Содержание
5. Защита разземленной нейтрали трансформаторов 110-220 кВ.
Изоляция
нейтрали силовых трансформаторов имеет
пониженные по сравнению с фазными
выводами испытательные напряжения.
Поэтому при грозовых и коммутационных
перенапряжениях на разземленной нейтрали
трансформаторов может появляться
напряжение превышающее её уровень
изоляции, что приводит к необходимости
установки защитных аппаратов.
5.1.
Основные положения, которые необходимо
учитывать при выборе режима заземления
нейтрали трансформаторов.
При
проектировании и эксплуатации
электрических сетей 110 — 220 кВ с частичным
разземлением нейтрали исходят из
следующих основных положений:
-
учитывается
отключающая способность выключателей.
Режим заземления выбирается таким,
чтобы ток однофазного к.з. не превышал
номинального тока отключения выключателей. -
размещение
в сети трансформаторов с разземленной
нейтралью должно производиться таким
образом, чтобы при оперативных и
аварийных коммутациях обеспечить
эффективное заземление нейтрали всей
сети.
Принимаются
все возможные меры для предотвращения
выделения участков сети, работающих с
неэффективно заземленной или изолированной
нейтралью.
-
в
первую очередь разземляются нейтрали
трансформаторов, имеющие полную
изоляцию. -
для
повышения чувствительности токовой
защиты линии и облегчения её расчета
обеспечивается, по возможности,
постоянство значений сопротивлений
нулевой последовательности станций и
подстанций в различных режимах их
работы. С этой целью на станциях и
узловых подстанциях с двумя и более
трансформаторами применяется разземление
нейтралей части трансформаторов. -
для
обеспечения чувствительности токовой
защиты нулевой последовательности
линий с ответвлениями трансформаторов
подстанций на ответвлениях должны
иметь, по возможности, наименьшее число
заземленных нейтралей. С этой целью,
как правило, не заземляются нейтрали
трансформаторов без питания со стороны
пониженного напряжения. Нейтрали
трансформаторов, имеющих питание со
стороны пониженного напряжения,
заземляются в количестве, достаточном
для предотвращения при различных
аварийных отключениях возникновения
участков сети с изолированной или
неэффективно заземленной нейтралью. -
для
выполнения требований предотвращения
недопустимого режима работы в сети с
изолированной нейтралью при наличии
на станции или подстанции трансформаторов
как с заземленной, так и с изолированной
нейтралью с питанием со стороны
пониженных напряжений предусматривается
релейная защита, обеспечивающая
отключение трансформатора с изолированной
нейтралью или её автоматическое
заземление (с помощью короткозамыкателя)
до отключения трансформаторов с
заземленной нейтралью, работающих на
те же шины или участок сети.
В
разземленной нейтрали трансформаторов
110 кВ устанавливается оборудование
(разъединитель, трансформатор тока)
класса 35 кВ с длительно допустимым
рабочим напряжением 40,5 кВ. Для изоляции
нейтрали трансформатора длительно
допустимое рабочее напряжение не
нормируется. Однако, поскольку одноминутное
испытательное напряжение изоляции
нейтрали (100 кВ) несколько выше, чем для
оборудования 35 кВ (85 кВ), то, следовательно,
длительно допустимое напряжение изоляции
нейтрали не должно быть ниже 40,5 кВ.
5.2.
Защита разземленной нейтрали
трансформаторов 110-220 кВ.
Параметры
ОПН для защиты нейтрали трансформаторов
110 кВ, 220 кВ выбираются по трем основным
направлениям:
-
по выдерживанию
повышений напряжений промышленной
частоты; -
по воздействию
коммутационных перенапряжений; -
по
воздействию грозовых перенапряжений.
Напряжение частоты
50 Гц на нейтрали трансформатора
появляется при:
,
где
Uф
– наибольшее рабочее фазное напряжение
сети,
—
импедансы прямой, обратной и нулевой
последовательности относительно места
к. з.
Длительность
режима определяется временем действия
релейной защиты
-
при двухфазном
к.з.
,
поскольку
для сети =,то
=
0,6 Uф
Длительность
режима определяется временем действия
релейной защиты
Возможные
в эксплуатации повышения напряжения
50 Гц на нейтрали трансформатора и их
длительность суммированы в таблице
5.2.1.
