Электроустановки напряжением выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью. Сеть с эффективно заземленной нейтралью

Электроустановки напряжением выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью

Заземляющие устройства электроустановок выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью следует выполнять с соблюдением требований либо к их сопротивлению , либо к напряжению прикосновения,а также с соблюдением требований к конструктивному выполнению и к ограничению напряжения на заземляющем устройстве. Требования не распространяются на заземляющие устройства опор ВЛ.

- Напряжение на заземляющем устройстве при стекании с него тока замыкания на_землю не должно превышать 10 кВ.

- заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований к его сопротивлению, должно иметь в любое время года сопротивление не более 0,5 Ом, включая сопротивление естественных заземлителей.

В целях выравнивания электрического потенциала и обеспечения присоединения электрооборудования к заземлителю на территории, занятой оборудованием, следует прокладывать продольные и поперечные горизонтальные заземлители и соединять их между собой в заземляющую сетку.

Продольные заземлители должны быть проложены вдоль осей электрооборудования со стороны обслуживания на глубине 0,5 — 0,7 м от поверхности земли и на расстоянии 0,8— 1,0 м от фундаментов или оснований оборудования. Допускается увеличение расстояний от фундаментов или оснований оборудования до 1,5 м с прокладкой одного заземлителя для двух рядов оборудования, если стороны обслуживания обращены одна к другой, а расстояние между фундаментами или основаниями двух рядов не превышает 3,0 м.

Поперечные заземлители следует прокладывать в удобных местах между оборудованием на глубине 0,5 — 0,7 м от поверхности земли. Расстояние между ними рекомендуется принимать увеличивающимся от периферии к центру заземляющей сетки. При этом первое и после дующие расстояния, начиная от периферии, не должны превышать со ответственно 4,0; 5,0; 6,0; 7,5; 9,0; 11,0; 13,5; 16,0 и 20,0 м. Размеры ячеек заземляющей сетки, примыкающих к местам присоединения ней тралей силовых трансформаторов и короткозамыкателей к заземляю- щему_устройству, не должны превышать 6x6 м2.

заземляющие проводники, присоединяющие оборудование или конструкции к заземлителю, в земле прокладывать на глубине не ме нее 0,3 м.

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 кВ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

В электроустановках выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства R,Ом, при прохождении расчетного тока замыкания на землю в любое время года с учетом сопротивления естественных заземлителей должно быть не более:

при использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ

R =125/I,

где I—расчетный ток замыкания на землю, А.

При этом должны также выполняться требования, предъявляемые к заземлению (занулению) электроустановок до 1 кВ;

при использовании заземляющего устройства только для электроустановок выше 1 кВ

R-250/I, но не более 10 Ом.

В качестве расчетного тока принимается:

в сетях без компенсации емкостных токов — полный ток замы кания на землю;

в сетях с компенсацией емкостных токов:

для заземляющих устройств, к которым присоединены компенси рующие аппараты, — ток, равный 125% номинального тока этих аппаратов;

Расчетный ток замыкания на землю должен быть определен для той из возможных в эксплуатации схем сети, при которой этот ток имеет наибольшее значение.

В открытых электроустановках выше 1 кВ сетей с изолированной нейтралью вокруг площади, занимаемой оборудованием, на глубине не менее 0,5 м должен быть проложен замкнутый горизонтальный заземлитель (контур), к которому подсоединяется заземляемое оборудование. Если сопротивление заземляющего устройства выше 10 Ом для земли с удельным сопротивлением более 500 Ом-м, то следует дополнительно проложить горизонтальные заземлители вдоль рядов оборудования со стороны обслуживания на глубине 0,5 м и на расстоянии 0,8—1,0 м от фундаментов или оснований оборудования.

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 кВ С ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Нейтраль генератора, трансформатора на стороне до 1 кВ должна быть присоединена к заземлителю при помощи заземляющего проводника. Сечение заземляющего проводника должно быть не менее указанного в табл. 1.7.1.

табл. 1.7.1

Наименование	Медь	Алюминий	Сталь
Наименование	Медь	Алюминий	в зданиях	в наружных установках	в земле
Неизолированные

сечение, мм2	4	6	—	—	—
диаметр, мм	_	_	5	6	10
Изолированные про-	1,5*	2,5"	_	_	—
вода: сечение, мм2
Заземляющие и нуле-	1	2,5	—	_	—
нулевые жилы кабелей


ообоболочке
фазными жилами :
сечение, мм2
Угловая сталь : тол-	—	—	2	2,5	4
щина полки, мм
Полосовая сталь:
сечение, мм2	_	_	24	48	48
толщина, мм	—	—	3	4	4
Водогазопроводные	—	—	2,5	2,5	3,5
трубы (стальные) :
толщина стенки, мм
Тонкостенные трубы	--	—	1,5	2,5	Не до-
(стальные) толщи : толщи-					пускает-
на стенки, мм					ся

* При прокладке проводов в трубах сечение нулевых защитных проводников допускается применять равным 1 мм2, если фазные проводники имеют то же сечение.

Использование нулевого рабочего проводника, идущего от нейтрали генератора или трансформатора на щит распределительного устройства, в качестве заземляющего проводника не допускается.

Указанный заземлитель должен быть расположен в непосредственной близости от генератора или трансформатора. В отдельных случаях, например, во внутрицеховых подстанциях заземлитель допускается сооружать непосредственно около стены здания.

