резисторов.

В данной работе предложен способ заземления нейтрали сети собственных нужд 6 кВ электростанций через низковольтный резистор R_Н, который подключается к обмоткам низшего напряжения 0.4 кВ специальных однофазных нейтралеобразующих присоединительных трансформаторов (рис.1).

Параметры нейтралеобразующего трансформатора и низковольтного резистора выбирают в зависимости от требуемого снижения уровня перенапряжений,

заземление нейтраль электростанция трансформатор

Рисунок 1. Схема подключения низковольтного резистора в разомкнутый треугольник вторичных обмоток трёх однофазных нейтралеобразующих трансформаторов

эффективного предотвращения феррорезонансных процессов и величины дополнительной составляющей активного тока для повышения чувствительности релейной защиты от однофазных замыканий на землю.

Величину низковольтного резистора приизвестной величине высоковольтного резистора можно определить из условия равенства поглощаемой в режиме ОЗЗ активной мощности высоковольтным и низковольтным резисторами, т.е.

откуда

где - коэффициент трансформации однофазного присоединительного трансформатора; U_ф - фазное напряжение сети; R_В - сопротивления высоковольтного резистора; R_Н - сопротивления низковольтного резистора.

На основе анализа схем электроснабжения с.н. наиболее распространённых в Украине блоков мощностью 200 и 300 МВт, где емкостные токи секций не превышают 5 А, можно рекомендовать к установке схему с однофазными присоединительными трансформаторами (рис.1) с высшим напряжением 6 кВ, низшим - 0,4 кВ. Мощность каждой фазы трансформатора будет составлять порядка 10 кВА, а величина низковольтного резистора порядка 15 - 30 Ом с номинальным длительным током 20- 25 А. Такие резисторы и трансформаторы выпускаются серийно промышленностью. Необходимые исследования осуществлялись с помощью математического моделирования процессов при ОЗЗ. Для моделирования использовалась математическая модель, описанная в [4].

Литература

1. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 640с.

2. Циркуляр Ц-01-88. О повышении надежности сетей 6 кВ собственных нужд энергоблоков АЭС. - М., 1988. -7с.

3. Евдокунин Г.А., Гудилин С.В., Корепанов А.А. Выбор способа заземления нейтрали в сетях 6-10 кВ. - Электричество, 1988, №12. - С. 8-22.

4. Сивокобыленко В.Ф., Лебедев В.К., Ковязин А.В., Сердюков Р.П. и др. Повышение надежности работы карьерных сетей при однофазных замыканиях на землю // Сб. научн. тр. ДонГТУ (Серия: электротехника и энергетика). - Выпуск 9(158). - Донецк, 2009. - С. 211-220.

Размещено на Allbest.ru