Таблица
5.2.1.
Напряжение на нейтрали |
Длительность, с |
Примечание |
0,6 |
5 |
Время |
Uф |
5 |
Время |
900-1800 |
Возможная |
|
1,5-2,0 |
0,05 |
Время |
Поскольку
на разземленной нейтрали трансформаторов
напряжение появляется кратковременно,
то наибольшее длительно допустимое
рабочее напряжение на ОПН определяется,
исходя из характеристики напряжение-время.
Требуемый
уровень ограничения перенапряжений
зависит от уровня выдерживаемых
перенапряжений изоляции нейтрали
трансформатора и аппаратов, подключенных
в нейтраль, определяемых испытательными
напряжениями по ГОСТ 1516.3.
Прохождение
грозового импульса через обмотку
трансформатора искажает импульс и на
нейтрали появляется напряжение близкое
по форме к коммутационным импульсам.
Поэтому допустимые воздействия
определяются одноминутным испытательным
напряжением изоляции нейтрали и
электрооборудования в нейтрали
трансформатора. В таблице 5.2.2 приведены
минимально допустимые воздействия на
изоляцию нейтрали трансформаторов и
на электрооборудование, устанавливаемое
в нейтрали трансформаторов.
Допустимые
воздействия на изоляцию нейтрали
трансформаторов и аппаратов в нейтрали.
Таблица 5.2.2
Класс |
110 |
220 |
Одноминутное |
100 |
200 |
Одноминутное |
95 |
230 |
Амплитуда |
170 |
340 |
Амплитуда |
163 |
396 |
Таким
образом, определяющим при защите
разземленной нейтрали трансформаторов
и подключенных к ней аппаратов является
требование ограничения перенапряжений
на изоляции аппаратов, установленных
в нейтрали трансформаторов. Для ОПН
класса напряжения 110-220 кВ защитный
уровень определяется при токе 30/60 мкс
с амплитудой 500А. Следовательно, ОПН,
устанавливаемый в нейтрали трансформаторов
110-220 кВ, должен иметь остающееся напряжение
при импульсе тока 30/60 мкс с амплитудой
500А не выше 163 и 396 кВ соответственно для
ОПН в разземленной нейтрали трансформаторов
110 и 220 кВ.
Пропускная
способность (амплитуда прямоугольного
импульса тока длительностью 2000 мкс) ОПН
в разземленной нейтрали трансформаторов
должна быть не ниже, чем у ограничителей
класса 110-220 кВ, т.е. 500А.
2.6. Заземление нейтралей трансформаторов. Дугогасящие реакторы для компенсации емкостных токов
2.6. Заземление нейтралей трансформаторов. Дугогасящие реакторы для компенсации емкостных токов
Электрические сети 35 кВ и ниже работают с изолированной нейтралью обмоток трансформаторов или заземлением через дугогасящие реакторы, сети 110 кВ и выше — с эффективным заземлением нейтралей обмоток трансформаторов.
При необходимости компенсации емкостных токов в сетях 6, 10 и 35 кВ на ПС устанавливаются дугогасящие заземляющие реакторы с плавным или ступенчатым регулированием индуктивности. На напряжении 6 и 10 кВ дугогасящие реакторы подключаются к нейтральному выводу отдельного трансформатора, подключаемого к сборным шинам через выключатель. Количество и мощность дугогасящих реакторов 6-10 кВ определяются на основании данных энергосистемы.
На напряжении 35 кВ дугогасящие реакторы присоединяются, как правило, к нулевым выводам соответствующих обмоток трансформаторов через развилку из разъединителей, позволяющую подключать их к любому из трансформаторов.
Последствия от замыкания на землю в зависимости от вида электросети, значения емкостных токов и способы выполнения защит различны.
