Вайнштейн Р.А., Коломиец Н.В., Шестакова В.В. Режимы заземления нейтрали в электрических системах

Подождите немного. Документ загружается.

доп

нpA Ф

Дх

IE3щC

которая компенсируется установкой такого значения υ, при котором ре-

активная составляющая тока замыкания

op A Фд

=IE3щC( Дх )

оп

−

будет равна и противоположна по направлению току .

нp

Список обозначений

Глава 1

– емкостное сопротивление фазы относительно земли;

– продольное индуктивное сопротивление фазы в эквивалентной

схеме сети;

– индуктивное сопротивление между фазой и землей;

E,E,E



– вектора фазных ЭДС эквивалентного источника питания;

Y,Y,Y

– полные комплексные проводимости фаз сети относительно

земли;



– вектор напряжения на нейтрали сети;



– вектор тока в месте замыкания;

Глава 2

A1 A2 A0

I,I ,I

 

– векторы токов прямой, обратной и нулевой последователь-

ностей для фазы А;

A1 A 2 A0

U,U ,U

 

– векторы напряжений прямой, обратной и нулевой по-

следовательностей для фазы А;

Z,Z ,Z

– полные сопротивления прямой, обратной и нулевой после-

довательностей относительно места однофазного короткого замыкания;

(1)

– ток однофазного короткого замыкания;

r,x

– активное и реактивное сопротивление прямой последовательно-

сти относительно места однофазного короткого замыкания;

r,x

– активное и реактивное сопротивление нулевой последовательно-

сти относительно места однофазного короткого замыкания;

α=

;

112

ЭЛТИ ТПУ

неп.Ф

ном

– коэффициент заземления;

неп.Ф

– напряжение на неповрежденных фазах;

ном

– номинальное напряжение сети;

раб

– рабочее напряжение сети;

Глава 3



– действующее значение фазной ЭДС источника питания;

С , С , С

– емкости фаз сети относительно земли;

G,G,G

– активные проводимости фаз сети относительно земли;

– суммарная емкость фаз сети относительно земли;

– суммарная активная проводимость фаз сети относительно земли;

– круговая частота промышленного тока;

– коэффициент емкостной несимметрии сети;

– коэффициент несимметрии активных проводимостей фаз сети;

d – относительная суммарная активная проводимость фаз сети относи-

тельно земли;

Nсм

– напряжение смещения нейтрали сети;

– переходное активное сопротивление цепи замыкания на землю;

– переходная активная проводимость цепи замыкания на землю;

– полная комплексная проводимость фаз сети относительно земли,

когда она одинакова в трех фазах;

– суммарная активная проводимость фаз сети относительно земли,

когда она одинакова в трех фазах;

ABC

I,I,I



– токи, протекающие через суммарные проводимости фаз сети

относительно земли;

зR0



– ток в месте замыкания при переходном сопротивлении, равном

нулю;

AB BC AC

С , С , С

– суммарные междуфазные емкости фаз сети;

МФ

– суммарная междуфазная емкость, когда она одинакова между па-

рами всех фаз;

ABC

u,u,u

– мгновенные значения напряжений фаз сети;

ABC

e,e,e

– мгновенные значения ЭДС источника питания;

нач пр

u,u

– мгновенные значения начального и принужденного напряже-

ний при переходном процессе;

113

ЭЛТИ ТПУ

– мгновенное максимальное значение напряжения при переходном

процессе;

– коэффициент затухания переходного процесса накопления избы-

точных зарядов на емкостях неповрежденных фаз при зажигании дуги;

– частота свободных колебаний переходного процесса накопления

избыточных зарядов на емкостях неповрежденных фаз при зажигании

дуги;

– период свободных колебаний переходного процесса накопления

избыточных зарядов на емкостях неповрежденных фаз при зажигании

дуги;

– коэффициент снижения амплитуды свободных колебаний за поло-

вину периода переходного процесса накопления избыточных зарядов на

емкостях неповрежденных фаз при зажигании дуги;

– коэффициент, определяющий влияние междуфазных емкостей на

начальные напряжения на неповрежденных фазах при зажигании дуги;

экв экв

R,L

– соответственно эквивалентные активное сопротивление и

индуктивность на пути переходного тока при зажигании дуги;

, – соответственно коэффициент затухания, частота свободных

колебаний и коэффициент снижения амплитуды свободных колебаний

за половину периода переходного процесса восстановления напряжения

на поврежденной фазе после гашения дуги;

,ω

Фm

– амплитуда ЭДС источника питания сети;

BM CM

u,u

– мгновенные максимальные значения напряжений на непо-

врежденных фазах сети;

п.г.

– мгновенное максимальное значение напряжения на поврежден-

ных фазе после гашения дуги (пик гашения);

п.г.

