1.1.3.3. Мережі з глухозаземленою нейтраллю

В мережах 110...220 кВ однофазні замикання на землю становлять понад 75...80% усіх пошкоджень, а в мережах більш високих напруг пошкодження міжфазної ізоляції взагалі дуже рідкісні.

При КЗ на землю в місці пошкодження виникає електричне дуга з великим струмом, що гаситься вимкненням лінії електропередачі та її автоматичним повторним ввімкненням (АПВ). У перехідному режимі (тобто безпосередньо після замикання на землю) та при комутаціях в електричній мережі виникають внутрішні перенапруги, найбільше значення яких характеризується їх кратністю до номінальної фазної напруги. Вплив внутрішніх перенапруг є вирішальним при виборі ізоляції і тому обов'язковими є заходи щодо їх обмеження.

Щоб підвищення напруги відносно землі на непошкоджених фазах при однофазних замиканнях на землю в усталеному режимі не перевищу­вало 0,8 лінійної напруги, значення струму однофазного КЗ у будь-якій точці мережі повинно бути не менше як 60% струму трифазного КЗ у тій самій точці. Такий струм замикання на землю забезпечується заземлен­ням необхідної кількості нейтралей трансформаторів та автотрансфор­маторів електричної мережі даної напруги, а мережу, що працює за таких умов, називають мережею з ефективним заземленням нейтралі. У пе­рехідному режимі в мережах з ефективно заземленою нейтраллю кратність внутрішніх перенапруг не перевищує 2,5.

Чим більша кількість заземлених нейтралей, тим менші внутрішні перенапруги. Тому в мережах 330 кВ та вище застосовують глухе заземлення всіх трансформаторів та автотрансформаторів.

Однак заземлення всіх або дуже великої кількості нейтралей трансформаторів призводить до значного зростання струму однофазного короткого замикання, чого слід уникати у випадках, де це можливо, наприклад, в мережах 110 кВ. Крім того, за наявності великої кількос­ті підстанцій, що приєднані до ліній електропередачі глухими відгалуженнями. Кількість заземлених нейтралей трансформаторів у мережі об­межується також умовами роботи релейного захисту. Тому в мережах 110 кВ заземляють тільки таку кількість нейтралей, що забезпечує згадану вище ефективність заземлення та допустиму напругу на нейтралях незаземлених трансформаторів із РПН (регулюванням напруги під наван­таженням) при однофазних коротких замиканнях. У першу чергу заземлюють нейтралі всіх або частини трансформаторів на електростанціях та вузлових підстанціях, a потім вже нейтралі трансформаторів в інших точках мережі, переважаюче значення серед яких мають кінцеві підстан­ції.

1.2. Опис лабораторної установки

Лабораторний стенд являє собою фізичну модель електричної ме­режі (рис. 1.5/, що практично повністю відповідає схемі, наведеній на передній панелі стенда.

Стенд дозволяє проводити дослідження таких трифазних мереж: трипровідної з ізольованою нейтраллю; трипровідної з компенсованою нейтраллю; трипровідної із заземленою нейтраллю; чотирипровідної з ізольованою нейтраллю; чотири провідної із заземленою нейтраллю.

Стенд дозволяє досліджувати ефективність дії захисного заземлення у зазначених вище мережах (зокрема в разі подвійного замикання на землю).

Стенд дозволяє з'ясовувати залежність електробезпеки при нор­мальному режимі роботи мережі залежно:

а) від опору ізоляції відносно землі при сталій ємності;

б) від ємності фаз відносно землі при сталому опорі ізоляції.

Стенд дозволяє моделювати основні параметрі будь-якої із за­значених вище мереж та визначати значення струмів, що протікають че­рез досліджувані кола. Опори ізоляції кожної фази мережі імітуються за допомогою резисторів 10. ..100 кОм (R_A, R_B, R_C, R_N). Ємність кожної фази імітується за допомогою резистора (не позначені на схемі) та послідовно підключеного конденсатора (С_A, С_B, С_C, С_N).

Стенд дозволяє моделювати опір ґрунту між двома сусідніми заземлювачами. Опори ґрунту імітують за допомогою сталого (не позначені не схемі) та змінного резисторів R16, R18), з'єднаних послідовно.

В разі підключення стенду до мережі (тумблера В1) загоряються лампочки –Л1, Л2, Л3, що ввімкнені між фазними проводами те землею.

Три фази, нульовий провід та провід землі дозволяють відповід­ними перемиканнями тумблерів В2, В3 моделювати будь-яку із зазначених трифазних мереж.

Коло замикання фази на корпус обладнання підключають до кожної з фаз через перемикачі В4 та В6.

Гніздо Гн7, Гн8 та Гн15, Гн19 призначені для підключення ампер­метрів для вимірювання струмів, що протікають через коло, що замкнене на корпус.

Аварійний режим замикання фази на корпус обладнання здійснять кнопками Кн1, Кн2.

Тумблери В5 та В7 підключають до корпусів заземлювачі.

До затискачів Кл1, Кл2, Кл3 (знаходяться па лівій частині передньої панелі, не мають позначень) примикають заземлювачі. Кожна клема повинна мати свій заземлювач. Загальним заземлювачем об'єднувати затискачі не можна.

В схемі передбачені гнізда Гн11....Гн18 для додаткових вимірювань.

Резистори R16, R18 та тумблери В8, В9 (знаходяться на лівій частині передньої панелі, не позначені) призначені для імітування опору ґрунту між двома заземлювачами. Межі регулювання опору ґрунту - 2,4...12 кОм.