Рассредоточенное и комбинированное заземление нейтрали городских кабельных электрических сетей напряжением 6-10 кВ, страница 7

Способ заземления нейтрали с помощью описанной искусственной нейтральной точки назовём активно-индуктивным искусственным заземлением.

Определить величину сопротивления активно-индуктивной искусственной точки Z_и, обеспечивающую на шинах центра питания низшего напряжения U оптимальную величину тока однофазного замыкания на землю (), как правило, составляющую 500; 800; 1000-1500; 1500 А соответственно при номинальных напряжениях 3-6; 10; 20; 35 кВ [11] можно по формуле, Ом

,                                            (2.4)

Требуемое реактивное сопротивление искусственной нейтральной точки можно определить по формуле, Ом

                            (2.5)

Требуемую реактивную мощность искусственной нейтральной точки, обеспечивающую её реактивное сопротивление в сети 10 кВ можно определить по формуле, МВА

                                                (2.6)

где U_к% - напряжение короткого замыкания (для трансформаторов 10 кВ мощностью до 400 кВ×А равно 4,4 %, а для трансформаторов мощностью 630 и 1000 кВ×А равно 5,5 %).

U_н - номинальное напряжение, кВ.

Подключение к шинам центрам питания 10 кВ таких активно-индуктивных искусственных нейтральных точек обеспечит на них величину тока однофазного замыкания величиной 800 А при установке регулируемого активного сопротивления в нейтрали этих точек на уровне 7 Ом. В перспективе, в связи с ростом нагрузки на потребительских трансформаторных подстанциях или увеличением длины распределительных линий может потребоваться увеличение тока однофазного замыкания, который, как отмечалось выше, по условиям действия релейной защиты должен превышать величину фазного нагрузочного тока I_нагр.max не менее чем в 1,4 раза. Обеспечить это можно будет путём изменения уставки на регулируемом активном сопротивлении. Однако, повышение величины тока однофазного замыкания более чем до 1000 А может негативно повлиять на срок службы изоляции кабельных линий. В современных городских кабельных электрических сетях 10 кВ при поддержании на шинах центра питания активного тока замыкания на землю величиной 800 А можно обеспечить надёжное и селективное отключение однофазных повреждений на всех или подавляющем большинстве распределительных линий.

В случае заземления нейтрали распределительной сети только в центрах питания при полной изоляции от земли всех нейтралей потребительских трансформаторов, по мере удаления от шин центра питания будут снижаться величина тока однофазного замыкания и увеличиваться коэффициент замыкания на землю. На распределительных линиях с большими нагрузками достаточно электрически удалённых от шин центра питания при этом I_п.ф. может оказаться меньше 1,4×I_нагр.max , т.е. недостаточным для надёжной и селективной работы существующих средств релейной защиты. Кроме того, электрически удалённые от шин центра питания точки сети будут характеризоваться достаточно большими значениями коэффициента замыкания на землю, что приведёт к достаточно высоким уровням перенапряжений в них. Поэтому в сети целесообразно дополнительно заземлить часть потребительских трансформаторов на некоторых распределительных линиях в тех точках сети, где уровни тока однофазного замыкания или эффективность заземления окажутся недостаточными.

Предлагаемый способ заземления нейтрали, при котором в центре питания наглухо или через малое активное сопротивление заземляется искусственная нейтральная точка или силовой трансформатор небольшой мощности (например, собственных нужд), а на части распределительных линий заземляется один или несколько трансформаторов при полной изоляции от земли нейтралей всех потребительских трансформаторов на остальных распределительных линиях, назовём комбинированным заземлением.