19. Замыкание на землю в системе с изолированной нейтралью
Электрические сети напряжением 6–35 кВ выполняют с изолированной нейтралью. В таких сетях соединение одного из проводов с землей не является коротким замыканием и называется замыканием на землю. Сила тока замыкания на землю не велика. Она составляет единицы или десятки ампер, однако при определенных условиях может вызвать отрицательные последствия. Часто замыкания на землю могут стать причиной междуфазных коротких замыканий и привести к серьезным авариям в электроустановках. Поэтому необходимо уметь определить силу тока замыкания на землю, чтобы оценить возможную опасность от его появления в сети.
Ток замыкания на землю в сетях напряжением 6–35 кВ с изолированной нейтралью определяют по формулам:
- для воздушных сетей
;
- для кабельных сетей
;
где I3 – ток замыкания на землю, А;
Uн – номинальное напряжение сети, кВ;
l – длина электрически связанных линий с ответвлениями, км.
Если в сети имеются и воздушные и кабельные линии, то, объединив эти две формулы, получим общее выражение:
;
где l в – длина воздушных линий, км;
l к – длина кабельных линий, км.
20. Способы повышения качества электроэнергии
Существуют различные способы повышения показателей качества электроэнергии.
Рассмотрим способы регулирования и симметрирования напряжения.
Регулирование напряжения осуществляется:
стабилизаторами,
конденсаторами,
вольтдобавочными трансформаторами,
с помощью трансформаторов с регулировкой напряжении под нагрузкой.
Симметрирование напряжения можно осуществлять:
увеличением сечения нулевого провода;
конденсаторами;
кольцеванием сетей;
нейтралерами;
трансреакторами;
с помощью трансформаторов со специальными схемами соединения обмоток.
Увеличением сечения нулевого провода достигается уменьшение сопротивления нулевой последовательности, а это, в свою очередь, улучшает качество напряжения. Однако этот способ очень дорогой, применяется не всегда. Конденсаторы не получили большого применения, поскольку
обеспечивают ступенчатое регулирование напряжения (только обратной последовательности).
Исследования ряда авторов показывают, что симметрирующей способностью обладают асинхронные двигатели. Эффект от такого симметрирования в сельских электрических сетях (при большом удельном весе однофазных нагрузок) незначителен.
Одним из способов уменьшения несимметрии напряжений является кольцевание сетей. При этом наиболее загруженная фаза разгружается, а слабо загруженная – загружается, т. е. происходит взаимное выравнивание нагрузки фаз, несимметрия напряжений снижается. Однако кольцевание сетей не обеспечивает (при повышении надежности электроснабжения) необходимого качества напряжения.
Несимметрия напряжений снижается только на 33 %.
На кафедре электроснабжения БГАТУ разработана схема соединения обмоток «звезда-звезда-разомкнутый треугольник с нулем»
Схема содержит дополнительные компенсирующие витки,
расположенные на всех трех стержнях магнитопровода трансформатора и соединенные в разомкнутый треугольник. Один из свободных концов
пленный разомкнутого треугольника подключен к нейтрали об-
мотки низшего напряжения, другой через фарфоровый ввод, закрепленный
на крышке трансформатора, выведен наружу. При равенстве потоков от компенсирующих витков и рабочих обмоток будет иметьместо полная компенсация потоков нулевой последовательности.