11.44. Какие основные факторы влияют на надежность работы электрической сети при однофазном КЗ на землю?

Подробности

Родительская категория: Библия РЗА

Категория: 11. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ 0,4-35 кВ

Основными факторами, влияющими на надежность работы электрической сети при однофазных замыканий на землю (ОЗЗ), являются значение тока в месте повреждения, возможность возникновения феррорезонансных и резонансных процессов, перенапряжения на неповрежденных фазах и нейтрали сети при неустойчивых дуговых замыканиях.

При ограниченных значения ток ОЗЗ непосредственной опасности для элементов электрической сети не представляет. Феррорезонансные процессы, приводящие к повреждениям обмоток ТН, переходящим в КЗ на шинах, практически могут возникать только в сетях с изолированной нейтралью и только при определенных соотношениях между емкостью фаз и нелинейной индуктивностью ТН. Применение специальных антирезонансных ТН типа НАМИ в сетях 6-10 кВ полностью исключают возможность возникновения феррорезонансных процессов при любых емкостях фаз сети на землю. В таких условиях главными причинами аварий, возникающих вследствие ОЗЗ, являются в большинстве случаев переходы последних в двойные и многоместные замыкания из-за перенапряжений на неповрежденных фазах в переходных режимах замыкания на землю. Поэтому и вопрос о режимах заземления нейтрали электрических сетей среднего напряжения исторически возник в связи с перенапряжениями при неустойчивых дуговых ОЗЗ.

Максимальные значения перенапряжений зависят от условий протекания электромагнитных переходных процессов при замыкании на землю, т. е. связаны с разновидностями ОЗЗ. При первом пробое изоляции в момент наличия на поврежденной фазе максимального напряжения в сети с любым режимом заземлиния нейтрали перенапряжения на неповрежденных фазах не превышают значения 2,5 Uф мах. При дуговых прерывистых ОЗЗ повторные зажигания дуги происходит через большие интервалы времени (более 0,1 с), когда напряжение на поврежденной фазе приближается к Uном. Поэтому перенапряжения на неповрежденных фазах при повторных пробоях лишь незначительно отличаются от значения 2,5 Uф мах.

Наиболее опасными для сети являются дуговые перемежающиеся замыкания, при которых перенапряжения на неповрежденных фазах в пределе могут достигать (3,5-3,6) Uф мах. Хотя перенапряжения при дуговых перемежающихся ОЗЗ и не столь велики, но так как эти перенапряжения охватывают всю электрически связанную сеть не зависимо от места замыкания на землю, весьма вероятны вторичные пробои в элементах с ослабленной изоляцией (чаще всего в электродвигателях) и переход замыкания на землю в двойные или многоместные повреждения, отключаемые релейной защитой от междуфазных КЗ. Кроме того, при дуговых перемежающихся ОЗЗ действующее значение тока в месте повреждения может увеличиваться в несколько раз за счет влияния свободных составляющих переходного тока.

Таким образом, при ограниченных значениях тока ОЗЗ в месте повреждения и обеспечения устойчивости электрической сети к феррорезонансам повышение надежности ее работы с замкнувшейся на землю фазой связано прежде всего с ограничением максимальных перенапряжений при дуговых ОЗЗ, уменьшением вероятности или полным исключением возможности их возникновения.[64].