Вывод нулевого рабочего проводника от нейтрали генератора или трансформатера на щкт распределительного устройства должен быть выполнен: при выводе фаз шинами — шиной на изоляторах, при выводе фаз кабелем (проводом) — жилой кабеля (провода). В кабелях с алюминиевой оболочкой допускается использовать оболочку в качестве нулевого рабочего проводника вместо четвертой жилы.

Проводимость нулевого рабочего проводника, идущего от нейтрали генератора или трансформатора, должна быть не менее 50% проводимости вывода фаз.

Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генераторов или трансформаторов или выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений нулевого провода ВЛ до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух. При этом сопротивление заземлите-ля, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора или вывода источника однофазного тока, должно быть не более: 15, 30 и 60 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.

При удельном сопротивлении р земли более 100 Ом-м допускается увеличивать указанные выше нормы в 0,01 р раз, но не более десятикратного.

На ВЛ зануление должно быть осуществлено нулевым рабочим проводом, проложенным на тех же опорах, что и фазные провода.

На концах ВЛ (или ответвлений от них) длиной более 200 м, а также на вводах от ВЛ к электроустановкам, которые подлежат занулению, должны быть выполнены повторные заземления нулевого рабочего провода. При этом в первую очередь следует использовать естественные заземлители, например подземные части опор '

а также заземляющие устройства, выполненные для защиты от грозовых перенапряжений .-. _. ,.

Указанные повторные заземления выполняются, если более частые заземления не требуются по условиям защиты от грозовых перенапряжений.

Повторные заземления нулевого провода в сетях постоянного то ка должны быть осуществлены при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами. Заземляющие устройства на ВЛ по стоянного тока, выполненные для защиты от грозовых перенапряже нию, рекомендуется использовать для повторного заземле ния нулевого рабочего провода.

Заземляющие проводники для повторных заземлений нулевого провода должны быть выбраны из условия длительного прохождения тока не менее 25 А. По механической прочности эти проводники должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 1.7.1.

Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений нулевого рабочего провода каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В в источниках трехфазного тока или 380, 220 и 127 В в источниках однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях.

При удельном сопротивлении земли р более 100 Ом-м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 р раз, но не более десятикратного.

В районах многолетней мерзлоты следует:

помещать заземлители в непромерзающие водоемы и талые зоны;
использовать обсадные трубы скважин;
в дополнение к углубленным заземлителям применять протя женные заземлители на глубине около 0,5 м, предназначенные для работы в летнее время при оттаивании поверхностного слоя земли;

4) создавать искусственные талые зоны путем покрытия грунта над заземлителем слоем торфа или другого теплоизоляционного мате риала на зимний период и_раскрытия их на летний период.

studfiles.net

Эффективно заземлённая нейтраль — Википедия с видео // WIKI 2

Эффективно заземлённая нейтраль — нейтраль трёхфазной электрической сети выше 1000В (1 кВ и выше), коэффициент замыкания на землю в которой не более Кзам = 1,4.

Коэффициент замыкания на землю в трехфазной электрической сети — это отношение разности потенциалов между неповреждённой фазой и землёй в точке замыкания на землю другой или двух других фаз к разности потенциалов между фазой и землёй в этой точке до замыкания.

Иначе говоря, при замыкании фазы в сети с изолированной нейтралью напряжение между землёй и неповреждёнными фазами возрастает до линейного — примерно в 1,73 раза; в сети с эффективно заземлённой нейтралью напряжение на неповреждённых фазах относительно земли возрастёт не более чем в 1,4 раза. Это особенно важно для сетей высокого напряжения, что уменьшает количество изоляции при изготовлении сетей и аппаратов, удешевляя их производство. Согласно рекомендации МЭК к сетям с эффективно-заземлённой нейтралью относят сети высокого и сверхвысокого напряжения, нейтрали которых соединены с землёй непосредственно или через небольшое активное сопротивление. В СССР и России сети с эффективно-заземлённой нейтралью - это сети напряжением 110 кВ и выше[1].

Энциклопедичный YouTube

1/3
Просмотров:
33 904
1 265
384 991

Зануление и заземление. В чем разница между ними?
6 Токовые защиты в сетях с изолированной нейтралью (1 семестр)
Зануление и заземление.Часть1.ZN1.

Содержание

Недостатки

Возникновение больших токов короткого замыкания (к.з.) через заземлённые нейтрали трансформаторов при замыкании одной фазы на землю, что должно быть быстро устранено отключением от устройств релейной защиты. Большинство коротких замыканий на землю в сетях 110 кВ и выше относятся к самоустранимым и электроснабжение обычно восстанавливается АПВ.
Удорожание сооружения контура заземления, способного отводить большие токи к.з.
Значительный ток однофазного к.з., при большом количестве заземлённых нейтралей трансформаторов может превышать значение трёхфазного тока к.з. Для устранения этого вводят режим частично разземлённых нейтралей трансформаторов (часть трансформаторов 110-220 кВ работают с изолированной нейтралью: нулевые выводы трансформаторов присоединяются через разъединители, которые находятся в отключённом состоянии). Ещё одним из способов ограничения тока к.з. на землю-это заземление нейтралей трансформаторов через активные токоограничивающие сопротивления.

