Нейтральные режимы сетей напряжением 110 кВ и высокого напряжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нейтральные режимы сетей напряжением 110 кВ и высокого напряжения

Муфидзаде Н.А., Алиев.И.Х.

Аннотация

Благодаря своим высоким технико-экономическим преимуществам определена целесообразность эффективного и глубокого заземления нейтрали в электроустановках напряжением 110 кВ и выше. Установлено, что предельные напряжения в таких устройствах меньше, чем в сетях с изоляцией нейтрали (2,5У_п не проходит) и поэтому стоимость изоляции линий и оборудования значительно ниже, чем в нейтральных изолированных сетях. Для уменьшения однофазного тока короткого замыкания предлагается отказаться от третьей обмотки, изолировать нейтраль и, наконец, увеличить общее сопротивление введением дополнительного реактивного сопротивления в цепь нулевой последовательности.

Ключевые слова: эффективное заземление, заземление глубокого проникновения, нейтральная линия, перенапряжения, электроустановки, короткие замыкания.

Neutral modes of 110 kv and high voltage networks

Abstract

Due to its high technical and economic advantages, the expediency of effective and deep grounding of the neutral in electrical installations with a voltage of 110 kV and above has been determined. It has been found that the limiting voltages in such devices are lower than in networks with neutral insulation ([2.5Y] _n does not pass) and therefore the cost of isolating lines and equipment is significantly lower than in neutral isolated networks. To reduce the single-phase short-circuit current, it is proposed to abandon the third winding, isolate the neutral and, finally, increase the total resistance by introducing additional reactance into the zero sequence circuit.

Keywords: effective grounding, deep penetration grounding, neutral line, overvoltage, electrical installations, short circuits.

Коэффициент заземления в трехфазной электрической сети характеризуется отношением разности потенциалов между фазами и между неповрежденной фазой и землей в месте короткого замыкания (q/q) или размыкания других фаз до короткого замыкания на землю. Например, для сети 110 кВ и выше этот коэффициент К_Т = 0,8 * У_л/Уф_аз = 0,8 *110/89=0,98<1,4

Следует также отметить, что при эффективном заземлении нейтрали прирост напряжения в здоровых фазах не превышает 0,8 в однофазной земле и г/г в стабильном режиме, а также фактор пренебрежения линейным напряжением и земля не превышает 1,4. Это хорошо видно на приведенном выше примере.

Еще одним преимуществом эффективного заземления нейтрали перед другими заземлениями является то, что однофазное заземление может обеспечить быструю и точную защиту [1].

Чем больше количество заземленных нейтралей, тем ниже стоимость внутренних перенапряжений. Поэтому заземление глубокого ввода применяют во всех трансформаторах и автотрансформаторах в сетях напряжением 220 кВ и выше [1].

Не рекомендуется заземлять все нейтрали, кроме трансформаторов на подстанциях, так как в этом случае увеличивается стоимость однофазных токов v/v. Чтобы избавиться от них, такое заземление целесообразнее проводить в сетях 110-150 кВ. Однако рассматриваемые нами нейтральные режимы не идеальны. Таким образом, при замыкании одной фазы на землю происходит короткое замыкание. -замкнутый контур образуется за счет малого сопротивления земли (рис. 1).

Рис.1. Трехфазная система с эффективно заземленной нейтралью

нейтральный режим высокое напряжение

Режим короткого замыкания приводит к прохождению больших токов. Для защиты оборудования от этих токов должна срабатывать релейная защита и защищать оборудование. Разумеется, в однофазных в/в (в сетях 110 кВ) происходит самовосстановление, т.е. восстановление после в/в, и ЛПВ, сработав после защиты, восстанавливает режим (за очень короткое время) [2].

Еще одним недостатком является необходимость использования большого количества заземляющих электродов, что усложняет инженерные работы.

Несмотря на то, что сопротивление заземляющего контура невелико (0,5 Ом), падение напряжения в заземляющем контуре очень велико при q/q. Например, получается /_зем =300 А, У_зем =0,5-3000=1500 В. В этом случае безопасность работающего персонала может быть обеспечена за счет автоматического быстрого вскрытия поврежденного агрегата.

Еще одним недостатком является то, что однофазное К.П. может превосходить даже трехфазное К.П. из-за большого количества заземленных нейтралей трансформаторов.

Таким образом, для уменьшения однофазного тока q/q к нейтрали трансформатора прикладывают эффективные и, по возможности, токоограничивающие сопротивления.

