Разработка защиты от замыканий на землю в сетях 6-35 кВ с компенсированной нейтралью, реагирующей на активную составляющую. Режимы заземления нейтрали. Разработка физических и математических моделей сетей 6-10 кВ с воздушными и кабельными линиями.
Аннотация к работе
Режим заземления нейтрали в сети 6-35 КВ определяет: ¦ ток в месте повреждения и перенапряжения на неповрежденных фазах при однофазном замыкании; Таким образом, очевидно, что режим заземления нейтрали в сети 6-35 КВ влияет на значительное число технических решений, которые реализуются в конкретной сети. То есть всего в мире в сетях среднего напряжения (до 69 КВ), в отличие от сетей высокого напряжения (110 КВ и выше), используются четыре возможных варианта заземления нейтральной точки сети: заземление защита нейтраль сеть Кроме указанных четырех режимов заземления нейтрали в мире применяется также комбинация (параллельное включение) дугогасящего реактора и резистора. 1.1), то хорошо видно, что в отличие от России, где используется режим изолированной нейтрали (примерно 80 % сетей 6-35 КВ) и режим заземления через дугогасящий реактор (примерно 20 % сетей 6-35 КВ), в других странах чаще всего применяется заземление нейтрали через резистор или дугогасящий реактор.Режим изолированной нейтрали используется в России достаточно давно, и подавляющее большинство сетей 6-35 КВ (примерно 80 %) работает именно с этим режимом заземления нейтрали. 2 приведена типовая двухтрансформаторная подстанция с изолированной нейтралью на стороне 6-10 КВ. 1.2, в этом случае нейтральная точка в сети 6-10 КВ физически отсутствует, так как обмотки силовых трансформаторов на стороне 6-10 КВ соединены в треугольник. В сетях 35 КВ с изолированной нейтралью нейтральная точка физически присутствует, так как обмотки трансформаторов 35 КВ в большинстве случаев соединены в звезду с выводом нейтральной точки через отдельный проходной изолятор на крышку бака трансформатора. Многолетний опыт эксплуатации сетей с изолированной нейтралью, накопленный не только в России, но и во всем мире, позволяет говорить о существенных недостатках режима изолированной нейтрали в сетях 6-35 КВ, таких как: ¦ дуговые перенапряжения и пробои изоляции на первоначально неповрежденных фидерах при однофазных замыканиях на землю в сети;Компенсация емкостного тока замыкания на землю в сетях 6-35 КВ применяется для уменьшения тока замыкания на землю, снижения скорости восстановления напряжения на поврежденной фазе после гашения заземляющей дуги, уменьшения перенапряжений при повторных зажиганиях дуги и создания условий для ее самопогасания. Компенсация должна применяться при следующих значениях емкостного тока замыкания на землю сети в нормальных режимах ее работы:-в воздушных сетях 6-20 КВ на железобетонных или металлических опорах и во всех сетях 35 КВ - при токе более 10 А; Автоматическая настройка компенсации рекомендуется в сетях 35 КВ при емкостном токе замыкания на землю более 10 А и в сетях 6-10 КВ при емкостном токе более 50 А. При однофазном замыкании на землю в сети дугогасящий реактор создает в месте повреждения индуктивную составляющую тока, равную емкостной. Режим заземления нейтрали через дугогасящий реактор с шунтирующим низковольтным резистором, подключаемым во вторичную силовую обмотку напряжением 500 В, позволяет реализовать селективную защиту от замыканий на землю как с использованием простых токовых защит, так и более сложных направленных защит по направлению тока 3I0 или активной мощности нулевой последовательности («ваттметрические»).Экспериментальная установка для физического моделирования процессов при замыканиях на землю в сетях с изолированной и компенсированной нейтралью разработана на кафедре ,,Электрические станции” ЮРГТУ(НПИ) для исследования процессов и сравнительного испытания различных устройств защиты и сигнализации в установившихся и переходных режимах. С целью упрощения установки в модели используются только факторы, определяющие основу процесса повреждения, пренебрегая при этом нагрузкой сети, заменяя распределенные емкости фаз элементов сети относительно земли эквивалентными расчетными емкостями Coj, не учитываются активные и индуктивные сопротивления линий, а также междуфазные емкости присоединений. Моделируется сеть, содержащая трехфазный источник питания с изолированной нейтралью и три присоединения. Емкости батарей конденсаторов регулируются дискретно, независимо для каждой батареи, что позволяет регулировать емкостный ток в месте замыкания на землю Із(с)=3I0(с) при работе сети с изолированной нейтралью в диапазоне от 0,4 до 13А, здесь I0(с)=-JUФ/хс? , где Uф - номинальное фазное напряжение сети; Емкостный ток замыкания на землю в месте повреждения замеряется амперметром PA4, при имитации замыкания на землю выключаем SF2.Емкостный ток каждого присоединения контролируется через измерительные трансформаторы тока TA1-TA3 амперметрами PA1-PA3.При этом в нормальном режиме работы сети косвенно измеряется емкостный ток фазы А присоединения, а при замыкании на землю фазы А измеряется емкостный ток замыкания каждого присоединения.Кроме того, математическое моделирование позволяет в широких пределах варьировать параметры исследуемой модели, что невозможно сделать при исследованиях на натурной модели.
План
СОДЕРЖАНИЕ
1. Режимы заземления нейтрали
1.1 Режим изолированной нейтрали
1.2 Режим заземления нейтрали в сети 6-35 КВ через дугогосящий реактор
1.3 Режим заземления нейтрали в сети 6-35 КВ через резистор (резестивное заземление нейтрали)
2. Разработка физических и математических моделей сетей 6-10КВ с воздушными и кабельными линиями
2.1 Физическая модель кабельной сети 6-10КВ
2.2 Математическая модель кабельной сети 6-10КВ
3. Разработка защиты от замыканий на землю в сетях 6-10КВ с воздушными и кабельными линиями