Особенности выполнения эффективно заземлённой нейтрали

Согласно ПТЭЭП[2] максимально допустимая величина сопротивления заземляющего устройства для сетей с эффективно заземлённой нейтралью (для электроустановок выше 1000 В и с большим током замыкания на землю — свыше 500 А — каждого объекта) составляет 0,5 Ом с учётом естественного заземления (при сопротивлении искусственного заземляющего устройства — не более 1 Ом). Это вызвано необходимостью пропускания значительных токов при к.з. на землю, высоким и сверхвысоким напряжением сети, требованием ограничения напряжения между землёй и неповреждёнными фазами, а также возможностью появления при авариях высоких напряжений прикосновения, шаговых напряжений и опасных «выносов потенциалов» за территорию подстанции. Необходимость равномерности распределения потенциалов внутри подстанции и исключения появления шаговых напряжений на значительном удалении от подстанции исключается т.н. устройством выравнивания потенциалов, которое является составной частью заземляющего устройства для эффективно заземлённых нейтралей. Особые требования для заземляющих устройств с эффективно заземлёнными нейтралями создаёт значительные трудности для их расчёта и сооружения, делает их материалоёмкими, особенно для грунтов с высоким удельным сопротивлением (каменистые, скальные, песчаные грунты) и стеснёнными условиями сооружения.

Литература

Правила устройства электроустановок М., Энергоатомиздат, 1987 г.

Примечания

Эта страница последний раз была отредактирована 20 октября 2017 в 13:44.

wiki2.org

Электроустановки напряжением выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью

1.7.49. Заземляющие устройства электроустановок выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью следует выполнять с соблюдением требований либо к их сопротивлению (см. 1.7.51), либо к напряжению прикосновения (см. 1.7.52), а также с соблюдением требований к конструктивному выполнению (см. 1.7.53 и 1.7.54) и к ограничению напряжения на заземляющем устройстве (см. 1.7.50). Требования 1.7.49 - 1.7.54 не распространяются на заземляющие устройства опор ВЛ.

1.7.50. Напряжение на заземляющем устройстве при стекании с него тока замыкания на землю не должно превышать 10 кВ. Напряжение выше 10 кВ допускается на заземляющих устройствах, с которых исключен вынос потенциалов за пределы зданий и внешних ограждений электроустановки. При напряжениях на заземляющем устройстве более 5 кВ и до 10 кВ должны быть предусмотрены меры по защите изоляции отходящих кабелей связи и телемеханики и по предотвращению выноса опасных потенциалов за пределы электроустановки.

1.7.51. Заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований к его сопротивлению, должно иметь в любое время года сопротивление не более 0,5 Ом, включая сопротивление естественных заземлителей.

Продольные заземлители должны быть проложены вдоль осей электрооборудования со стороны обслуживания на глубине 0,5 - 0,7 м от поверхности земли и на расстоянии 0,8 - 1,0 м от фундаментов или оснований оборудования. Допускается увеличение расстояний от фундаментов или оснований оборудования до 1,5 м с прокладкой одного заземлителя для двух рядов оборудования, если стороны обслуживания обращены одна к другой, а расстояние между фундаментами или основаниями двух рядов не превышает 3,0 м.

Поперечные заземлители следует прокладывать в удобных местах между оборудованием на глубине 0,5 - 0,7 м от поверхности земли. Расстояние между ними рекомендуется принимать увеличивающимся от периферии к центру заземляющей сетки. При этом первое и последующие расстояния, начиная от периферии, не должны превышать соответственно 4,0; 5,0; 6,0; 7,5; 9,0; 11,0; 13,5; 16,0 и 20,0 м. Размеры ячеек заземляющей сетки, примыкающих к местам присоединения нейтралей силовых трансформаторов и короткозамыкателей к заземляющему устройству, не должны превышать 6´6 м2.

Горизонтальные заземлители следует прокладывать по краю территории, занимаемой заземляющим устройством, так, чтобы они в совокупности образовывали замкнутый контур.

Если контур заземляющего устройства располагается в пределах внешнего ограждения электроустановки, то у входов и въездов на ее территорию следует выравнивать потенциал путем установки двух вертикальных заземлителей у внешнего горизонтального заземлителя напротив входов и въездов. Вертикальные заземлители должны быть длиной 3 - 5 м, а расстояние между ними должно быть равно ширине входа или въезда.

1.7.52. Заземляющее устройство, которое, выполняется с соблюдением требований, предъявляемых к напряжению прикосновения, должно обеспечивать в любое время года при стекании с него тока замыкания на землю значения напряжений прикосновения, не превышающие нормированных. Сопротивление заземляющего устройства при этом определяется по допустимому напряжению на заземляющем устройстве и току замыкания на землю.

При определении значения допустимого напряжения прикосновения в качестве расчетного времени воздействия следует принимать сумму времени действия защиты и полного времени отключения выключателя. При этом определения допустимых значений напряжений прикосновения у рабочих мест, где при производстве оперативных переключений могут возникнуть КЗ на конструкции, доступные для прикосновения производящему переключения персонал, следует принимать время действия резервной защиты, а для остальной территории - основной защиты.

Размещение продольных и поперечных горизонтальных заземлителей должно определяться требованиями ограничения напряжений прикосновения до нормированных значений и удобством присоединения заземляемого оборудования. Расстояние между продольными и поперечными горизонтальными искусственными заземлителями не должны превышать 30 м, а глубина их заложения в грунт должна быть не менее 0,3 м. У рабочих мест допускается прокладка заземлителей на меньшей глубине, если необходимость этого подтверждается расчетом, а само выполнение не снижает удобства обслуживания электроустановки и срока службы заземлителей. Для снижения напряжения прикосновения у рабочих мест в обоснованных случаях может быть выполнена подсыпка щебня слоем толщиной 0,1 - 0,2 м.

