Система с изолированной нейтралью. Системы с компенсацией емкостных токов замыкания на землю, страница 4

Однако система с глухим заземлением нейтрали имеет ряд недостатков, которые заключаются в следующем:

любое однофазное замыкание на землю является КЗ и релейная защита немедленно отключает поврежденный участок, т. е. нарушается бесперебойность электроснабжения, что требует для ограничения бестоковых пауз применения быстродействующих устройств АПВ и выполнения систем с резервированием для наиболее ответственных потребителей (повышение затрат, дополнительные капиталовложения и ущерб от недоотпуска продукции); значительное электромагнитное влияние на линии связи, что приводит к увеличению затрат на защиту последних;

некоторое удорожание релейной защиты в связи с устройством ее в трехфазном исполнении;

токи КЗ могут достигать очень больших значений (превышать токи трехфазных КЗ) при замыканиях на землю, что является причиной динамических разрушающих усилий, распространяющихся на значительную часть системы (повреждения железа статора при пробое изоляции на корпус, разрывы оболочек кабелей, разрушение гирлянд изоляторов на воздушных ЛЭП и т. п.); при больших токах КЗ уменьшается синхронизирующий момент (синхронные двигатели могут затормозиться, а параллельно работающие станции — выйти из синхронизма);

опасность поражения людей вследствие больших напряжений прикосновения и шага из-за токов КЗ при однофазном замыкании на землю; значительное увеличение затрат на заземляющие устройства.

Уменьшение токов однофазного КЗ в системе с глухозаземленной нейтралью достигается за счет разземления нейтрали у некоторых трансформаторов системы либо введением в нейтраль токоограничивающего сопротивления (активного R или индуктивного wL). Разземление нейтрали у части трансформаторов системы преследует цель уменьшить ток однофазного КЗ до величины тока трехфазного КЗ, определяющего необходимую  отключающую способность выключателей. Однако в некоторых случаях уменьшение числа глухозаземленных  нейтралей не достигает цели, а эксплуатация системы усложняется. В таких случаях приходится прибегать к заземлению нейтрали трансформаторов системы через сопротивление того или иного рода. Но при этом полностью освободиться от перенапряжении или повышения напряжения «здоровых» фаз относительно земли в аварийных режимах не удается.

При заземлении нейтрали через индуктивное сопротивление Х_р (реактор) ток в месте повреждения будет значительно больше емкостного тока замыкания на землю, но не более допустимых величин, ограниченных возможностью появления устойчивого дугового замыкания на землю. Напряжения поврежденных фаз относительно земли в аварийном режиме составляют (0,8—1,0)U_л (уровень изоляции как в системах с изолированной нейтралью). Реакторы в нейтрали повышают устойчивость системы при однофазных замыканиях на землю и ограничивают коммутационные перенапряжения до допустимых пределов.

При заземлении нейтрали через активное сопротивление R ток в месте повреждения будет больше емкостного тока замыкания на землю (но меньше, чем при заземлении нейтрали через X_p), а напряжения неповрежденных фаз относительно земли могут быть выше, чем в системе с изолированной нейтралью (1,73— 1,9) Uф. При правильно выбранной величине R устойчивость системы при однофазных замыканиях на землю обычно выше, чем при глухозаземленной нейтрали. С точки зрения коммутационных перенапряжений системы с нейтралью, заземленной через R, аналогичны системам с глухозаземленной нейтралью (самые низкие). Заземление нейтрали через R является эффективной мерой для предотвращения перенапряжений при переходных процессах замыкания на землю, так как R шунтирует емкости сети, обусловливая апериодический процесс разряда (лучшие результаты в этом отношении имеют место при величине R, равной или близкой ). Надежность заземления нейтрали через R выше, чем через Х_р. Токоогра-ничивающие активное и реактивное сопротивления, заземляющие нейтраль, обычно выбирают такой величины, при которой ток замыкания фазы на землю превышает возможный максимальный ток нагрузки.