Раздел 1. Перенапряжения в электрических сетях 6 ¸ 35 кВ

Первоначально надо рассмотреть общие характеристики внутренних перенапряжений и их классификацию. Выяснить, почему сети напряжением 110 кВ и выше работают с эффективной или глухозаземленной нейтралью, а сети 35 кВ и ниже – с изолированной или компенсированной нейтралью.

Самым распространенным видом повреждений изоляции в сетях 6 ¸ 35 кВ является однофазное замыкание на землю. Оно опасно не столько само по себе, сколько последствиями, к которым оно довольно часто приводит. В связи с этим необходимо глубоко разобраться в механизме возникновения и развития перенапряжений при однофазных замыканиях на землю (ОЗЗ), освоить методику оценки расчета их кратности, а также понять возможные их последствия и факторы, влияющие на величину перенапряжений и их развитие. Изучить причины повышения напряжения при повторных зажиганиях дуги (теории Петерсена, Белякова, Петерса-Слепяна), способы ограничения этих перенапряжений. Следует четко представлять достоинства и недостатки режима работы электрической сети с изолированной нейтралью.

Одним из наиболее распространенных средств повышения надежности работы сетей 6 ¸35 кВ является включение в нейтраль индуктивности – дугогасящего реактора (ДГР). Надо понять, чем вызвана эта мера, в каком режиме должен работать ДГР, как это влияет на кратность перенапряжений при ОЗЗ, как осуществляется выбор ДГР и т.п. Выяснить, как влияют дугогасящие реакторы на перенапряжения в несимметричных режимах и на смещение нейтрали. Рассмотреть перенапряжения в сетях 6 ¸ 35 кВ с дугогасящими реакторами в нейтрали при отключении двухфазного короткого замыкания. В заключение изучения этой части материала должно сложиться четкое представление о преимуществах и недостатков применения ДГР.

Одним из перспективных направлений повышения надежности работы сетей 6 ¸35 кВ является резистивное заземление нейтрали. Изучая этот способ заземления нейтрали, надо понять, почему в этом случае перенапряжения не превышают 2,2 ¸2,3U_ф (исключаются феррорезонансные процессы), в чем недостатки этого режима работы нейтрали. Необходимо рассмотреть применение в нейтрали параллельно включенных дугогасящих реакторов ДГР и резистора, что это дает и когда может применяться.

Литература: [1] §27.6; [2] гл. 24; [4] гл. 6; [7] гл. 18.

 

Вопросы для самоконтроля

1. На какие группы подразделяются внутренние перенапряжения?

2. Назовите основные характеристики внутренних перенапряжений. Что такое ударный коэффициент?

3. Что определяет кратность квазиустановившихся перенапряжений?

4. В чем опасность однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью?

5. Почему уровень изоляции в сети с изолированной нейтралью должен быть выше, чем в сетях с эффективно заземленной нейтралью?

6. Почему в сети с изолированной нейтралью при замыкании одной фазы на землю возникает колебательный процесс? Чем определяется его частота?

7. Почему в сети с изолированной нейтралью в момент замыкания фазы на землю напряжение на здоровых фазах возрастает скачком, и от чего зависит значение этого напряжения?

8. От чего зависит максимальное напряжение на здоровых фазах при однократном замыкании фазы на землю в сети с изолированной нейтралью, и какова его кратность?

9. От чего зависит амплитуда броска тока в момент замыкания фазы на землю в сети с изолированной нейтралью?

10. Какое условие должно быть выполнено, чтобы возникло повторное зажигание дуги, и от чего зависит момент повторного зажигания?

11. От чего зависит значение максимальных перенапряжений при повторных зажиганиях дуги в сети с изолированной нейтралью?

12. Почему возникает смещение нейтрали в сети с изолированной нейтралью после гашения дуги в месте замыкания фазы на землю, и как его определить?

13. Почему на поврежденной фазе после гашения дуги появляется всплеск напряжения, называемый пиком гашения?

14. Почему замыкание фазы на землю с перемежающейся дугой опаснее металлического замыкания?

15. Чья теория дает максимальные значения перенапряжений при однофазных замыканиях на землю в сети с изолированной нейтралью, и в чем она состоит?

16. С какой целью и в каких случаях в нейтраль трансформатора включается индуктивность?

17. Что понимается под настройкой и расстройкой ДГР? Какие существуют режимы настройки ДГР?

18. Чем обусловлено требование резонансной настройки ДГР?

19. При какой настройке ДГР наблюдается самое медленное восстановление напряжения на дуговом промежутке и почему?

20. Почему предпочтительнее настройка ДГР с небольшой перекомпенсацией, чем с недокомпенсацией?

21. Почему недопустима установка ДГР на тупиковых подстанциях?

22. Исходя из чего выбирается мощность ДГР? Почему завышенная или заниженная мощность ДГР нежелательна?

23. Надо ли защищать от перенапряжений нейтраль трансформатора с ДГР? Если да, то чем и почему?

24. Какое напряжение несимметрии допускается в нормальных режимах, и какое смещение нейтрали является опасным?

25. Как влияет включение ДГР на напряжение смещения нейтрали, и от чего зависит это влияние?

26. Изменяется ли настройка ДГР при обрыве провода одной из фаз и почему?

27. Как определить значение емкостного тока сети методом искусственной несимметрии?

28. От чего зависит величина перенапряжений в сети с компенсированной нейтралью (ДГР включен) при двухфазных замыканиях на землю?

29. В чем преимущества заземления нейтрали трансформатора через активное сопротивление по сравнению с заземлением через ДГР?

30. Какие требования должны быть выполнены при установке резистора в нейтрали трансформатора?