Если экран кабеля заземлен на обоих его концах, то (по таблице 2.12) получим токи: 286 А для сечения жилы 150 мм2, 308 А для сечения жилы 185 мм2,319 А для сечения жилы 240 мм2. Что недопустимо при малом сечении экрана 25 мм2 по сравнению с сечением жилы 240 мм2.
Если кабель разземлить с обеих сторон то при этом нужно выполнить дополнительную изоляцию экранов. При таком способе заземления экранов ток в экране отсутствует, а значит и отсутствует дополнительный нагрев кабеля.
Если кабель разземлить с одной стороны, то в этом случае нужно выполнить дополнительную изоляцию экранов на разземленном участке. Ток при этом способе практически отсутствует и его можно не учитывать.
2.4 Выбор оптимального режима нейтрали сети
Способ заземления нейтрали сети является достаточно важной характеристикой. Он определяет:
ток в месте повреждения и перенапряжения на неповрежденных фазах при однофазном замыкании;
схему построения релейной защиты от замыканий на землю;
уровень изоляции электрооборудования;
выбор аппаратов для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений (ограничителей перенапряжений);
бесперебойность электроснабжения;
допустимое сопротивление контура заземления подстанции;
безопасность персонала и электрооборудования при однофазных замыканиях.
Расчетные значения емкостных токов по секциям сети 35 кВ
Таблица 2.14
| Емкостной ток, А | |
| Итого по первой секции | 12,37 А |
| Итого по второй секции | 16,97 А |
Суммарный емкостной ток двух секций 29,34 А. Как видно из расчетов согласно ПУЭ установка дугогасящих катушек необходима на обеих секциях, т.к. Ic>10 А.
Для заданной сети определена нейтраль, заземленная через дугогасящий реактор.
Этот способ заземления нейтрали, как правило, находит применение в разветвленных кабельных сетях промышленных предприятий и городов. При этом способе нейтральную точку сети получают, используя специальный трансформатор.В России режим заземления нейтрали через дугогасящий реактор применяется в основном в разветвленных кабельных сетях с большими емкостными токами. Кабельная изоляция в отличие от воздушной не является самовосстанавливающейся. То есть, однажды возникнув, повреждение не устранится, даже несмотря на практически полную компенсацию (отсутствие) тока в месте повреждения.
3. Выбор оборудования комплекса заземления нейтрали сети 35 кВ
3.1 Методика выбора параметров комплекса заземления нейтрали
Методика выбора числа и мощности компенсирующих аппаратов
После определения емкостного тока замыкания на землю электрически соединенных частей системы решается вопрос выбора числа компенсирующих катушек.
Задача выбора числа компенсирующих катушек является многовариантной и зависит от сложности системы и от эксплуатационных требований.
В небольших системах чаще рассматривается вариант установки одного компенсирующего аппарата (КА) с подключением его к подходящей нейтрали трансформатора и если нет подходящей нейтрали трансформатора применяют заземляющий трансформатор.
В более сложных системах рекомендуется применять несколько катушек. При этом учитываются возможности разделения системы (автоматически или оперативными переключениями). Катушки должны быть установлены так, чтобы автоматически сохранялась удовлетворительная компенсация отдельных частей системы в этих случаях.
Иногда распределение компенсирующей мощности между отдельными аппаратами целесообразно по эксплуатационным соображениям. В данном случае это решение будет более важным, чем некоторая экономия, получаемая при концентрации всей мощности в одной единице.
Мощность КА определяется минимальной и максимальной величиной компенсирующего тока, который зависит от изменения конфигурации системы и учета будущего развития системы.
Дугогасящие катушки выпускаются регулируемые (с переключением отпаек и с непрерывным регулированием тока) и нерегулируемые. Ранее отдельные катушки выполнялись с соотношением минимального и максимального значений токов 1:2 и интервалом между отпайками примерно 10%. Сейчас выпускаются катушки с соотношением 1:4 и более. В данный момент в распределительных сетях используются такие реакторы как:
1. Чешские плавнорегулируемые дугогасящие реакторы (ДГР) ZTC. Эти ДГР отличаются следующими качествами:
Точной настройкой на емкостный ток сети;
Высоким качеством исполнения узлов и механизмов;
Широким диапазоном регулирования токов.
2. Наряду с ДГР типа ZTCприменяются в эксплуатации отечественные плавнорегулируемые ДГР типа РЗДПОМ. Однако диапазон токов регулирования отечественных ДГР значительно меньше, а учитывая значительные колебания емкостных токов в течение суток, это является сдерживающим фактором их применения.
