Определение вида повреждения в распределительной электрической сети с резистивным заземлением нейтрали
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
системы нормирования параметров электробезопасности сетей среднего и низкого напряжения по физической сущности должны быть тождественны.
Обосновать эту тождественность можно, введя понятие допустимого коэффициента напряжения прикосновения aпр.доп, который характеризует наихудшую степень выравнивания электрических потенциалов в месте расположения человека при прикосновении его к заземленным частям электроустановок.
Напряжение прикосновения (Uпр, В) на территории электроустановки равно:
Uпр = UЗУaпр, aпр ? 1, (3.3)
где aпр - коэффициент напряжения прикосновения, характеризующий степень выравнивания электрических потенциалов с учетом переходного сопротивления между ногами человека и землей.
Для допустимого напряжения прикосновения и допустимого коэффициента напряжения прикосновения получим следующие выражения:
Uпр.доп?UЗУaпр.доп; (3.4)
aпр.доп ?Uпр.доп /UЗУ?1. (3.5)
Из этих выражений следует, что при заданном значении потенциала UЗУ (125В, 250В) и заданном значении Uпр.доп коэффициент aпр.доп однозначно связывает указанные выше две системы обеспечения условий электробезопасности в сетях среднего и низкого напряжения и может рассматриваться как базовый параметр для оценки той или иной системы заземления нейтрали сетей 6…35кВ в отношении электробезопасности.
На рисунке 3.1 определены две зоны, характеризующие условия электробезопасности в электроустановках 0,38…35кВ: зона заземления нейтрали через низкоомный резистор и зона изолированной нейтрали и нейтрали, заземленной через высокоомный резистор.
Рисунок 3.1 - Зависимость aпр.доп от времени воздействия напряжения на человека tв для реального диапазона времени устранения повреждения
- для случая общего ЗУ электроустановок 6…35 и 0,38кВ;
- для случая ЗУ только электроустановок 6…35кВ
Видно, что величина коэффициента aпр.доп в первой зоне значительно больше, чем во второй зоне. Коэффициент напряжения прикосновения характеризует степень выравнивания потенциалов, и его величина непосредственно связана с конструкцией ЗУ: чем меньше его величина, тем более сложная должна быть конструкция ЗУ и, соответственно, наоборот.
Отсюда следует, что при стандартных конструкциях ЗУ заземление нейтрали сетей 6…35кВ и 0,38кВ через низкоомный резистор имеет неоспоримое преимущество перед изолированной нейтралью и нейтралью, заземленной через высокоомный резистор.
Учитывая это, в энергосистеме РБ переход на резистивную систему заземления сетей 6…35 кВ начат именно с низкоомного заземления нейтрали.
4. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 10 КВ
4.1 Релейная защита от замыканий на землю
Наиболее частым видом повреждений в сетях 6…35кВ являются ОЗЗ (75-90% от общего числа электрических повреждений).
Замыкание фазы на землю в сетях такого напряжения могут привести к следующим неприятным последствиям:
в сети появляются перенапряжения порядка 2,4…3,5 кратных по сравнению с фазным;
возможны явления феррорезонанса.
В настоящее время в Республике Беларусь и за рубежом применяются следующие основные разновидности защит от ОЗЗ:
защиты, измеряющие напряжение нулевой последовательности;
ненаправленные защиты, регистрирующие составляющую промышленной частоты тока нулевой последовательности;
направленные защиты, реагирующие на составляющие промышленной частоты тока и напряжения нулевой последовательности;
защиты, фиксирующие наложенный ток с частотой, отличной от промышленной;
защиты, реагирующие на высокочастотные составляющие в токе нулевой последовательности, возникающие естественным путём;
защиты, реагирующие на составляющие тока и напряжения нулевой последовательности в переходном процессе ОЗЗ. [10]
4.2 Максимальная токовая защита
Максимальная токовая защита (МТЗ) контролирует ток в защищаемом элементе, отстраивается от тока нагрузки, и при превышении тока уставки, с выдержкой времени действует на его отключение. МТЗ является главной, а иногда единственной защитой линии 6…35кВ. Максимальная токовая защита - это защита с относительной селективностью, которая не только обеспечивает отключение короткого замыкания (КЗ) на своей линии, а если позволяет чувствительность, и резервирует отключение КЗ смежного участка. [5]
На рисунке 4.1 приведена структурная схема трехфазной МТЗ с независимой от тока выдержкой времени, характеризующая общие принципы выполнения МТЗ при любой используемой элементной базе.
Рисунок 4.1 - Структурная схема трёхфазной МТЗ:
- измерительная часть;
- логическая часть;
- исполнительный орган
Измерительная часть МТЗ состоит из измерительных органов ИО (в данном случае токовых реле КА мгновенного действия). В трехфазной схеме ИО предусматриваются на каждой фазе, они питаются вторичными токами соответствующих фаз трансформаторов тока (ТТ), соединенных по схеме звезды.
Логическая часть состоит из логического элемента (ЛЭ), выполняющего функцию ИЛИ (DW), органа времени КТ (обычно одного на три фазы), создающего выдержку времени t, сигнального реле КН.
Исполнительный орган 3, выполняемый посредством выходного промежуточного реле KL, или тиристорной схемы, срабатывая, передает команду на отключение выключателя Q. Исполнительный орган должен обладать мощным выходным сигналом, достаточным для приведения в действие электром?/p>