Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лекция №7
ГРОЗОЗАЩИТНЫЕ, РАБОЧИЕ И ЗАЩИТНЫЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Заземляющим устройством называют совокупность заземлителя - одного или нескольких проводников, заложенных в землю, и заземляющих проводников, при помощи которых металлические части электроустановки соединяются с заземлителем.
Преднамеренное электрическое соединение какой-либо части установки с заземлителем называют заземлением.
Заземление применяют для осуществления защиты сооружений от прямых ударов молнии, для сохранения на защищаемом объекте низкого потенциала относительно земли при воздействии на объект напряжений, возникающих при грозовых разрядах или при нарушении фазной изоляции.
По назначению различают следующие виды заземлений:
- грозозащитное заземление - для защиты сооружений, электрооборудования от прямых ударов молнии (молниеотводы) и для заземления объектов в схемах грозозащиты (опоры, разрядники и др.);
- рабочее заземление - для обеспечения нормальной работы электроустановки или ее элементов в выбранных режимах (заземление нейтралей силовых трансформаторов в сетях 110 кВ и выше, заземление нейтралей измерительных трансформаторов напряжения в сетях до 35 кВ и др.);
- защитное заземление - для создания безопасных условий обслуживания электроустановки (заземление неизолированных металлических частей машин и аппаратов, которые могут оказаться под напряжением при нарушениях изоляции или при коротких замыканиях, заземление станин, кожухов, металлоконструкций распределительных устройств, вторичных обмоток измерительных трансформаторов и др.).
ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ
При сооружении заземляющих устройств используются естественные заземлители: проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы; металлические конструкции и арматура железобетонных зданий, имеющих соединение с землей и др.
При невозможности обеспечить достаточную величину сопротивления заземления при помощи естественных заземлителей сооружают искусственные заземлители специально выполненные для проведения в землю расчетного тока в течение определенного времени, которые обычно выполняют из вертикально забитых в грунт стальных труб или уголковой стали длиной 2 - 3 м на расстоянии 3 - 6 м друг от друга.
Трубы забивают в грунт так, чтобы их верхний конец находился примерно на 0,7 м ниже уровня земли, чтобы большая часть трубы соприкасается с непромерзающими слоями почвы.
Трубы при помощи сварки соединяют стальными полосами, проложенными на глубине 0,7 м. Такой тип заземлителя часто применяют на электростанциях и подстанциях.
Внутреннюю сеть заземления выполняют в виде магистралей заземления, проложенных во всех помещениях и этажах и связанных между собой вертикальными проводниками. В качестве заземляющих проводников используют металлоконструкции зданий, оболочки кабелей, трубопроводы и др.
Открыто проложенные заземляющие проводники (полосы, провода) окрашивают в черный цвет.
К основному (искусственному) заземлителю присоединяют:
1. Вспомогательные (естественные) заземлители.
2. Нейтрали генераторов, трансформаторов, подлежащие заземлению в соответствии с принятой системой рабочего заземления.
3. Разрядники и молниеотводы.
4. Металлические части электрооборудования, нормально не находящегося под напряжением изоляции.
5. Вторичные обмотки измерительных трансформаторов, нейтрали обмоток 380/220 В силовых трансформаторов.
При рассмотрении вопросов ра бочего заземления электрических сетей под термином сеть следует понимать совокупность электриче ски соединенных линий одной сту пени напряжения и присоединенных к ним обмоток генераторов и сило вых трансформаторов той же ступе ни напряжения.
Рабочее за земление сети - это преднамеренное соединение с землей некоторых точек сети, обыч но нейтралей, для снижения коммутационных перенапряжений, эффективной защиты сети вентиль ными разрядниками от перенапряжений, упрощения релейной защи ты, гашения дуговых замыканий на землю, возможности удержания по врежденной линии в работе и др. Перечисленные свойства сеть приоб ретает в зависимости от способа ее заземления.
Нейтралями электроустановок называют об щие точки обмоток генераторов или трансформаторов, соединенных в звезду.
В зависимости от режима нейтрали электрические сети разде ляют на четыре группы: 1) сети с незаземленными нейтралями; 2) сети с резонансно-заземленными нейтралями; 3) сети с эффектив но-заземленными нейтралями; 4) сети с глухозаземленными ней тралями.
Трехфазные сети с незаземленными нейтралями
В сетях с незаземленными нейтралями токи при однофазном замыкании на землю протекают через распределенные емкости фаз, которые условно заменяют емкостями, сосредоточенными в середине линий. Междуфазные емкости при этом не рассматриваются, так как при однофазных повреждениях их влияние на токи в земле не сказывается.
При замыкании на землю напряжение неповрежденных фаз относительно земли увеличивается в раз по сравнению с нормальным значением, поэтому изоляция в сетях с незаземленной нейтралью должна быть рассчитана на междуфазное напряжение. Это ограничивает область использования этого режима работы нейтрали сетями с напряжением 35 кВ и ниже, где стоимость изоляции электроустановок не является определяющей и некоторое ее увеличение компенсируется повышенной надежностью питания потребителей.
Недостатки:
В России к данной группе относятся сети напряжением 3—35 кВ.
Трехфазные сети с резонансно-заземленными нейтралями
В сетях 3—35 кВ для уменьшения тока замыкания на землю применяется заземление нейтралей через дугогасящие катушки, индуктивное сопротивление которых соответствует емкостному сопротивлению цепи.
В нормальном режиме работы ток через катушку практически равен нулю. При пробое изоляции емкостной ток Iс в месте повреждения компенсируется индуктивным током IL дугогасящих реакторов, что способствует погасанию дуги, поэтому реакторы называются дугогасящими. Если дуга не возникает, то компенсация емкостного тока позволяет замедлить процесс разрушения изоляции и тем самым отдалить переход повреждения в междуфазное короткое замыкание на время, достаточное для отыскания поврежденного участка и его отключения.
Наличие дугогасящих катушек особенно ценно при кратковременных замыканиях на землю, так как при этом дуга в месте замыкания гаснет, и линия не отключается.
Трехфазные сети с глухо- и эффективно-заземленными нейтралями
Глухое заземление нейтрали применяется в России в сетях 220 и 380 В. При этом все нейтрали источников питания соединяются с землей.
В сетях 110 кВ и выше применяется эффективное заземление нейтралей, при котором во время однофазных замыканий напряжение на неповрежденных фазах равно примерно 0,8 междуфазного напряжения в нормальном режиме работы. Это основное достоинство такого способа заземления нейтралей.
Недостатки:
1. при замыкании одной из фаз на землю образуется короткозамкнутый контур через землю и нейтраль, вследствие чего возникает режим к. з., который быстро отклю чается релейной защитой.
2. значитель ное удорожание и усложнение выполняемого в РУ контура заземления, который должен отвести на землю большие токи к. з.
3. значительный ток однофазного к. з., который при большом количестве заземленных ней тралей, а также в сетях с автотрансформаторами может превышать токи трехфазных к. з.
Для умень шения токов однофазного к. з. применяют, если это возможно и эффективно, частичное разземление нейтралей (в основном в се тях 110—220 кВ). Возможно применение для тех же целей токоограничивающих сопротивлений, включаемых в нейтрали транс форматоров.