1.7.53. При выполнении заземляющего устройства с соблюдением требований, предъявляемых к его сопротивлению или к напряжению прикосновения, дополнительно к требованиям 1.7.51 и 1.7.52 следует:

заземляющие проводники, присоединяющие оборудование или конструкции к заземлителю, в земле прокладывать на глубине не менее 0,3 м;

вблизи мест расположения заземляемых нейтралей силовых трансформаторов, короткозамыкателей прокладывать продольные и поперечные горизонтальные заземлители (в четырех направлениях).

При выходе заземляющего устройства за пределы ограждения электроустановки горизонтальные заземлители, находящиеся вне территории электроустановки, следует прокладывать на глубине не менее 1 м. Внешний контур заземляющего устройства в этом случае рекомендуется выполнять в виде многоугольника с тупыми или скругленными углами.

1.7.54. Внешнюю ограду электроустановок не рекомендуется присоединять к заземляющему устройству. Если от электроустановки отходят ВЛ 110 кВ и выше, то ограду следует заземлить с помощью вертикальных заземлителей длиной 2 - 3 м, установленных у стоек ограды по всему ее периметру через 20 - 50 м. Установка таких заземлителей не требуется для ограды с металлическими стойками и с теми стойками из железобетона, арматура которых электрически соединена с металлическими звеньями ограды.

Для исключения электрической связи внешней ограды с заземляющим устройством расстояние от ограды до элементов заземляющего устройства, расположенных вдоль нее с внутренней, с внешней или с обеих сторон, должно быть не менее 2 м. Выходящие за пределы ограды горизонтальные заземлители, трубы и кабели с металлической оболочкой и другие металлические коммуникации должны быть проложены посередине между стойками ограды на глубине не менее 0,5 м. В местах примыкания внешней ограды к зданиям и сооружениям, а также в местах примыкания к внешней ограде внутренних металлических ограждений должны быть выполнены кирпичные или деревянные вставки длиной не менее 1 м.

Не следует устанавливать на внешней ограде электроприемники до 1 кВ, которые питаются непосредственно от понизительных трансформаторов, расположенных на территории электроустановки. При размещении электроприемников на внешней ограде их питание следует осуществлять через разделительные трансформаторы. Эти трансформаторы не допускается устанавливать на ограде. Линия, соединяющая вторичную обмотку разделительного трансформатора с электроприемником, расположенным на ограде, должна быть изолирована от земли на расчетное значение напряжения на заземляющем устройстве.

Если выполнение хотя бы одного из указанных мероприятий невозможно, то металлические части ограды следует присоединить к заземляющему устройству и выполнить выравнивание потенциалов так, чтобы напряжение прикосновения с внешней и внутренней сторон ограды не превышало допустимых значений. При выполнении заземляющего устройства по допустимому сопротивлению с этой целью должен быть проложен с внешней стороны ограды на расстоянии 1 м от нее и на глубине 1 м горизонтальный заземлитель. Этот заземлитель следует присоединять к заземляющему устройству не менее чем в четырех точках.

1.7.55. Если заземляющее устройстве промышленной или другой электроустановки соединено с заземлителем электроустановки выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью кабелем с металлической оболочкой или броней или посредством других металлических связей, то для выравнивания потенциалов вокруг такой электроустановки или вокруг здания, в котором она размещена, необходимо соблюдение одного из следующих условий:

1) укладка в землю на глубине 1 м и на расстоянии 1 м от фундамента здания или от периметра территории, занимаемой оборудованием, заземлителя, соединенного с металлическими конструкциями строительного и производственного назначения и сетью заземления (зануления), а у входов и у въездов в здание - укладка проводников на расстоянии 1 и 2 м от заземлителя на глубине 1 и 1,5 м соответственно и соединение этих проводников с заземлителем;

2) использование железобетонных фундаментов в качестве заземлителей в соответствии с 1.7.35 и 1.7.70, если при этом обеспечивается допустимый уровень выравнивания потенциалов. Обеспечение условий выравнивания потенциалов с помощью железобетонных фундаментов, используемых в качестве заземлителей, определяется на основе требований специальных директивных документов.

Не требуется выполнение условий, указанных в пп. 1 и 2, если вокруг зданий имеются асфальтовые отмостки, в том числе у входов и въездов. Если у какого-либо входа (въезда) отмостка отсутствует, у этого входа (въезда) должно быть выполнено выравнивание потенциалов путем укладки двух проводников, как указано в п. 1, или соблюдено условие по п. 2. При этом во всех случаях должны выполняться требования 1.7.56.

1.7.56. Во избежание выноса потенциала не допускается питание электропроводников, находящихся за пределами заземляющих устройств электроустановок выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью, от обмоток до 1 кВ с заземленной нейтралью трансформаторов, находящихся в пределах контура заземляющего устройства. При необходимости питание таких электроприемников может осуществляться от трансформатора с изолированной нейтралью на стороне до 1 кВ по кабельной линии, выполненной кабелем без металлической оболочки и без брони, или по ВЛ. Питание таких электроприемников может осуществляться также через разделительный трансформатор. Разделительный трансформатор и линия от его вторичной обмотки к электроприемнику, если она проходит по территории, занимаемой заземляющим устройством электроустановки, должны иметь изоляцию от земли на расчетное значение напряжения на заземляющем устройстве. При невозможности выполнения указанных условий на территории, занимаемой такими электроприемниками, должно быть выполнено выравнивание потенциалов.

studfiles.net

7.5. Сеть с резистивным заземлением нейтрали

Сейчас широко применяется система изолированной нейтрали сетей 6-35 кВ (без компенсации и с компенсацией емкостных токов), которая по своей физической сущности обладает рядом принципиальных недостатков, связанных с режимом однофазного замыкания на землю. Основные из них - это различного рода перенапряжения и повышенная опасность поражения людей и животных электрическим-током.

