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.