Курсовая работа: Комплекс заземления нейтрали сети 35 кВ

(1.1)

где U_н – начальное значение напряжения на неповрежденных фазах в момент повторного зажигания;

U_к – значение установившегося напряжения колебаний;

– коэффициент, учитывающий затухание высокочастотных колебаний, который принимается обычно равным 0,9.

Если принять, что при перовом повторном зажигании в момент максимума напряжения поврежденной фазы в сети нет остаточных зарядов, то максимальное перенапряжение на поврежденной фазе, достигаемое в переходном процессе, будет равно:

(1.2)

Кратковременные перенапряжения порядка 3U_ф не опасны для нормальной изоляции при рабочих напряжениях до 35 кВ включительно. Однако длительные перенапряжения могут привести к тепловому пробою изоляции. Кроме того, на процесс развития перенапряжений в сетях часто действуют дополнительные факторы, повышающие кратность перенапряжений. Замечено, в частности, что при неустойчивых дугах на неповрежденных фазах часто срабатывают разрядники, имеющие пониженную кратность разрядного напряжения при рабочей частоте. Работа разрядников может привести к появлению перенапряжений, опасных для изоляции. Действительно, если происходит гашение дуги разрядником на неповрежденной фазе, а поврежденная фаза заземлена, то восстанавливающееся напряжение изменяется от нуля до 2U_л = 3,46U_ф . Поэтому каждый раз, когда происходит срабатывание разрядников, на изоляцию здоровых фаз воздействует перенапряжение 3,46U_ф .

При компенсации емкостных токов воздушные и кабельные сети могут длительно работать с замкнувшейся на землю фазой. В сети с изолированной нейтралью трансформаторов однофазное замыкание может существовать, если емкостной ток замыкания препятствует самопогасанию дуги в месте замыкания. При включении в нейтраль трансформатора реактора (рис.1.6) через место замыкания вместе с емкостным током проходит индуктивный ток, обусловленный индуктивностью реактора L_к .

Рис.1. 6. Схема сети с дугогасящей катушкой при однофазном замыкании на землю

Подбирая соответствующее значение индуктивности реактора L_к , можно добиться равенства емкостной и индуктивной составляющих тока замыкания (осуществить компенсацию емкостного тока замыкания). Компенсация наступит, если выполняется условие

(1.3)

где w = 314 рад^–1 – промышленная частота.

Реактор в сети играет двойную роль. При компенсации снижение тока до остаточного значения I_ост , обусловленного активными потерями в сети, способствует самопогасанию дуги в месте замыкания. Кроме того, реактор резко снижает скорость восстановления напряжения на дуге.

Значение остаточного тока I_ост можно определить по схеме замещения (рис. 1.7). В этой схеме L_к – индуктивность замыкающего реактора; g – активная проводимость, учитывающая активные потери в реакторе и сети; источник напряжения имеет значение фазного напряжения U_ф в трехфазной сети.

Рис. 1.7 Расчетная схема для определения восстанавливающегося напряжения на дуговом промежутке при однофазном замыкании на землю
в сети с дугогасящей катушкой

Отношение токов в индуктивности L_к и емкости 3С₀ носит название настройки заземляющего реактора

(1.4)

где .

Остаточный ток в дуге (рис. 1.7)

(1.5)

где I_a = U_ф g – активная составляющая тока в месте замыкания;

I_С = 3U_ф wС₀ – емкостная составляющая тока, равная току замыкания в отсутствии заземляющего реактора.

Как видно из (1.5), остаточный ток I_ост тем меньше, чем ближе значение k_н к единице. При k_н = 1 (точная настройка реактора) через место замыкания протекает только малый активный ток (g» 0).

Погасание дуги происходит при прохождении тока I_ост через нулевое значение. Этому соответствует разрыв цепи между зажимами 1 и 2 (рис. 1.7), при котором потенциал точки 2 изменяется с промышленной частотой w; потенциал точки 1 с частотой w₀ собственных колебаний контура L_к – 3С₀ . Напряжение, восстанавливающееся на поврежденной фазе, равно разности потенциалов точек 1 и 2 и описывается следующим соотношением:

(1.6)

где j – фазовый угол напряжения в момент погасания дуги;

d – коэффициент затухания свободных колебаний.