Принципиальная возможность модернизации системы заземления нейтрали сетей 6-35 кВ - это переход на резистивную систему. Рези- стивная система заземления нейтрали сетей 6-35 кВ обеспечивает снижение уровня дуговых перенапряжений, селективное обнаружение поврежденного присоединения, его быстрое отключение и улучшение условий электробезопасности.

При однофазных замыканиях на землю в сетях с заземленной через резистор нейтралью во всех присоединениях протекают собственные емкостные токи, а в поврежденном присоединении, кроме того, протекает активный ток, создаваемый резистором. Это принципиальное отличие позволяет решить две важные задачи: селективно определить поврежденное присоединение (за счет применения простых релейных защит, действующих на отключение или сигнал) и незамедлительно принять меры по устранению повреждения; существенно ограничить уровень дуговых перенапряжений при однофазных замыканиях на землю и исключить феррорезонансные- процессы.

Применяются три варианта заземления нейтрали сетей 6-35 кВ через резистор: низкоомное, высокоомное и комбинированное. Низкоомное резистивное заземление нейтрали применяется в случаях, когда однофазное замыкание на землю должно быть селективно отключено в течение минимально возможного времени. При этом ток в нейтрали должен быть достаточным для работы релейной защиты на отключение (от 10 до 100 А). Высокоомное резистивное заземление нейтрали целесообразно применять в случаях, когда сеть должна иметь возможность длительной работы в режиме однофазного замыкания на землю до обнаружения места замыкания. При этом ток в нейтрали должен быть такой величины, чтобы исключить появление опасных дуговых перенапряжений и снижение электробезопасности, но быть достаточным для определения поврежденного присоединения и работы релейной защиты на сигнал (не более 10 А). Комбинированное заземление нейтрали осуществляется присоединением высокоомного резистора параллельно ДГР и позволяет снижать уровень перенапряжений при неточной настройке ДГР, а также способствует работе на сигнал релейных защит.

Выбор типа резистора для заземления нейтрали производится по трем основным критериям:

резистор должен обеспечивать снижение уровня дуговых перенапряжений;
сопротивление резистора в нейтрали должно гарантировать протекание

активного тока в поврежденном присоединении, достаточного для действия

релейных защит на сигнал или на отключение поврежденного присоединения;

при заземлении нейтрали через резистор должны соблюдаться условия электробезопасности для людей при однофазном замыкании на землю на подстанциях и распределительных пунктах с учетом существующего нормирования величины допустимого напряжения прикосновения.

Основной параметр резистора - его активное сопротивление Rp,величина которого выбирается по критерию снижения уровня перенапряжений и затем может корректироваться по условиям работы релейной защиты и условию электробезопасности.

Первый критерий выбора резистора - снижение уровня перенапряжений. Аналитически и экспериментально установлено, что наибольшая эффективность защиты сетей от дуговых перенапряжений достигается при условии, что активная составляющая тока замыкания IзА, создаваемая резистором, больше суммарного емкостного тока сети Iс. При определенных трудностях выполнения условия IзА > Iс допускается при выборе сопротивления резистора использовать менее жесткое условие IзА >0,5Iс .

Второй критерий выбора резистора - гарантия работы устройств релейной защиты и автоматики. Защита от однофазных замыканий на землю в сети организуется на всех присоединениях. Устанавливается максимальная токовая защита нулевой последовательности с действием на отключение присоединений без выдержки времени при низко- омном резистивном заземлении нейтрали и с действием на сигнал при высокоомном резистивном заземлении нейтрали и при комбинированном заземлении нейтрали.

Селективность защит нулевой последовательности присоединений определяется тем, что активная составляющая тока однофазного замыкания на землю протекает только через поврежденное присоединение. Тип резистора по критерию работы устройств релейной защиты и автоматики выбирается в соответствии с условием

где I3 - ток замыкания на землю за вычетом емкостного тока рассматриваемого присоединения, А; IС3 - максимальный ток уставки защиты из всех присоединений, А. Ток уставки защиты определяется по выражению

IC3=KнKбICП

где IСп - первичный емкостный ток нулевой последовательности, протекающий по рассматриваемому присоединению при однофазном замыкании на землю на данном присоединении, А; Кн - коэффициент надежности; Кб- коэффициент, учитывающий бросок емкостного тока при дуговых перенапряжениях.

Третий же критерий выбора резистора связан с обеспечением электробезопасности.

Заземление нейтрали через резистор имеет несомненные достоинства, подтвержденные мировой практикой и опытом, накопленным в России. По сравнению с изолированной нейтралью при резестивном заземлении нейтрали в сетях 6-35 кВ: увеличивается ток однофазного I замыкания на. землю; снижается минимум в 1.5...2 раза уровень дуговых перенапряжений при однофазных замыканиях; уменьшается с нескольких часов до нескольких секунд продолжительность воздействия ; на изоляцию дуговых перенапряжений (при перемежающихся однофазных замыканиях) и линейного напряжения (при устойчивых замыканиях): повышается срок службы изоляции. При заземлении нейтрали сетей 6-35 кВ через низкоомный резистор (в случаях однофазного замыкания на землю) поврежденное присоединение отключается, что ограничивает продолжительность воздействия перенапряжений на изоляцию. В связи с этим снижается вероятность пробоя изоляции на неповрежденных присоединениях и соответственно общее число однофазных замыканий на землю, а также переход однофазных замыканий в многофазные. Расход внутреннего ресурса изоляции при воздействии импульсов перенапряжений в сети 6-35 кВ при резистивном заземлении нейтрали более чем в два раза ниже, чем в сети с изолированной нейтралью, при этом исключена возможность феррорезонансных явлений, что повышает надежность работы измерительных трансформаторов напряжения и снижает не только простой сети из-за их повреждений, но и вероятность. несрабатывания релейных защит при повреждениях элементов сети. Резистивное заземление нейтрали приводит к более простому выполнению чувствительной и селективной релейной защиты от однофазных замыканий на землю, основанной на токовом принципе.

