Перенапряжения от однофазных замыканий в сетях номинального напряжения 110 кВ
Аннотация
Исследованы перенапряжения при однофазных замыканиях на землю в сетях номинальным напряжением 110 кВ, работающих в различных режимах нейтрали. Из-за низких значений активного сопротивления и высоких показателей индуктивного и емкостного сопротивлений переходные процессы линий электропередач и трансформаторов в сетях 110 кВ существенно отличаются от аналогичных процессов в сетях 6…35 кВ. Подобное отличие приводит к увеличению свободных составляющих перенапряжения и затрудняет их затухание.
Определено, что сети номинального напряжения 110 кВ не могут работать в изолированном режиме нейтрали, так как перенапряжение может превысить семикратное значение фазного напряжения, а это сильно усложняет обеспечение фазной изоляции обмоток трансформаторов. Заземление нейтрали через активное или индуктивное сопротивления со значением, равным сопротивлению нулевой последовательности рассматриваемой схемы, существенно снижает величину токов замыкания на землю и особенно перенапряжения. Заземление нейтрали через активное сопротивление приводит к более эффективным результатам, поскольку перенапряжения и ток замыкания на землю имеют достаточно низкие значения. Заземление нейтрали через индуктивное сопротивление ведет к несколько большим значениям перенапряжений и тока замыкания на землю, а при заземлении нейтрали через нелинейную индуктивность, перенапряжения имеют еще более низкие значения, но ток замыкания на землю приближается к значению тока короткого замыкания (КЗ), как при непосредственном заземлении нейтрали.
Сопоставление соответствующих результатов, относящихся к различным способам заземления нейтрали сетей номинальным напряжением 110 кВ, показало, что наиболее эффективным является заземление нейтрали через активное сопротивление со значением, равным сопротивлению нулевой последовательности рассматриваемой схемы. При этом перенапряжения в фазах не превышают 1,78-кратного значения фазного напряжения, и ток замыкания на землю намного меньше чем ток КЗ при заземленной нейтрали. Однако при выборе способа заземления нейтрали, не следует забывать в чем заключается проблема — в ограничении тока КЗ или в ограничении перенапряжений. Во втором случае заземление нейтрали через быстронасыщающийся реактор более приемлемо.
Литература
2. Лихачев Ф.А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов. М.: Энергия, 1971.
3. Новиков О.Я. Устойчивость электрической дуги. Л.: Энергия, 1978.
4. Сиротинский Л.И. Техника высоких напряжений. М.: Госэнергоиздат, 1959.
5. Беляков Н.Н. Исследование перенапряжений при однофазных коротких замыканиях в сетях 6 и 10 кВ, работающих с изолированной нейтралью // Электричество. 1957. № 5. С. 31—36.
6. Джуварлы Ч.М., Набиев Х.И., Абдурахманов А.И. Переходные процессы при однофазных коротких замыканиях в сетях 6…35 кВ при наличии токоограничивающих индуктивностей // Бюлл. АН Азербайджана. Серия «Физико-технические науки». 1981. № 3. С. 18—27.
7. Шалин А.И. Замыкание на землю в линиях электропередачи 6…35 кВ. Особенности возникновения и приборы защиты // Новости электротехники. 2005. № 1. С. 1—4.
8. Фишман В.И. Способы заземления нейтрали 6…35 кВ // Новости электротехники. 2008. № 2. С. 20—26.
9. Scribd. Calculation of Short-circuit Currents [Офиц. сайт] http:www.scribd.com/doc/224027482/Calculation-of- short-circuit-currents (дата обращения 04.06.2018).
10. Mytnikov A.V. High Voltage Engineering. Tomsk: TPU, 2012.
11. Parmar J. Types of Neutral Earthing in Power Distribution. Pt. 1 [Электрон. ресурс] https://electrical-engineering-portal.com/types-of-neutral-earthing-in-power- distribution-part-1 (дата обращения 04.06.2018).
12. Kuffel E., Zaengl W.S., Kuffel J. High Voltage Engineering: Fundamentals. Oxford: ButterworthHeinemann, 2000.
--
Для цитирования: Муфид-заде Н.А., Исмайлова Г.Г. Перенапряжения от однофазных замыканий в сетях номинального напряжения 110 кВ // Вестник МЭИ. 2019. № 4. С. 60—67. DOI: 10.24160/1993-6982-2019-4-60-67.
#
1. Dmokhovskaya L.F. i dr. Tekhnika Vysokikh Napryazheniy. M.: Energiya, 1976. (in Russian).
2. Likhachev F.A. Zamykaniya na Zemlyu v Setyakh s Izolirovannoy Neytral'yu i s Kompensatsiey Emkostnykh Tokov. M.: Energiya, 1971. (in Russian).
3. Novikov O.Ya. Ustoychivost' elektricheskoy dugi. L.: Energiya, 1978. (in Russian).
4. Sirotinskiy L.I. Tekhnika Vysokikh Napryazheniy. M.: Gosenergoizdat, 1959. (in Russian).
5. Belyakov N.N. Issledovanie Perenapryazheniy pri Odnofaznykh Korotkikh Zamykaniyakh v Setyakh 6 i 10 kV, Rabotayushchikh s Izolirovannoy Neytral'yu. Elektrichestvo. 1957;5:31—36. (in Russian).
6. Dzhuvarly Ch.M., Nabiev Kh.I., Abdurakhmanov A.I. Perekhodnye Protsessy pri Odnofaznykh Korotkikh Zamykaniyakh v Setyakh 6…35 kV pri Nalichii Tokoogranichivayushchikh Induktivnostey. Byull. AN Azerbaydzhana. Seriya «Fiziko-tekhnicheskie Nauki». 1981;3:18—27. (in Russian).
7. Shalin A.I. Zamykanie na Zemlyu v Liniyakh Elektroperedachi 6…35 kV. Osobennosti Vozniknoveniya i Pribory Zashchity. Novosti Elektrotekhniki. 2005;1:1—4. (in Russian).
8. Fishman V.I. Sposoby Zazemleniya Neytrali 6…35 kV. Novosti Elektrotekhniki. 2008;2:20—26. (in Russian).
9. Scribd. Calculation of Short-circuit Currents [Ofits. Sayt] http:www.scribd.com/doc/224027482/Calculation-of- short-circuit-currents (Data Obrashcheniya 04.06.2018).
10. Mytnikov A.V. High Voltage Engineering. Tomsk: TPU, 2012.
11. Parmar J. Types of Neutral Earthing in Power Distribution. Pt. 1 [Elektron Resurs] https://electrical-engineering-portal.com/types-of-neutral-earthing-in-power- distribution-part-1 (Data Obrashcheniya 04.06.2018).
12. Kuffel E., Zaengl W.S., Kuffel J. High Voltage Engineering: Fundamentals. Oxford: Butterworth- Heinemann, 2000.
--
For citation: Mufid-zadeh N.A., Ismayilova G.G. Overvoltages Induced by Single-Phase Ground Faults in 110 kV Networks. Bulletin of MPEI. 2019;4:60—67. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2019-4-60-67.