Так, в сетях с изолированной нейтралью однофазное замыкание на землю не вызывает КЗ, поскольку в месте замыкания проходит ток малой величины, обусловленный емкостью двух фаз на землю. Значительные емкостные токи компенсируются включением в нейтраль трансформатора дугогасящего реактора. В результате компенсации остается малый ток, который не в состоянии поддерживать горение дуги в месте замыкания, поэтому поврежденный участок не отключается. Однофазное замыкание на землю сопровождается повышением напряжения на неповрежденных фазах до линейного, а при замыкании через дугу возможно возникновение перенапряжений, распространяющихся на всю электрически связанную сеть. Для предохранения трансформаторов в сетях с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостных токов от воздействия повышенных напряжений изоляцию их нейтралей выполняют на тот же класс напряжения, что и изоляцию линейных вводов. При таком уровне изоляции не требуется применения средств защиты нейтралей, кроме вентильных разрядников, включаемых параллельно дугогасящему реактору.
В сетях с эффективным заземлением нейтрали однофазное замыкание на землю приводит к КЗ, что видно из рис. 2.2.
Ток КЗ проходит от места повреждения по земле к заземленным нейтралям трансформаторов Т1 и Т2, распределяясь обратно пропорционально сопротивлениям ветвей. Защита от замыкания на землю отключает поврежденный участок. Через трансформаторы Т3 и Т4 ток однофазного КЗ не проходит, поскольку их нейтрали не имеют глухого заземления.
Однофазное замыкание на землю является причиной наибольшего числа повреждений в электросетях (по статистике — до 80 % случаев всех КЗ), и оно считается тяжелым видом повреждения. Поэтому для его предотвращения (снижения возможности возникновения) принимают специальные меры, например, такие как частичное разземление нейтралей трансформаторов. Эта мера не касается автотрансформаторов, поскольку они рассчитаны для работы с обязательным заземлением концов общей обмотки.
Число заземленных нейтралей на каждом участке по возможности выбирается минимальным и должно определяться расчетом. Основными требованиями к защите заземленных участков являются требования к релейной защите по поддержанию на определенном уровне токов замыкания на землю и обеспечение защиты изоляции разземленных нейтралей от перенапряжений. Последнее требование тем более важно, что все отечественные трансформаторы 110–220 кВ имеют пониженный уровень изоляции нейтралей.
При неполнофазных отключениях (включениях) ненагруженных трансформаторов с изолированной нейтралью, то есть когда коммутационная аппаратура (выключатели, разъединители или отделители) оказывается включенной не тремя, а двумя или даже одной фазой, переходный процесс сопровождается кратковременными перенапряжениями. Надежной защитой от таких процессов является применение вентильных разрядников.
На практике, помимо воздействия кратковременных перенапряжений, нейтрали трансформаторов могут оказаться под воздействием фазного напряжения промышленной частоты, которое опасно как для изоляции трансформатора, так и для разрядника в его нейтрали. Опасность усугубляется еще тем, что такое напряжение может длительно оставаться незамеченным при неполнофазных режимах коммутации выключателями, разъединителями и отделителями ненагруженных трансформаторов, а также при аварийных режимах.
При неполнофазном включении ненагруженного трансформатора, то есть при пофазной коммутации, его электрическое и магнитное состояние изменяется. Если включение трансформатора осуществляется со стороны обмотки, соединенной в звезду, то при наличии двух фаз напряжение на нейтрали и на отключенной фазе будет равно половине фазного. Если подать напряжение по одной фазе, то все обмотки трансформатора и его нейтраль будут находиться под напряжением включенной фазы. Во избежание негативных последствий и предупреждения аварии неполнофазный режим должен быть немедленно устранен.
В идеале наилучшей мерой защиты в таких случаях является глухое заземление нейтралей обмоток трансформаторов. Поэтому перед включением или отключением от сети трансформаторов 110–220 кВ, у которых нейтраль защищена вентильными разрядниками, следует наглухо заземлять нейтраль включаемой или отключаемой обмотки, если к тем же шинам или к питающей линии не подключен другой трансформатор с заземленной нейтралью.
Глухое заземление нейтрали трансформатора облегчает процессы отключения и включения намагничивающих токов, вследствие чего дуга при отключении трансформатора горит менее интенсивно и быстро гаснет.
Отключение заземляющего разъединителя в нейтрали трансформатора, работающего с разземленной нейтралью, следует производить сразу же после включения и проверки полнофазного включения коммутационного аппарата. Не допускается длительно оставлять нейтраль заземленной. Заземлением нейтрали изменяется распределение токов нулевой последовательности и нарушается селективность действия защит от однофазных замыканий на землю.
