Сети с резонансно заземлёнными нейтралями. Длительно допускаемый ток замыкания на землю. Дугогасящие катушки, схемы включения, настройка ДГК, РУОМ.

Ответ:Длительно допускаемый ток замыкания на землю. Длительно допускаемым током замыкания на землю Iдоп называется ток, который, протекая в течение 2 ч, не вызывает перехода в междуфазное КЗ. Для линий электропередачи и оборудования распределительных устройств представляют опасность тепловые и ионизирующие воздействия электрических дуг, возникающих при замыкании на землю. Длительное горение дуги с токами, превышающими критические значения, может привести к разрушению изоляторов, пробою междуфазной изоляции кабелей или нарушению витковой изоляции трансформаторов и способствовать возникновению КЗ. Компенсация емкостного тока замыкания на землю является средством дугогашения. По сравнению с сетями, работающими с изолированной нейтралью, а также с эффективным и неэффективным заземлением нейтрали, правильно используемая компенсация емкостных токов в сетях имеет следующие преимущества: - уменьшает ток через место повреждения до минимальных значений (в пределе до активных составляющих и высших гармоник), обеспечивает надежное дугогашение (предотвращает длительное воздействие заземляющей дуги) и безопасность при растекании токов в земле; - облегчает требования к заземляющим устройствам; - ограничивает перенапряжения, возникающие при дуговых замыканиях на землю, до значений 2,2–2,5 UФ (при степени расстройк и компенсации 0–0,5 %), безопасных для изоляции эксплуатируемого оборудования и линий; - значительно снижает скорости восстанавливающихся напряжений на поврежденной фазе, способствует восстановлению диэлектрических свойств места повреждения в сети после каждого погасания перемежающейся заземляющей дуги; - предотвращает набросы реактивной мощности на источники питания при дуговых замыканиях на землю, чем сохраняется качество электроэнергии у потребителей; - предотвращает развитие в сети феррорезонансных процессов (в частности, самопроизвольных смещений нейтрали), если выполняются ограничения в отношении применения плавких предохранителей на линиях электропередач; - обеспечивает высокую надежность работы высоковольтных линий без грозозащитного троса. При компенсации емкостных токов воздушные и кабельные сети могут длительно работать с замкнувшейся на землю фазой. Принцип компенсации емкостных токов замыкания на землю показан на рис. 5.10. Распределенные емкостные и активные проводимости сети на землю равны соответственно Активные проводимости сети на землю обусловлены активными утечками в изоляции и потерями в дугогасящей катушке (рис. 5.10, а). Ток в дугогасящей катушке (рис. 5.10, б) возникает в результате воздействия на нее напряжения смещения нейтрали UН = – UА. Он равен где Lк – индуктивность дугогасящей катушки; rк – сопротивление, эквивалентное активным потерям в дугогасящей катушке. При целесообразно используемой компенсации не менее 85 % замыканий на землю ликвидируется в сети без ущерба для электроснабжения потребителей. Длительная работа сетей 6–35 кВ с изолированной нейтралью допускается при емкостных токах замыкания на землю, не превышающих следующие значения [1] (табл. 5.1).

Однако исследования опасности воздействия заземляющих дуг и перенапряжений, а также опыт эксплуатации показали, что в сетях 6 и 10 кВ целесообразно применять дугогасящие катушки тогда, когда емкостные токи замыкания на землю достигают соответственно 20 и 15 А и менее. В блочных схемах генератор-трансформатор (на генераторном напряжении), а также в сетях 6–35 кВ с повышенными требованиями к безопасности обслуживания (сети торфоразработок и т. п.) дугогасящие аппараты применяются, если емкостные токи замыкания на землю достигают 5 А. Дугогасящие катушки (ДГК). Дугогасящая катушка представляет собой индуктивность, предназначенную для гашения дуги емкостного тока замыкания на землю и ограничения перенапряжений при повторных зажиганиях заземляющей дуги. По способам регулирования тока компенсации дугогасящие катушки разделяются на три основных вида: а)с переключением ответвлений обмотки; б)с изменением зазоров в магнитной системе; в)с изменением индуктивности подмагничиванием постоянным током. В настоящее время широкое распространение получили реакторы управляемые заземляющие однофазные с масляным охлаждением типа РУОМ, которые позволяют автоматически плавно изменять индуктивность путем подмагничивания сердечника постоянным током (рис. 5.11). Если на подстанции нет трансформатора с соединением обмоток ВН по схеме «звезда с нейтралью», то применяют заземляющий фильтр нулевой последовательности типа ФЗМО. Регулирование тока подмагничивания, а следовательно, и индуктивности реактора осуществляется вручную или автоматически при помощи системы управления САНК (рис. 5.11). ДГК подключаются к нейтрали трансформаторов или генераторов разъединителями или выключателями. Выключатель со стороны питающей сети устанавливается тогда, когда трансформатор, к нейтрали которого подключена дугогасящая катушка, предназначен для питания нагрузки. Например, такой трансформатор целесообразно использовать для питания собственных нужд. Выключатель заменяется разъединителем, если трансформатор предназначен только для подключения ДГК.

В схеме на рис. 5.12, а предусмотрена возможность подключения двух ДГК к нейтрали любого из трансформаторов, если один из них отключен от сети по каким-либо причинам. В схеме на рис. 5.12, б мощность каждой дугогасящей катушки выбрана из расчета компенсации емкостного тока замыкания на землю сети, питаемой от соответствующей секции шин. Для подключения дугогасящих катушек использованы трансформаторы со схемой соединения обмоток «звезда–треугольник». Объединение нейтралей трансформаторов через нулевую шину (рис. 5.12, а) недопустимо, так как при раздельной работе этих трансформаторов при наличии в ней замыкания на землю напряжения на нейтрали U0 одинаково изменяют фазные напряжения разделившихся частей сети, вследствие чего становится невозможным определение части сети, в которой произошло замыкание на землю. Мощности ДГК выбираются такими, чтобы была осуществлена полная компенсация емкостного тока сети при любых конфигурациях сети.