– момент времени, когда имеет место пик гашения;

tΔ

– время горения дуги (от момента зажигания до момента погаса-

ния);

n – номер текущего цикла «зажигания – погасания дуги» (n = 1, 2, 3, …);

– фазовый угол в момент зажигания дуги, при котором имеет место

максимальное перенапряжение по теории Белякова;

Глава 4

Фm

– амплитуда ν-й гармоники ЭДС источника питания сети;

ABC

E,E,E

νν



– векторы ν-й гармоники ЭДС источника питания;

L – индуктивность дугогасящего реактора;

– индуктивная проводимость дугогасящего реактора;

114

ЭЛТИ ТПУ

– активная проводимость, учитывающая потери в дугогасящем ре-

акторе;



– вектор ν-й гармоники тока в месте замыкания;

υ – коэффициент расстройки компенсации емкостного тока;

– резонансная частота колебательного контура, образованного ин-

дуктивностью дугогасящего реактора и суммарной емкостью сети;

– эквивалентная продольная индуктивность фазы сети;

– частота свободных колебаний напряжения на нейтрали в компен-

сированной сети после погасания дуги;

ог

– мгновенное значение огибающей восстанавливающегося напряже-

ния на поврежденной фазе после погасания дуги.

Глава 5

– проводимость заземляющего резистора;

∗

– относительная проводимость заземляющего резистора, приведен-

ная к суммарному емкостному сопротивлению сети;

∗

– относительное переходное активное сопротивление цепи замыка-

ния на землю, приведенной к суммарному емкостному сопротивлению

сети;



– емкостная составляющая тока замыкания на землю;



– активная составляющая тока замыкания, обусловленная активной

проводимостью фаз сети относительно земли;



– активная составляющая тока замыкания, обусловленная заземле-

нием нейтрали через резистор;

∗

– отношение дополнительного активного тока к емкостному току

замыкания;

– квадрат резонансной частоты эквивалентного контура переходно-

го емкостного тока;

д , щ

– соответственно коэффициент затухания и резонансная частота

контура переходного емкостного тока без учета влияния заземляющего

резистора;

– напряжение на нейтрали в момент погасания дуги;

– постоянная времени процесса стекания избыточных зарядов;

– угол, определяемый моментами времени между моментом погаса-

ния дуги и моментом перехода через нуль е

(t).

115

ЭЛТИ ТПУ

Глава 6

– постоянная времени затухания амплитуды свободных колебаний на

нейтрали.

Глава 7

′



– ток в месте замыкания, который имел бы место без источника до-

полнительного тока;

доп



– ток дополнительного источника;

доп a доп p

I,I



– активная и реактивная составляющие дополнительного то-

ка;

доп

– индуктивность дополнительного реактора, подключаемого к од-

ной фазе сети;

З0



– составляющая тока замыкания, определяемая суммарной проводи-

мостью сети относительно земли;

ЗН



– составляющая тока замыкания, определяемая несимметрией про-

водимостей фаз;

доп

– отношение проводимости дополнительного реактора к суммар-

ной емкостной проводимости фаз сети относительно земли;

– активная составляющая тока замыкания;

– реактивная составляющая тока замыкания;

нa

– активная составляющая тока несимметрии;

нp

– реактивная составляющая тока несимметрии.

116

ЭЛТИ ТПУ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Вильгейм Р., Уотерс М. Заземление нейтрали в высоко-

вольных системах. – М.: Госэнергоиздат, 1959. – 415 с.

Черногубовский З.П. Заземление нейтрали электрических

систем высокого напряжения. – Ленинград, 1934. –201 с.

Сирота И.М., Кисленко С.Н., Михайлов А.М. Режимы ней-

трали электрических систем. – Киев: Изд-во АН СССР,

1985. – 264 с.

Лихачев Ф.А. Замыкания на землю в сетях с изолированной

нейтралью и с компенсацией емкостных токов. – М.: Энер-

гия, 1971. – 152 с.

Труды Всероссийской научно-тех. конференции «Ограни-

чение перенапряжений и режимы заземления нейтралей

сетей 6–35 кВ». – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. –198 с.

Труды Всероссийской научно-тех. конференции «Ограни-

чение перенапряжений и режимы заземления нейтралей

сетей 6–35 кВ». – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. –200 с.

Труды Всероссийской научно-тех. конференции «Ограни-

чение перенапряжений и режимы заземления нейтралей

сетей 6–35 кВ». – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. –185 с.

Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в

энергетических системах. – М.: Наука, 1970. – 510 с.

Техника высоких напряжений / Под ред. Д.В. Разевига. –

М.: Энергия, 1976. – 488 с.

10.

Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и под-

станций. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 640 с.

11.

Васильев А.А., Крючков И.П., Наяшкова Е.Ф., Околович

М.Н. Электрическая часть станций и подстанций. – М.:

Энергоатомиздат, 1990. – 575 с.

12.

Буткевич Т.В. Дуговые процессы при коммутациях элек-

трических цепей. – М.: Высшая школа, 1967. – 212 с.

13.

Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника вы-

соких напряжений. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 463 с.

14.

Кадомская К.П., Лавров Ю.А., Рейхердт А.А. Перенапря-

жения в электрических сетях различного напряжения и за-

щита от них: Учебник. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004.

– 368 с.

15.

Лихачев Ф.А. Инструкция по выбору, установке и эксплуа-

тации дугогасящих катушек. – М.: Энергия, 1971. – 104 с.

16.