В настоящее время широкое распространение получили упрощенные схемы питания от одиночных и двойных проходящих линий 110–220 кВ. Число присоединяемых к ним трансформаторов может достигать 4–5. Если к такой линии присоединены два и более трансформаторов, то целесообразно хотя бы у одного из них иметь глухое заземление нейтрали, что позволит в случае неполнофазной подачи напряжения на линию вместе с подключенными к ней трансформаторами избежать появления опасных напряжений на изолированных нейтралях других трансформаторов. На линейных вводах всех подключенных к линии трансформаторов образуется симметричная трехфазная система напряжений, при которой напряжение на изолированной нейтрали трансформатора будет равно нулю.
В сетях с эффективно заземленной нейтралью трансформаторы при возникновении аварийных режимов подвержены опасным перенапряжениям. Это может иметь место, когда при обрыве и соединении провода с землей выделяется участок сети, не имеющей заземленной нейтрали со стороны источника питания. На таком участке напряжение на нейтралях трансформаторов становится равным по величине и обратным по знаку ЭДС заземленной фазы, а напряжение неповрежденных фаз относительно земли повышается до линейного. Возникающие при этом из-за колебательного перезаряда емкостей фаз на землю перенапряжения представляют опасность для изоляции трансформаторов и другого оборудования данного участка.
В сетях с эффективно заземленной нейтралью на случай перехода части сети в режим работы с изолированной нейтралью предусматривают защиты от замыкания на землю, реагирующие на напряжение нулевой последовательности 3Uо, которое появляется на зажимах разомкнутого треугольника ТН при соединении фазы с землей.
Такие защиты действуют на отключение выключателей трансформаторов с незаземленной нейтралью. Их настраивают так, чтобы при однофазном повреждении первыми отключались трансформаторы с изолированной нейтралью, а затем трансформаторы с заземленной нейтралью.
На ПС 110 кВ, где трансформаторы не могут получать подпитку со стороны СН и НН, такие защиты от замыкания на землю не устанавливаются и глухое заземление нейтралей не производится.
На основании изложенного оперативному персоналу необходимо выполнять следующие рекомендации:
при выводе в ремонт трансформаторов, а также при изменениях схем ПС необходимо обеспечивать режим заземления нейтралей, принятый в энергосистеме, и при переключениях не допускать в сетях с эффективно заземленной нейтралью выделения участков без заземления нейтралей у питающих сеть трансформаторов;
во избежание автоматического выделения таких участков на каждой системе шин ПС, где возможно питание от сети другого напряжения, рекомендуется иметь трансформатор с заземленной нейтралью с обязательной токовой защитой нулевой последовательности;
при выводе в ремонт трансформатора, нейтраль которого заземлена, необходимо предварительно заземлить нейтраль другого параллельно работающего с ним трансформатора;
без изменения положения нейтралей других трансформаторов производится отключение трансформаторов с изолированной нейтралью или нейтралью, защищенной вентильным разрядником.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Ядерные реакторы на быстрых нейтронах
Ядерные реакторы на быстрых нейтронах
Первая в мире атомная электростанция (АЭС), построенная в городе Обнинске под Москвой, дала ток в июне 1954 года. Мощность ее была весьма скромной – 5 МВт. Однако она сыграла роль экспериментальной установки, где накапливался опыт
11.2. Замыкание фазы на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов
11.2. Замыкание фазы на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов
Замыкание на землю — это замыкание, обусловленное соединением проводника с землей или уменьшением сопротивления его изоляции по отношению к земле ниже определенной величины
36 КОМПЕНСАЦИИ НА СОДЕРЖАНИЕ ДЕТЕЙ И КОМПЕНСАЦИИ НА ДЕТЕЙ, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД ОПЕКОЙ
36 КОМПЕНСАЦИИ НА СОДЕРЖАНИЕ ДЕТЕЙ И КОМПЕНСАЦИИ НА ДЕТЕЙ, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД ОПЕКОЙ
Компенсационные выплаты на детей, находящихся под опекой и попечительством в приемной семье, предусмотрены постановлением Правительства РФ от 17 июля 1996 г № 829 «О приемной семье». На
Реакторы химические
Реакторы химические
Реакторы химические – устройства, обеспечивающие химические реакции. Различаются по конструкции, условиям протекания реакции, состоянию веществ, которые в реакторе взаимодействуют (их концентрации, давлению, температуре). В зависимости от
Заземление
Заземление
Заземление – это искусственное соединение электрических машин и аппаратов, с находящейся в их энергетической установке землей для защиты людей и оборудования от опасного действия электрического тока. Случайное соединение электрических проводов с землей
5.3.6. Регулирование напряжения трансформаторов
5.3.6. Регулирование напряжения трансформаторов
В соответствии с ГОСТ 11677—85 и стандартами на трансформаторы различных классов напряжений и диапазонов мощностей большинство силовых трансформаторов выполняются с регулированием напряжения, которое может осуществляться
5.