Следует также отметить, что низкое значение напряжения между сторонами ВН ^ СН обмоток автотрансформатора в современных энергосистемах при глубоком заземлении нейтрали приводит к резкому повышению среднего напряжения и размыканию выключателей при ток превышает предельное значение. Особое внимание следует уделить правильному выбору коммутационных устройств, особенно типа и параметров выключателей, подходящих для этих случаев.

В соответствии со сказанным следует отметить, что в будущем однофазные токи v/v-ma будут возрастать быстрее, чем трехфазные токи v/v. Мы можем сделать некоторые предложения по ним.

Можно предложить отказаться от заземления нейтралей всех повышающих блочных трансформаторов, а в особых случаях ограничить межсистемные соединения трансформаторов, реализовать применение трансформаторов без электрического соединения их обмоток вместе с автотрансформаторами.

Известно, что трехфазный и однофазный v/v-ma токи можно определить соответственно следующим образом:

/(з)=3Е/%₁ в х₁ = х₂ условии /⁽¹⁾ = 3Е/(2х₁ + %о)(1)

Здесь %₀,%_1л%₂ -- прямое, обратное и реактивное сопротивления нулевой последовательности.

Отсюда мы можем написать:

/⁽³⁾//⁽¹⁾ = (2%₁+%₀)/3%₁(2)

Многие конкретные расчеты подтвердили целесообразность применения в современных энергосистемах автотрансформаторов с глубоким вводом нейтрали. Как правило, х₀ <х₁; тогда /⁽¹⁾>/⁽³⁾ верно. Увеличение однофазных v/v токов в современных энергосистемах объясняется уменьшением полных сопротивлений нулевой последовательности, что обу словлено глубоким вводом заземления автотрансформаторов и непосредственным включением в сеть высокой и низкой обмоток., а также наличие третьей обмотки.

Отчеты по автотрансформаторам показывают, что отказ от третьей обмотки приводит к значительному уменьшению несимметричных токов. Поэтому при отказе от третьей обмотки нейтраль обмоток высокого и низкого напряжения должна быть заземлена с глубоким проплавлением. Автотрансформатор должен быть заземлен, когда это возможно для ограничения однофазных токов, которые могут возникнуть в системе при отклонении цепи [3]. Отсутствие третьей обмотки увеличивает вероятность прохождения токов 3-й гармоники через автотрансформатор и нейтраль подключенных к нему линий. Однако отказ от этого контура создает препятствия для питания специальных потребителей и синхронных компенсаторов, предназначенных для подключения к стороне низкого напряжения.

Поэтому в настоящее время отказ от третьей матки требует индивидуального подхода в каждом случае. В настоящее время в сетях встречаются автотрансформаторы с третьей обмоткой и без нее.

Таким образом, в современных энергосистемах для ограничения однофазных токов q/q-ma требуется снижение общего сопротивления нулевой последовательности, что достигается за счет отказа от третьего контура, заземления нейтрали и подключения дополнительных реактивных сопротивлений к нулевой последовательности. схемы.

Следует отметить, что если изоляция нейтрали коммутационных аппаратов и вентильных разрядников, включенных в цепь трансформатора, рассчитана на заземление глубокого проникновения, то в этом случае заземление нейтрали трансформаторов на напряжение 110 кВ и выше запрещается [4]..

Для защиты нейтральной линии предлагается устанавливать ограничитель перенапряжений непосредственно на трансформаторах.

Рис.2. Ограничитель перенапряжений нелинейный 110 кВ

Заключение

В связи с этим рекомендуется подключать только части трансформаторов с эффективно заземленной нейтралью, а не заземлять все обмотки.

Количество заземленных нейтралей определяется только в результате расчетов, что позволяет упростить работу коммутационных аппаратов.

Литература

1. Будовский и дг. Повышение чувствительности первой ступени токовой зашиты от К.З. На землю панели ЭПЗ-1636- Электрические станции, 2001, №1 с43:45.

2. Валаметов А.Б. Резервы снижения потерь электроэнергии в электрических семях. Проблемы энергетики №4,2014. Баку - 2014

3. Провило технической експлуатаци електрических стантцй и сетей, РФ, Москва, 2003- 114с.

4. Energy balance of Azerbaijan.State statisal committee of the Respublic Azerbaijan. Baku-2013

Размещено на Allbest.ru