3. Также в энергосистемах применяются дугогасящие реакторы с под- магничиванием типа РУОМ с соответствующими устройствами автоматики САНК. По эксплуатации этих ДГР можно отметить следующее:
- отследить правильную работу САНК и соответственно РУОМ крайне затруднительно, если вообще это возможно в эксплуатации, в отличие от плавнорегулируемых плунжерных ДГР и соответствующих устройств автоматики, работающих на «фазовом принципе»;
- каких-либо данных о генерировании РУОМ высших гармоник, описанных в различной литературе, нет, т.к. исследования в сети, в которой они установлены, не проводилось;
Целесообразно рассматривать вариант установки двух дугогасящих катушек в различные номинальные точки, но с суммарным значением полного тока.
Реакторы с плавным регулированием тока устанавливаются только в узловых точках, где контролируется настройка всей системы и тем самым полностью используется преимущества плавного регулирования.
Мощность дугогасящих катушек оценивается временем работы с номинальной нагрузкой, т.е. временем работы системы с заземленной фазой.
В Европе часто рассчитывают на двухчасовую продолжительность, имея ввиду, что только в редких случаях замыкание на землю не ликвидируется за это время.
Если работа с устойчивым замыканием на землю не предполагается, обычно принимается 10-минутная продолжительность, которая дает достаточный запас термической устойчивости, даже если замыкания на землю повторяются через короткие промежутки времени.
По европейским стандартам номинальная мощность катушек определяется условием длительной и двух часовой работой с полной нагрузкой, предполагая при этом возможность появления максимальной допустимой температуры нагрева, но с принятием мер чтобы такие случаи были редкими и непродолжительными. Так по стандарту IEC289 тепловой режим определяют по условиям работы ДГР с номинальной мощностью не более 90 дней в году. Поэтому допустимая граница температур принимается выше чем для трансформаторов работающих длительно с номинальной нагрузкой Европейская практика устанавливает верхние границы температуры +70°С для масла и +80°С для меди, а окружающая температура не должна превышать +35°С.
Дугогасящая аппаратура, как правило, выполняется с естественным масляным охлаждением. Для непродолжительного режима работы ДА с большой нагрузкой выполняют интенсивное охлаждение при помощи вентиляторов, которые включают, когда система находится в работе с замыканием на землю. Это специализированные дугогасящие аппараты большой мощности.
По Европейским стандартам работа ДГР с номинальной нагрузкой установлена в 10 минут для систем, снабженных средствами для обнаружения места замыкания на землю и отключения поврежденного участка. Определение мощности по более короткому времени работы не рекомендуется, во-первых, потому, что дугогасящий аппарат должен выдерживать несколько следующих друг и другом замыканий на землю, во-вторых, потому, что возможна работа такого аппарата в системе, имеющей смещение нейтрали до 15 % номинального фазного напряжения. Это постоянно действующее напряжение вызывает протекание тока через ДГР. Дугогасящая катушка, которая может продолжительно пропускать 3% ее номинального тока на любой отпайке без превышения допустимой температуры, будет автоматически пригодна для работы со 100%-ным током в течение 10 мин. Предельные температуры при этом имеют следующие величины: для масла превышение 55-60°С (в зависимости от сорта масла); для меди - до 125°С над температурой окружающей среды. В нормальном режиме (до замыкания на землю) температура обмоток ДГР не должна превышать 55°С. Это исходная температура учитывается при расчетах 10-минутной мощности. Опыт эксплуатации показывает, что эти температуры обеспечивают нормальный срок службы аппаратов, если в среднем аппарат работает с полной нагрузкой 5 раз в год.
Мощность заземляющих и других вспомогательных аппаратов рассчитываются исходя из выше описанных режимов работы ДГР, с учетом дополнительных увеличений токов при использовании шунтирующих резисторов для надежного срабатывания защиты от замыканий на землю. Обычно это время не превышает нескольких секунд, но с учетом возможных ряда последовательных замыканий на землю на различных линиях расчетное время действия повышенных токов принято 1 минута.
Класс изоляции дугогасящего аппарата должен соответствовать линейному напряжению системы, а заземляющего вывода компенсирующего устройства для систем напряжения ниже 25 кВ не менее 8,66 кВ, а для систем UH> 25 кВ не ниже 15 кВ.
Мощность реакторов должна выбираться по значению емкостного тока сети с учетом ее развития в ближайшие 10 лет.
При отсутствии данных о развитие сети мощность реакторов следует определять по значению емкостного тока сети, увеличенному на 25%.
Расчетная мощность реакторов QK(кВхА) определяется по формуле