3.7. Нагрузочная способность трансформаторов
5.3.7. Нагрузочная способность трансформаторов
Нагрузочной способностью трансформаторов называется совокупность допустимых нагрузок и перегрузок трансформатора. Исходным режимом для определения нагрузочной способности является номинальный режим работы
5.3.8. Технические данные трансформаторов
5.3.8. Технические данные трансформаторов
Классификация трансформаторов отечественного производства по габаритам приведена в табл. 5.13.Таблица 5.13
Окончание табл.
5.3.9. Мощности и напряжения КЗ трансформаторов
5.3.9. Мощности и напряжения КЗ трансформаторов
Мощности и напряжения КЗ трансформаторов и АТ 220–750 кВ установлены в ГОСТ 17544—85 и отражают сложившуюся в 60–70 гг. прошлого столетия ситуацию с развитием энергетики СССР и потребности в силовых трансформаторах в условиях
2.
6. Дифференциальные защиты трансформаторов
2.6. Дифференциальные защиты трансформаторов
Принцип действия дифференциальных защит основан на пофазном сравнении токов параллельно установленных защищаемых объектов (поперечные дифференциальные защиты) или токов до и после защищаемого объекта (продольные
3.3.2. Расчет токов короткого замыкания
3.3.2. Расчет токов короткого замыкания
Значения токов КЗ определяются по методике расчета токов при симметричных замыканиях без учета подпитки со стороны нагрузок. Для конкретных расчетных условий составляется отдельная схема замещения на основе схемы электрической
3.4.1. Защита трансформаторов Т4, Т5, Т6
3.4.1. Защита трансформаторов Т4, Т5, Т6
Трансформаторы 10/0,4 кВ мощностью до 0,63 МВ-А подключаются к электрической сети через предохранители. Предохранители для трансформаторов выбираются по следующим условиям:номинальное напряжение предохранителя должно соответствовать
Приложение 4 Рекомендуемые значения номинальных токов предохранителей для защит трехфазных силовых трансформаторов 10/0,4 кВ
Приложение 4
Рекомендуемые значения номинальных токов предохранителей для защит трехфазных силовых трансформаторов 10/0,4
Тема 5. Заземление и защитные меры электробезопасности. Молниезащита
Тема 5. Заземление и защитные меры электробезопасности. Молниезащита
1. Что понимается под напряжением прикосновения?Напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землей при одновременном прикосновении к ним человека или животного.2. Что
Преимущества трансформаторов с заземлением нейтрали
Благодаря здравоохранению термин «заземление» приобрел совершенно новое значение. Считается, что прямое соединение с поверхностью Земли при ходьбе босиком позволяет свободным электронам земли восстанавливать энергетический баланс тела, облегчая болезнь. Точно так же при передаче электроэнергии заземление стабилизирует электрическую систему, помогая предотвратить повреждения от токов замыкания на землю. Здесь Мартин Николлс, директор по продажам производителя силовых резисторов Cressall, исследовал преимущества трансформаторов с заземлением нейтрали для передачи электроэнергии.
Трансформаторы с заземлением нейтрали (NET) обычно используются в трехфазных энергосистемах. Трехфазные системы образуют большинство электрических сетей, особенно при вводе в сеть возобновляемых источников энергии. Многие системы имеют соединения треугольником, что означает, что образуется замкнутый контур, и нейтральная клемма отсутствует.