Евдокунин Г.А. Анализ внутренних перенапряжений в се-

тях 6–10 кВ и обоснование необходимости перевода сетей в

117

ЭЛТИ ТПУ

режим с резистивным заземлением нейтрали. Труды Все-

российской научно-тех. конференции «Ограничение пере-

напряжений и режимы заземления нейтралей сетей 6–35

кВ». – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. – С. 9 – 13.

17.

Кадомская К.П., Виштибеев А.В. О резистивном заземле-

нии нейтрали в сетях 6–35 кВ различного назначения. Тру-

ды Всероссийской научно-тех. конференции «Ограничение

перенапряжений и режимы заземления нейтралей сетей 6–

35 кВ». – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. – С. 41 – 48.

18.

Целебровский Ю.В. Опыт эксплуатации электрических се-

тей с резистивным заземлением нейтрали. Труды Всерос-

сийской научно-тех. конференции «Ограничение перена-

пряжений и режимы заземления нейтралей сетей 6–35 кВ».

– Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. – С. 56 – 62.

19.

Ильиных М.В., Сарин Л.И., Челазнов А.А. Применение вы-

сокоомных резисторов в сети с компенсированной нейтра-

лью. Труды Всероссийской научно-тех. конференции «Ог-

раничение перенапряжений и режимы заземления нейтра-

лей сетей 6–35 кВ». – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. –

С. 49–52.

20.

Майборода В.Н., Обабков В.К. Внедрение полного подав-

ления дуговых замыканий на землю в сети СН 6 кВ Тюмен-

ской ТЭЦ-1 на основе резонансного заземления нейтрали.

Труды Всероссийской научно-тех. конференции «Ограни-

чение перенапряжений и режимы заземления нейтралей

сетей 6–35 кВ». – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. – С. 65

– 72.

21.

Обабков В.К., Целуевский Ю.Н. Идеология полного подав-

ления дуговых замыканий как универсальное средство

борьбы с однофазными замыканиями на землю в сетях 6–35

кВ различного назначения. Труды Всероссийской научно-

тех. конференции «Ограничение перенапряжений и режи-

мы заземления нейтралей сетей 6–35 кВ». – Новосибирск:

Изд-во НГТУ, 2004. – С. 67 – 75.

118

ЭЛТИ ТПУ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………. … 3

КЛАССИФИКАЦИЯ СЕТЕЙ ПО ЗНАЧЕНИЮ ЭЛЕКТРИЧЕ-

СКИХ ВЕЛИЧИН ПРИ ОДНОФАЗНОМ ЗАМЫКАНИИ НА

ЗЕМЛЮ ………………………………………..................................5

СЕТИ С ЭФФЕКТИВНЫМ ЗАЗЕМЛЕНИЕМ НЕЙТРАЛИ ……11

СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ …………………...19

3.1.

Сети с изолированной нейтралью в нормальном режиме ……19

3.2.

Режим устойчивого замыкания на землю ……………………..22

3.3.

Режим дугового замыкания на землю …………………………27

3.3.1. Общие сведения о дуге переменного тока ……………...27

3.3.2

Переходные процессы при пробое фазы на землю

и обрыве дуги …………………………………………………...30

3.3.3. Теории формирования перенапряжений при дуговых за-

мыканиях на землю ……………………………………………..44

СЕТИ С КОМПЕНСАЦИЕЙ ЕМКОСТНОГО ТОКА …………..50

4.1.

Компенсированная сеть при устойчивом замыкании на зем-

лю ………………………………………………………………...51

4.2.

Компенсированная сеть в нормальном режиме ………………62

4.3.

Переходные процессы при замыкании на землю в сети с ком-

пенсацией емкостного тока …………………………………….64

4.4.

Перенапряжения при дуговых замыканиях в сети с компенса-

цией емкостных токов ……………………………………...…..76

4.5.

Влияние точности настройки компенсации емкостных токов на

процессы, определяющие эффективность компенсации ……..81

СЕТИ С РЕЗИСТИВНЫМ ЗАЗЕМЛЕНИЕМ НЕЙТРАЛИ..……85

5.1.

Сети с резистивным заземлением нейтрали при устойчивом за-

мыкании на землю и нормальном режиме работы сети ……...87

5.2.

Влияние резистивного заземления нейтрали на перенапряже-

ния при повторных зажиганиях дуги ………………………….92

СЕТИ С КОМБИНИРОВАННЫМ ЗАЗЕМЛЕНИЕМ НЕЙТРА-

ЛИ …………………………………………………………………..99

7. ПОЛНАЯ КОМПЕНСАЦИЯ ТОКА ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМ-

ЛЮ………………………………………………………………….103

Список обозначений ……………………………………………………..111

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ………………………………….115

СОДЕРЖАНИЕ …………………………………………………………..117

119

ЭЛТИ ТПУ

Роберт Александрович Вайнштейн

Наталья Васильевна Коломиец

Вера Васильевна Шестакова

РЕЖИМЫ РАБОТЫ НЕЙТРАЛИ

В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Учебное пособие

Научный редактор,

доктор технических наук,

профессор Б.В. Лукутин

Редактор Е.О.Фукалова

120

ЭЛТИ ТПУ