10. Электрические cети с незаземленной (изолированной) нейтралью

В нормальном режиме в каждой фазе протекает небольшой ем­костный ток, обусловленный равномерно распределенной емкос­тью фаз С: .Сумма токов Ico трех фаз равна нулю, т. е. никакого тока в зем­ле не протекает. В случае замыкания на землю одной фазы, например С, ем­кость этой фазы шунтируется, при этом напряжение в повреж­денной фазе уменьшается до нуля, а в неповрежденных возраста­ет до линейного, т.е. увеличивается в раз. Определим геометрическую сумму векторов где U0 — напряжение нулевой последовательности.

Емкостный ток в неповрежденных фазах

Ток однофазного замыкания на землю

Токи и сдвинуты друг относительно друга на 60°,по этому . Из этой формулы видно, что емкостный ток в режиме замыка­ния на землю в 3 раза больше емкостного тока в нормальном режиме. Удельная емкость зависит от конструктивного выполнения сети (воздушные и кабельные линии). Если принять усредненные значения , то будет зависеть от напряжения и длины линии: для воздушных линий Ic=UL/350; для кабельных линий Ic=UL/10 , где Ic - ток, A; U- междуфазное напряжение, кВ; L— длина электрически связанной сети, км.

Как видно из векторной диаграммы (см. рис. 1.6), в режиме за­мыкания фазы на землю линейные напряжения Uca=U’a; Uab=Ubc=U’bне изменились, следовательно, потребитель в этом режиме может работать. Однако напряжение фаз А и В относитель­но земли увеличилось в раз, это может привести к пробою изоляции на другой линии, и тогда возникнет двухфазное КЗ через землю, что приведет к аварийному отключению этих двух линий. Согласно ПТЭ разрешается работать с замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью не более 2 ч. В течение этого времени персонал должен обнаружить место замыкания и устранить повреж­дение. Для предупреждения персонала о возникновении замыка­ния на землю применяют контроль изоляции с помощью измере­ния трехфазных напряжений. На поврежденной фазе , а на двух других приближается к линейному .

11. Сети с компенсированными ( резонансно - заземленными) нейтралями

В нормальном режиме установка с компенсированной нейтралью ведет себя также как с изолированной нейтралью. Для компенсации емкостного тока на землю в нейтраль генераторов или трансформаторов включают дугогасящие реакторы (ДГР), индуктивное сопротивление которых соответствует емкос­тному сопротивлению сети: . При замыкании фазы на землю в месте повреждения протекают токи и , сдвинутые на 180° друг относительно друга (рис. 1.7), следовательно, результи­рующий ток будет недостаточен для поддержания дуги, и она не возникнет. Изоляция не будет подвергаться опасным пере­напряжениям, приводящим к КЗ и отключению линий.

Настроить ДГР можно в резонанс (когда = ), в режим недокомпенсации (когда < ) и в режим перекомпенсации (когда > ). Желательна настройка в резонанс.

В процессе эксплуатации сети часть линий может быть отклю­чена, тогда емкость сети уменьшается, и первоначальная настройка ДГР нарушается. Чтобы сохранить настройку, необходимо регули­ровать индуктивное сопротивление ДГР. Конструктивно ДГР напоминает трансформатор: в бак, запол­ненный маслом, помещается магнитная система с обмоткой.

Ре­гулирование индуктивного сопротивления осуществляется:

1. изменением числа витков обмотки, тип РЗДСОМ — реактор заземляющий, дугогасящий, со ступенчатым регулированием, однофазный, масляный (после отключения от сети);

2. изменением магнитного сопротивления путем изменения ве­личины воздушных зазоров в магнитопроводе (реактор плунжер­ного типа);

3. применением подмагничивания магнитопровода постоянным током, тип РЗДПОМ — реактор заземляющий, дугогасящий, с плавным регулированием, однофазный, масляный.