Без нейтрали электрическая система остается незаземленной, что может привести к дестабилизации всей системы в случае замыкания на землю. В худшем случае это может привести к опасным переходным перенапряжениям и серьезному повреждению оборудования. Итак, как NET снижает эти риски?
Предотвращение проблем
Основной функцией NET является обеспечение нейтрали, а от нее – единственной электрической линии, соединенной с землей. Использование заземления дает возможность добавить в систему защитные трансформаторы тока и реле для обнаружения тока замыкания на землю для размыкания вышестоящих автоматических выключателей, которые можно использовать для устранения любых потенциальных неисправностей без негативного влияния на работу. Сети создают искусственную нейтраль посредством одной из двух возможных конфигураций: зигзагообразного соединения или соединения звезда-треугольник.
Хотя эти конфигурации различны, они выполняют одну и ту же функцию — обеспечивают нейтральную точку, от которой можно заземлить электрическую систему. Заземленная система значительно безопаснее незаземленной. Однако для обеспечения оптимальной безопасности трансформатор следует использовать вместе с резистором заземления нейтрали (NER) — это увеличивает сопротивление цепи, чтобы ограничить ток короткого замыкания до известного уровня.
NER размещается на нейтральной линии NET, чтобы в случае неисправности слишком большие токи не протекали по нейтральной линии. NER поглощает любые токи короткого замыкания и безопасно рассеивает их в виде тепла. Это гарантирует, что любое защитное релейное оборудование останется в рабочем состоянии, а также предотвратит тепловое повреждение компонентов системы.
Мониторинг изменений
Сети также облегчают мониторинг работы электрической системы. Поскольку неисправности проходят через NER, тип измерительного трансформатора, известный как трансформатор тока (CT), может быть размещен перед резистором, чтобы приборы могли отслеживать любые изменения.
Трансформатор тока отвечает за выдачу пропорционального сигнала, масштабируя большие значения напряжения или тока, имеющиеся в системе, до защитных измерительных приборов, которые легко считываются. Они есть на всех генерирующих станциях, электрических подстанциях и в распределительных сетях.
Непрерывно измеряя и контролируя работу энергосистемы, ТТ позволяет операторам выявлять любые небольшие изменения напряжения, тока или функции. Это помогает им лучше планировать техническое обслуживание и повышать доступность системы, что, в свою очередь, сокращает время простоя и обеспечивает постоянную выходную мощность.
Cressall производит системы, включающие в себя сети сухого типа и резисторы, подходящие для различных применений, с номинальной мощностью от десяти секунд до непрерывной. NET и NER объединены в одном корпусе с отличной устойчивостью к температуре, что обеспечивает непрерывную работу даже после возникновения большого тока короткого замыкания.
Многие приветствуют «заземление» как новейшую тенденцию в области здравоохранения, которая гарантирует, что тело остается в равновесии для обеспечения правильного функционирования, и очень важно, чтобы мы применяли тот же подход, когда речь идет о защите электропитания. Будь то небольшое коммерческое производство электроэнергии или гигантская оффшорная ветряная электростанция, NET могут иметь важное значение для смягчения последствий сбоев и обеспечения безопасности наших энергосистем при заземлении.
Что такое заземление нейтрали энергосистемы?
Обычно используемые методы заземления нейтрали для энергосистем: прямое заземление нейтрали, заземление нейтрали, заземление нейтрали через дугогасительную катушку (резонансное заземление) и заземление нейтрали через заземление сопротивления. Режим заземления энергосистемы включает в себя множество важных аспектов, таких как безопасная работа электросети, надежность электроснабжения и безопасность пользователя. В профессиональных и технических аспектах, связанных с энергосистемами, координация перенапряжения и изоляции, релейная защита, связь и автоматизация, электромагнитная совместимость, проектирование заземления и многие другие области представляют собой обширную системную проблему.
Среди них нейтральная точка подключена к резистору последовательно между нейтральной точкой электросети и землей. Соответствующий подбор сопротивления подключаемого резистора не только сбрасывает энергию полуволны после однофазной заземляющей дуги, тем самым снижая возможность повторного возгорания дуги, подавляя амплитуду перенапряжения сетка и повышение чувствительности устройства релейной защиты.
Добавить комментарий