ВВЕДЕНИЕ 5
1 Теоретическая часть 7
1.1 Понятие емкостного тока 7
1.2 Компенсационные меры защиты 10
1.3 Дугогасящий реактор 11
1.3.1 Принцип действия дугогасящего реактора 12
1.3.2 Конструкция ДГР 14
1.3.3 Недостаток ДГР 15
1.4 Резистор 18
1.4.1 Высокоомное резистивное заземление нейтрали сети 6 и 10 кВ 19
1.4.2 Низкоомное резистивное заземление нейтрали сети 6 и 10 кВ ...23
2 Аналитическая часть 24
2.1 Анализ компенсации емкостных токов 24
2.2 Применение различных способов заземления нейтрали различных
стран мира 25
2.3 Сравнение оборудования, предназначенное для защиты от
однофазных замыканий на землю в электросетях 28
2.4 Обзор производителей 31
2.5 Параметры. Характеристика оборудования 34
3 Практическая часть 39
3.1 Характеристика ПС 110 кВ «КСК» ПАО «Россети Сибирь» -
«Хакасэнерго» 39
3.2 Расчёт ёмкостных токов 42
3.3 Расчёт мощности ДГР 44
3.4 Расчёт сопротивления и выбор резистора 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 50
ПРИЛОЖЕНИЕ 53
В электротехнике существует такое понятие как емкостный ток, более известный в качестве емкостного тока замыкания на землю в электрических сетях. Однофазное замыкание на землю (далее 033) является наиболее рас-пространенным видом повреждения, на него приходится порядка 70-90 % всех повреждений в электроэнергетических системах. Протекание физических процессов, вызванных этим повреждением, в значительной мере зависит от режима работы нейтрали данной сети. Для того чтобы избежать серьезных негативных последствий, необходимо своевременно и правильно выполнять расчет емкостного тока сети и компенсации его.
В России, согласно п.1.2.16 последней редакции ПУЭ, введенных в действие с 1 января 2003 г., «...работа электрических сетей напряжением 2-35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор». [1] Таким образом, сейчас в сетях 6-35 кВ в России формально разрешены к применению все принятые в мировой практике способы заземления нейтрали, кроме глухого заземления.
В сетях, где используется заземленная нейтраль, замыкание фазы на землю приводит к короткому замыканию. В данном случае ток КЗ протекает через замкнутую цепь, образованную заземлением нейтрали первичного оборудования. Такое повреждение приводит к значительному скачку тока и, как правило, незамедлительно отключается действием РЗ, путем отключения поврежденного участка.
Электрические сети классов напряжения 6-35 кВ работают в режиме с изолированной нейтралью или с нейтралью, заземленной через большое добавочное сопротивление. В этом случае замыкание фазы на землю не приводит к образованию замкнутого контура и возникновению КЗ, а 033 замыкается через емкости неповрежденных фаз. [2]
Нормативные документы (ПТЭЭП) [3] допускают работу линии, с изолированной нейтралью, при 033 - до шести часов, но при этом необходимо немедленно приступить к отысканию места замыкания и его устранению, так как в этом режиме есть большая опасность попадания людей под высокое напряжение. Также, возможно повреждение электрооборудования из-за повышения фазного напряжения до уровня линейного.
Каждый изолированный проводник обладает некоторой емкостью относительно земли. При нарушении изоляции, возникает емкостной ток, стекающий в землю и дуга.
Это приводит:
- К возникновению шагового напряжения в месте замыкания.
- К генерации помех.
- К возникновению электрической дуги.
- К перенапряжениям, многоточечным пробоям изоляции нескольких фаз и коротким межфазным замыканиям.
- К возникновению феррорезонансных процессов в трансформаторах и их повреждению.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка предложений по компенсации токов 033 в сети 10 кВ ПС «КСК» ПАО «Рос-сети Сибирь» - «Хакасэнерго».
Поставлены следующие задачи:
- Анализ оборудования для компенсации 033 в сетях 10 кВ
- Определение емкостных токов 033 для ПС «КСК» ПАО «Россети Сибирь» - «Хакасэнерго»
- Выбор ДГР
- Выбор высокоомного резистора
Объектом исследования являются емкостные токи ПС № 26 110 кВ «КСК» г. Черногорск.
Возникновение емкостного тока в сети несёт опасность повышения напряжения относительно земли на неповреждённых фазах и может вызвать нарушение изоляции на других участках сети, кроме того вместе повреждения появляется электрическая дуга, есть опасность для людей и животных попасть под шаговое напряжение.
До сих пор самое большое число сетей среднего напряжения, эксплуатируемых с режимом изолированной нейтрали, наблюдается только на территории России. Из-за большого числа недостатков от изолированной нейтрали отказалось большинство стран мира. На сегодняшний день стоит обратить внимание на наиболее перспективные режимы - резистивно- заземленные, которые позволяют нивелировать недостатки других типов заземления, а также дополнить их положительные свойства в случае комбинированного исполнения.
По итогам расчётов емкостных токов в сети 10 кВ на ПС 110 кВ № 26 «КСК» г. Черногорск, выявлены значения емкостных токов нуждающихся в компенсации. Также подобранно компенсирующее оборудование для с.ш.1 РЗ - 600 - 93 - 10 - УХЛ1 и с.ш.2 АДМК-400/10. С точки зрения экономической составляющей данного мероприятия, на с.ш. 2 необходимо устанавливать ДГР. Т.к. емкостные токи слишком большие для резистивно- заземлённой нейтрали. Стоимость одного ДГР с системой автоматики более полумиллиона рублей, это не составит экономической выгоды сетевого предприятия от сохранения на некоторое время однофазных замыканий на землю. Потраченные деньги на установку и эксплуатацию ДГР, практически не окупаются. Поэтому с экономической точки зрения выгодно установить на 1 с.ш. высокоомный резистор.
Применение схем с низкоомными резисторами (с токами в несколько десятков ампер), рассчитанными на кратковременный режим работы под напряжением, предпочтительно в сетях с пониженным уровнем изоляции либо использовании высоковольтных электрических машин и при наличии у потребителей резервного питания и АВР.
В настоящее время в нашей стране требуется уделить особое внимание внесению соответствующих корректировок в регламентирующие документы, на основе которых ведется проектирование вновь строящихся объектов электроэнергетики, более конкретизировано отразить рекомендации и требования к применению различных вариаций резисторов. Следующим этапом необходимо активно организовывать модернизацию уже эксплуатируемых объектов с целью снижения рисков повреждения оборудования, повышения надежности электроснабжения, а самое главное обеспечения должной электробезопасности персонала и простых граждан.