К недостаткам резистивного заземления нейтрали следует отнести: увеличение тока замыкания на землю (максимум на 40 %), появление на подстанции греющегося оборудования (резистора мощностью 30…400 кВт). Существенным недостатком также являются: дополнительные затраты на заземление нейтрали сетей 6-35 кВ через резистору которые включают проектирование перехода сети на режим заземленной через резистор нейтрали; приобретение резистора, специального трансформатора для его включения, трансформаторов тока для нейтрали и всех отходящих линий, реле защиты, блоков питания схем защиты и автоматики; монтаж ячейки с трансформатором для подключения резистора; монтаж третьего трансформатора тока (если отсутствует трансформатор тока нулевой последовательности) на каждой из отходящих линий напряжением 6-10 кВ; монтаж и наладка устройств релейной защиты и автоматики.

До настоящего времени этот режим заземления нейтрали, несмотря на его важные преимущества, в России применяется лишь в редких случаях. Системы с резистивным заземлением нейтрали нашли применение только в некоторых сетях собственных нужд блочных электростанций и сетях газоперекачивающих компрессорных станций. В то же время, если оценивать мировую практику, то резистивное заземление нейтрали - это наиболее широко применяемый способ.

В системах напряжением 6-10 кВ низкоомное заземление нейтрали с возможностью отключения поврежденных участков сети целесообразно применять в тех сетях, где обеспечена необходимая степень резервирования и автоматизации распределительных электрических сетей, систем электроснабжения и технологических процессов. В чисто кабельных сетях с высокой степенью резервирования экономически и технически выгодно перейти от компенсированной системы заземления нейтрали к нейтрали, заземленной через низкоомный резистор, с отключением поврежденного присоединения без выдержки времени. На подстанциях, питающих преимущественно воздушную сеть и не имеющих высокой степени резервирования, необходимо устанавливать высокоомные резисторы, уменьшающие уровни перенапряжений и время их воздействия. Резисторы можно устанавливать параллельно ДГР. Особо благоприятна установка высокоомного резистора при высоком уровне напряжения смещения нейтрали, когда оно выше допустимого значения 15 % Uф .

studfiles.net

Электроустановки напряжением выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью

Продольные заземлители должны быть проложены вдоль осей электрооборудования со стороны обслуживания на глубине 0,5-0,7 м от поверхности земли и на расстоянии 0,8-1,0 м от фундаментов или оснований оборудования. Допускается увеличение расстояний от фундаментов или оснований оборудования до 1,5 м с прокладкой одного заземлителя для двух рядов оборудования, если стороны обслуживания обращены одна к другой, а расстояние между фундаментами или основаниями двух рядов не превышает 3,0 м.

Поперечные заземлители следует прокладывать в удобных местах между оборудованием на глубине 0,5-0,7 м от поверхности земли. Расстояние между ними рекомендуется принимать увеличивающимся от периферии к центру заземляющей сетки. При этом первое и последующие расстояния, начиная от периферии, не должны превышать соответственно 4,0; 5,0; 6,0; 7,5; 9,0; 11,0; 13,5; 16,0 и 20,0 м. Размеры ячеек заземляющей сетки, примыкающих к местам присоединения нейтралей силовых трансформаторов и короткозамыкателей к заземляющему устройству, не должны превышать 6х6 м.

Если контур заземляющего устройства располагается в пределах внешнего ограждения электроустановки, то у входов и въездов на ее территорию следует выравнивать потенциал путем установки двух вертикальных заземлителей у внешнего горизонтального заземлителя напротив входов и въездов. Вертикальные заземлители должны быть длиной 3-5 м, а расстояние между ними должно быть равно ширине входа или въезда.

1.7.52. Заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований, предъявляемых к напряжению прикосновения, должно обеспечивать в любое время года при стекании с него тока замыкания на землю значения напряжений прикосновения, не превышающих нормированных. Сопротивление заземляющего устройства при этом определяется по допустимому напряжению на заземляющем устройстве и току замыкания на землю.

При определении значения допустимого напряжения прикосновения в качестве расчетного времени воздействия следует принимать сумму времени действия защиты и полного времени отключения выключателя. При этом определения допустимых значений напряжений прикосновения у рабочих мест, где при производстве оперативных переключений могут возникнуть КЗ на конструкции, доступные для прикосновения производящему переключения персоналу, следует принимать время действия резервной защиты, а для остальной территории - основной защиты.

1.7.54. Внешнюю ограду электроустановок не рекомендуется присоединять к заземляющему устройству. Если от электроустановки отходят ВЛ 110 кВ и выше, то ограду следует заземлить с помощью вертикальных заземлителей длиной 2-3 м, установленных у стоек ограды по всему ее периметру через 20-50 м. Установка таких заземлителей не требуется для ограды с металлическими стойками и с теми стойками из железобетона, арматура которых электрически соединена с металлическими звеньями ограды.

