Надежность систем электроснабжения промышленных предприятий. В. И. Сташко
обязательная координация уровней надежности составных звеньев системы электроснабжения таким образом, чтобы надежность повышалась при переходе от потребителей электроэнергии к источникам питания по мере увеличения мощности соответствующих звеньев системы.
Однако надежное питание электроприемников I и основных нагрузок II категории обеспечивают независимо от их места в системе электроснабжения и мощности.
Выбор рациональной системы напряжений для электроснабжения промышленного предприятия определяет режим нейтрали сети, которая может быть:
– изолирована от земли;
– соединена с землей через активные или реактивные сопротивления;
– глухо заземлена.
В первом случае (UHOM= 6, 10, 20, 35 кВ) при нарушении изоляции одной фазы в какой-либо точке сети может возникнуть однофазное замыкание на землю. Напряжение этой фазы относительно земли становится равным нулю, а напряжение остальных фаз относительно земли повысится до междуфазного напряжения. Ток замыкания на землю /3 по сравнению с нагрузочным током сети или ее отдельных линий относительно мал. Замыкание на землю при указанных выше напряжениях практически не влияет на режим работы приемников и считается не аварийным, а лишь анормальным режимом. В этих случаях питание потребителей не прерывается. Из всех видов нарушения изоляции однофазные замыкания на землю в системах с изолированной нейтралью составляют обычно 75–85 %; сам факт замыкания существенно влияет на обеспечение требуемой надежности питания потребителей.
В сетях с изолированной нейтралью необходимо обращать внимание на следующее:
1) повышение напряжения двух фаз относительно земли при замыкании на землю третьей фазы приводит к необходимости рассчитывать изоляцию всех фаз относительно земли не на фазное, а на междуфазное (линейное) напряжение;
2) возможность образования в месте замыкания на землю перемежающейся дуги обусловливает возникновение коммутационных перенапряжений с амплитудой (4–6) Uном, которые могут привести к пробою изоляции в других местах и других фазах сети, а также к нарушению работы некоторых приемников;
3) тепловое действие дуги в месте замыкания на землю на изоляцию других фаз сети может привести к переходу замыкания на землю в двух- или трехфазное КЗ.
Время, за которое требуется отыскать и отключить возникающее в сети замыкание на землю, обычно принимают равным 2 ч. Ток Iз не должен превышать 30 А для сетей 6 кВ и 20 А для сетей 10 кВ. Если Iз превышает допустимые значения, то нейтраль источника питания сети соединяют с землей через заземляющий реактор, благодаря которому ток Iз, имеющий емкостной характер, компенсируется индуктивным током; дуга становится неустойчивой и быстро гаснет. Для ограничения тока Iз может применяться заземление нейтрали через активное сопротивление.
При глухом заземлении нейтрали (Uном > 110 кВ) замыкание одной фазы на землю является однофазным КЗ и должно приводить к срабатыванию соответствующей защиты.