Файл: Рябкова Е.Я. Расчет заземляющих устройств (Заземления в установках высокого напряжения) учеб. пособие.pdf

Г л а в а II

ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЗЕМЛЕНИЮ СТАНЦИЙ, ПОДСТАНЦИЙ И ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1. Заземление станций ц подстанций

На станциях и подстанциях в общем случае требуется иметь заземление защитное, рабочее и грозозащиты.

Требования, предъявляемые действующими у нас ПУЭ [Л. 7] к защитному заземлению электроустановки, зависят от режима сети, в которой она работает. Принятые у нас режимы сетей: 1) с эффективно заземленной нейтралью, 2) с изолированной нейтралью и 3) с компенсацией емкост­ ных токов замыкания на землю различаются между собой по характеру, величине и длительности токов при однофаз­ ном замыкании на землю, протекающих через заземляющее устройство станции и подстанции.

Как известно, при режиме сети с эффективно заземлен­ ной нейтралью ток однофазного короткого замыкания яв­ ляется по характеру индуктивным током с возвратом в сеть через нейтрали заземленных трансформаторов. По вели­ чине этот ток составляет килоамперы и может достигать даже 30 ка. Длительность протекания этого тока опреде­ ляется временем срабатывания основной защиты.

При режиме сети с изолированной нейтралью ток одно­ фазного замыкания на землю является по характеру емкост­ ным током, с возвратом в сеть через емкости здоровых фаз.

При режиме сети с компенсацией емкостных токов за­ мыкания на землю через место заземления протекает оста­ точный ток, который по характеру, в основном, является ак­ тивным и составляет всего несколько процентов от емкост­ ного тока замыкания на землю, но может возрасти при от­ ключении одного из компенсирующих аппаратов для выво­ да его в ремонт.

18

\

При Относительно небольшой величине тйка замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью иліи с компен­ сацией емкостных токов замыкания на землю, в общем слу­ чае, релейная защита не работает на отключение участка установки с замыканием на землю. Поэтому длительность протекания тока через заземляющее устройство в этих слу­ чаях определяется временем, необходимым для самоугаеания дуги или для обнаружения и отключения поврежденного участка.

В соответствии с различной величиной и длительностью тока замыкания на землю в электроустановках, работающих в сетях с различными режимами, к сопротивлению зазем­ ляющих устройств этих установок предъявляются различные требования.

Кроме того, к заземляющим устройствам установок с эф­ фективно заземленной нейтралью предъявляется необходи­ мое требование по выравниванию потенциала заземляюще­ го устройства по поверхности земли (см. ниже).

Согласно действующим «ПУЭ» заземляющее устройство защитного заземления станций и подстанций высокого на­ пряжения в любое время года должно иметь сопротивле­ ние:

1) в сетях с эффективно заземленной нейтралью

В районах со скалистым грунтом и в районах вечной мерзлоты при р^>500 омм допускается повышенная величи­ на сопротивления заземлителя в р/500 раз, но не более, чем

в10 раз;

2)в сетях с изолированной нейтралью или с компенса­ цией емкостного тока замыкания на землю дугогасящими аппаратами

Здесь 1 — расчетный ток замыкания на землю и iR — со­ противление заземлителя, но не более 10 ом.

В сетях с изолированной нейтралью расчетным током яв­ ляется емкостный ток замыкания на землю

Іс=ЗІІфаС,

где С — емкость одной фазы на землю для схемы сети, при которой ток замыкания на землю является наиболь­ шим.

В воздушных сетях емкость С зависит от радиуса прово­ да и высоты его над поверхностью земли, расположения проводов, расстояний между ними и наличия тросов.

Емкость на землю каждой фазы воздушных линий б — 35 кв без тросов составляет 5000 — 6000 пфікм и емкостный ток однофазного замыкания на землю на 100 км воздушной линии £/н>='6 кв, Іс^2а/100 км и Un= 3 5 кв; / с=12а/100 км.

Емкость кабельных линий больше емкости воздушных ли­ ний во много раз.

Емкостный ток однофазного замыкания на землю в ка­ бельных сетях зависит от номинального напряжения, типа кабеля и сечения жил. Приближенные данные о величине этого тока приводятся в табл. IV.

20

Расчетным током для заземляющих устройств, к которым •не присоединены компенсирующие аппараты, является ос­ таточный ток замыкания на землю, который может иметь

ций используется, как правило, также и для рабочего зазем­ ления установки в выбранном для нее режиме.

Как известно, при эффективном заземлении нейтрали се­ ти, в случае однофазного короткого замыкания, напряжение на здоровых фазах не превышает 1,39 Uф или 0,8 Un, что

где х\ — индуктивное сопротивление прямой последователь­ ности, ха и г0 — индуктивное и активное сопротивление ну­ левой последовательности до рассматриваемого места корот­ кого замыкания в расчетной схеме замещения. Сопротивле­ ние г0 состоит из сопротивлений трансформаторов, линий и утроенного сопротивления заземлителя подстанции. Отно­

шение — зависит от места короткого замыкания, и наиболь-

Использование заземлителя подстанции в качестве грозо­ защитного заземления будет рассмотрено ниже.2

2. Заземление линий передач

Согласно требованиям действующих «ПУЭ» заземление опор линий передач определяется требованиями грозозащи-

21

ты ЛЭП. Сопротивление заземления опор по измерениям при 50 гц и отсоединенном тросе в течение грозового сезо­ на не должно превышать величин, указанных в табл. V:

Для опор высотой более 40 ж на участках линий, защи­ щенных тросами, сопротивление заземления должно быть

в2 раза меньшим.

3.Защитное заземление станций

иподстанций высокого напряжения

Защитное заземление на станциях и подстанциях необ­ ходимо выполнять во всех случаях для всех установок пере­ менного и постоянного напряжения 500 в іи выше.

Для установок напряжением ниже 500 в защитное зазем­ ление осуществляется лишь в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.

Защитное заземление не требуется для установок напря­ жением 36 в переменного тока и ПО й постоянного тока — во всех случаях, за исключением взрывоопасных помещений.

К частям, подлежащим заземлению, относятся металличе­ ские части оборудования, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением при перекрытии или пробое изоляции:

1.Корпуса электрических машин, трансформаторов, ап­ паратов, светильников и т. п.

2.Приводы электрических аппаратов.

3.Вторичные обмотки, измерительных трансформаторов.

Вторичная обмотка трансформаторов тока, устанавливае­ мых в цепях напряжением 500 в и выше, должна быть зазем­ лена одним полюсом на зажимах. У трансформаторов напря­ жения заземляется нейтраль.

22