Если выполнение хотя бы одного из указанных мероприятий невозможно, то металлические части ограды следует присоединить к заземляющему устройству и выполнить выравнивание потенциалов так, чтобы напряжение прикосновения с внешней и внутренней сторон отрады не превышало допустимых значений. При выполнении заземляющего устройства по допустимому сопротивлению с этой целью должен быть проложен с внешней стороны ограды на расстоянии 1 м от нее и на глубине 1 м горизонтальный заземлитель. Этот заземлитель следует присоединять к заземляющему устройству не менее чем в четырех точках.

1.7.55. Если заземляющее устройство промышленной или другой электроустановки соединено с заземлителем электроустановки выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью кабелем с металлической оболочкой или броней или посредством других металлических связей, то для выравнивания потенциалов вокруг такой электроустановки или вокруг здания, в котором она размещена, необходимо соблюдение одного из следующих условий:

Не требуется выполнение условий, указанных в п. 1 и 2, если вокруг зданий имеются асфальтовые отмостки, в том числе у входов и въездов. Если у какого-либо входа (въезда) отмостка отсутствует, у этого входа (въезда) должно быть выполнено выравнивание потенциалов путем укладки двух проводников, как указано в п. 1, или соблюдено условие по п. 2. При этом во всех случаях должны выполняться требования 1.7.56.

1.7.56. Во избежание выноса потенциала не допускается питание электроприемников, находящихся за пределами заземляющих устройств электроустановок выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью, от обмоток до 1 кВ с заземленной нейтралью трансформаторов, находящихся в пределах контура заземляющего устройства. При необходимости питание таких электроприемников может осуществляться от трансформатора с изолированной нейтралью на стороне до 1 кВ по кабельной линии, выполненной кабелем без металлической оболочки и без брони, или по ВЛ. Питание таких электроприемников может осуществляться также через разделительный трансформатор. Разделительный трансформатор и линия от его вторичной обмотки к электроприемнику, если она проходит по территории, занимаемой заземляющим устройством электроустановки, должны иметь изоляцию от земли на расчетное значение напряжения на заземляющем устройстве. При невозможности выполнения указанных условий на территории, занимаемой такими электроприемниками, должно быть выполнено выравнивание потенциалов.

studfiles.net

Особенности работы сетей с эффективно заземленной нейтралью — КиберПедия

Отмеченные выше преимущества использования для электроснабжения потребителей электрических сетей 3-35 кВ с изолированной или резонансно заземленной нейтралью, позволяющие ограничить число отключений их потребителей при наиболее распространенных в этих сетях аварийных ситуациях, связанных с замыканиями одной фазы сети на землю, оказываются технически и экономически не оправданными при строительстве и эксплуатации распределительных и магистральных сетей более высоких классов напряжений (110 кВ и выше). К основным недостаткам этих сетей прежде всего можно отнести то, что при длительно используемых в этих сетях режимах замыканий одной фазы на землю на изоляцию поврежденных фаз электрооборудования этих сетей длительно (до нескольких часов) могут воздействовать междуфазные (линейные) напряжения, что требует выполнения фазной изоляции электрооборудования этих сетей (относительно земли, элементов, находящихся под нулевым потенциалом) фактически на линейное напряжение, а это в значительной мере повышает относительную стоимость электрооборудования этих сетей. Кроме того, существенным недостатком сетей с изолированной и резонансно заземленной нейтралью является и то, что в этих сетях практически невозможно организовать точное автоматическое определение мест возникновения замыканий одной фазы на землю, которое бы позволило создать автоматику селективного отключения поврежденных цепей с последующим автоматическим восстановлением питания потребителей.

Выполненные исследования и технико-экономический анализ показали, что проблемы снижения в высоковольтных электрических сетях вынужденных составляющих напряжений при возникновении в них однофазных или двухфазных коротких замыканий на землю, а также проблемы с селективным отключением поврежденных участков высоковольтных сетей при однофазных коротких замыканиях могут быть решены при их работе в режимах с глухо или эффективно заземленными нейтралями.

В России глухое заземление нейтралей автотрансформаторов и всех или части трансформаторов применяется в сетях, выполненных на напряжения 110 кВ и выше. В этих сетях путем регулирования отношений величин эквивалентных индуктивных сопротивлений нулевой и прямой последовательностей относительно точек коротких замыканий ( ) удается снизить амплитуды аварийных вынужденных составляющих напряжений промышленной частоты на электрооборудовании неповрежденных фаз при возникновении в них как однофазных, так и двухфазных коротких замыканий на землю. Последнее, дает возможность применить в этих сетях вентильные разрядники и ограничители перенапряжений (ОПН) с более эффективными характеристиками, позволяет, собственно, обеспечить в этих сетях глубокое ограничение коммутационных и грозовых перенапряжений и снизить испытательные напряжения и стоимости изоляционных конструкций трансформаторов и другого высоковольтного электрооборудования, которое составляет существенную долю стоимости этих сетей.

Сетями с эффективно заземленной нейтралью считаются такие сети с глухо заземленной нейтралью, в которых при возникновении в них однофазных или двухфазных коротких замыканий на землю в любых из точек этих сетей и при любых возможных их схемах отношения модулей напряжений на неповрежденных фазах в точках замыканий к модулю наибольшего допустимого рабочего напряжения для этой же сети ( ) не превышает 0,8 (или по отношению к модулю фазного наибольшего допустимого рабочего напряжения ).

Коэффициент 0,8 получил название коэффициента заземления сети соответственно в рассматриваемой точке однофазного или двухфазного короткого замыкания на землю:

;

где и – соответственно наибольшие значения модулей фазных напряжений на неповрежденных фазах при однофазном и двухфазном коротких замыканиях на землю в рассматриваемой точке.

Что касается определения мест положения точек однофазного короткого замыкания в сетях с эффективно заземленной нейтралью и селективного их отключения, то следует иметь ввиду, что в этих сетях замыкания одной фазы на землю считаются короткими замыканиями, то есть сопровождаются большими токами, длительное прохождение которых не допустимо из-за возможности повреждения электрооборудования, поэтому поврежденный участок в этих сетях, как правило, безусловно быстро фиксируется автоматикой и отключается (за доли секунды). Часто повреждения носят дуговой характер, не связанный с органическим повреждением изоляции. В этом случае в течение короткого времени диэлектрические свойства изоляции «перекрытого» промежутка восстанавливаются и появляется возможность автоматической повторной подачи напряжения на поврежденный участок для восстановления питания потребителей (АПВ).

Время, необходимое для деионизации места дугового повреждения, составляет величину порядка 0,6-1,5 с.

Следует также иметь ввиду, что в сетях 110 кВ и выше 80-90 % всех повреждений сетей представляют собой однофазные короткие замыкания на землю, поэтому рациональнее всего при отключениях коротких замыканий отключать только поврежденную фазу электроустановки (например, линии электропередачи) и, затем, ее повторно автоматически включать (ОАПВ – однофазное автоматическое повторное включение). Кроме того, отключение только одной фазы линии электропередачи имеет несомненное преимущество перед ТАПВ (трехфазным автоматическим повторным включением) и с точки зрения сохранения энергосистемой динамической устойчивости после автоматического восстановления поврежденных цепей.

Рассмотренные особенности работы сетей с эффективно заземленной нейтралью, несомненно, способствуют их широкому распространению в решении задач надежного электроснабжения потребителей. Однако, как уже было отмечено, каждое перекрытие высоковольтной изоляции в таких сетях и каждое замыкание фаз на землю сопровождаются большими токами коротких замыканий, достигающими десятков килоампер. Это приводит к повышенным требованиям к отключающей способности выключателей, динамической и термической устойчивости всего высоковольтного электрооборудования, в том числе, заземляющих устройств и устройств защиты линий связи от опасного влияния на них высоковольтных линий электропередачи.

Для повышения надежности и бесперебойности работы сетей 110 кВ и выше они должны быть обеспечены надежной защитой от перенапряжений, средствами ограничения токов коротких замыканий и автоматикой быстрого их отключения с последующей возможностью автоматического повторного восстановления питания потребителей (АПВ).

cyberpedia.su

Электроустановки напряжением выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью

Продольные заземлители должны быть проложены вдоль осей электрооборудования со стороны обслуживания на глубине 0,5-0,7 м от поверхности земли и на расстоянии 0,8-1,0 м от фундаментов или оснований оборудования. Допускается увеличение расстояний от фундаментов или оснований оборудования до 1,5 м с прокладкой одного заземлителя для двух рядов оборудования, если стороны обслуживания обращены одна к другой, а расстояние между фундаментами или основаниями двух рядов не превышает 3,0 м.

Поперечные заземлители следует прокладывать в удобных местах между оборудованием на глубине 0,5-0,7 м от поверхности земли. Расстояние между ними рекомендуется принимать увеличивающимся от периферии к центру заземляющей сетки. При этом первое и последующие расстояния, начиная от периферии, не должны превышать соответственно 4,0; 5,0; 6,0; 7,5; 9,0; 11,0; 13,5; 16,0 и 20,0 м. Размеры ячеек заземляющей сетки, примыкающих к местам присоединения нейтралей силовых трансформаторов и короткозамыкателей к заземляющему устройству, не должны превышать 6х6 м.

Если контур заземляющего устройства располагается в пределах внешнего ограждения электроустановки, то у входов и въездов на ее территорию следует выравнивать потенциал путем установки двух вертикальных заземлителей у внешнего горизонтального заземлителя напротив входов и въездов. Вертикальные заземлители должны быть длиной 3-5 м, а расстояние между ними должно быть равно ширине входа или въезда.

При определении значения допустимого напряжения прикосновения в качестве расчетного времени воздействия следует принимать сумму времени действия защиты и полного времени отключения выключателя. При этом определения допустимых значений напряжений прикосновения у рабочих мест, где при производстве оперативных переключений могут возникнуть КЗ на конструкции, доступные для прикосновения производящему переключения персоналу, следует принимать время действия резервной защиты, а для остальной территории - основной защиты.

1.7.54. Внешнюю ограду электроустановок не рекомендуется присоединять к заземляющему устройству. Если от электроустановки отходят ВЛ 110 кВ и выше, то ограду следует заземлить с помощью вертикальных заземлителей длиной 2-3 м, установленных у стоек ограды по всему ее периметру через 20-50 м. Установка таких заземлителей не требуется для ограды с металлическими стойками и с теми стойками из железобетона, арматура которых электрически соединена с металлическими звеньями ограды.

Если выполнение хотя бы одного из указанных мероприятий невозможно, то металлические части ограды следует присоединить к заземляющему устройству и выполнить выравнивание потенциалов так, чтобы напряжение прикосновения с внешней и внутренней сторон отрады не превышало допустимых значений. При выполнении заземляющего устройства по допустимому сопротивлению с этой целью должен быть проложен с внешней стороны ограды на расстоянии 1 м от нее и на глубине 1 м горизонтальный заземлитель. Этот заземлитель следует присоединять к заземляющему устройству не менее чем в четырех точках.

studfiles.net