ОБЩИЕ ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

Стр 1 из 2Следующая ⇒

УТВЕРЖДАЮ: Рассмотрено на заседании цикловой комиссии

«___» ____________ 20____г.

«___» __________ 20____г.

Председатель ________________________

(подпись)

Инструкционно - технологическая карта

на выполнение лабораторно-практической работы №30

ПМ 02: «Обеспечение электроснабжения с/х организаций»

Специальность 35.02.08 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»

Тема и отводимое время: «Защита линий 10 кВ от однофазных замыканий на землю». Рабочее время 2ч.

Цель занятия: «Изучить методику определения мест замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью».

Формируемые компетенции: ОК 8, ОК 9; ПК 1.3, ПК 2.1

Место проведения: Лаборатория «Электроснабжение с.х.»

ПЛАН И ХОД РАБОТЫ:

1. Изучить основное назначение схемы контроля изоляции в сети 10 кВ.

2. Изучить схему контроля изоляции с использованием измерительного трансформатора напряжения НТМИ-10.

ПОРЯДОК РАБОТЫ СХЕМЫ:

В сельских электрических широко используются трехфазные пятистержневые трансформаторы НТМИ (И — контроль изоляции) с двумя вторичными обмотками (рис. 1). При этом обмотку w₂_l соединенную в звезду, используют для присоединения измерительных приборов, а к обмотке w_Bf соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяют реле контроля изоляции (защита от замыканий на землю в сети с незаземленной и компенсированной нейтралью). На выводах этой обмотки в нормальном рабочем режиме и при междуфазных к. з. напряжение близко к нулю, а при однофазном замыкании на землю появляется утроенное напряжение нулевой последовательности. Поэтому, хотя однофазное замьшание на землю в сети с незаземленной нейтралью не является коротким замыканием и сопровождается относительно небольшим током, на который обычно не реагирует релейная защита, реле контроля изоляции обеспечит четкую сигнализацию о наличии этого ненормального режима. Учитывая, что при металлических замыканиях на землю напряжение поврежденной фазы становится равным нулю, а двух других

фаз увеличивается в √3 раза, по показаниям вольтметров, включенных на фазные напряжения вторичной обмотки w₂, легко установить поврежденную фазу.

Заземление нейтрали первичной обмотки трансформатора НТМИ требуется для создания контура токам нулевой последовательности, заземление вторичной обмотки необходимо для обеспечения безопасности персонала. Дополнительные два стержня ПЯтистержневого магнитопровода, кроме трех основных с фазными обмотками, необходимы для замыкания магнитных потоков Нулевой последовательности. Схему, аналогичную трансформа- Тору НТМИ, можно собрать также из однофазных трансформаторов типа ЗНОМ — однофазных трехобмоточных (с двумя вторичными обмотками) с заземленным выводом первичной обмотки.

Промышленность выпускает трехфазные трансформаторы

НТМИ-10 и др.) на напряжение до 18 кВ, однофазные (НОМ-10, ОМ-35, 3HOM-35 и др.) на все стандартные напряжения.

В установках на напряжение 10 кВ и выше используют трансформаторы напряжения с масляной изоляцией. При этом обмотки X магнитопровод залиты маслом и помещены в металлические бачки при напряжении 6 ... 35 кВ и в фарфоровый кожух при Напряжении 110 кВ и выше (в последнем случае трансформаторы Каскадного типа, когда обмотка высшего напряжения равномерно распределена по нескольким магнитопроводам, что облегчает ее изоляцию).

Как уже упоминалось, при напряжениях 0,38 кВ и 110 кВ и выше применяется глухое заземление нейтрали. В сетях с глухим заземлением нейтрали всякое замыкание на землю представляет собой однофазное к. з., и его рассчитывают способами, приведенными в предыдущих параграфах настоящей главы.

В электрических сетях напряжением от 6 до 35 кВ включительно нейтраль изолирована от земли. В таких сетях соединение фазного провода с землей не является коротким замыканием и называется замыканием на землю.

При замыкании на землю, если переходное сопротивление в месте замыкания равно нулю, напряжение поврежденной фазы относительно земли становится равным нулю, а здоровых фаз

повышается в√3 и становится равным междуфазному. Провода воздушной линии обладают емкостью по отношению к земле, и через нее течет емкостный ток замыкания на землю. Сила этого тока невелика, она составляет единицы или десятки ампер, но при некоторых условиях может вызвать отрицательные последствия. Поэтому необходимо уметь определять силу тока замыкания на землю, чтобы оценить возможную опасность от его прохождения в сети.

Пусть имеем трехфазную сеть с изолированной нейтралью (рис. 2) Емкости фазных проводов по отношению к земле приблизительно равны: С_А — С_в — С_с, тогда токи, протекающие через емкости, также равны (1_Л = 1_В = 1_С) и сдвинуты один относительно другого на угол 120° (рис. 2). Следовательно, их геометрическая сумма равна нулю и ток в земле отсутствует»

При замыкании на землю, например, фазы А ее напряжение относительно земли станет равным нулю, следовательно, ток также будет равен нулю: I¢_А= 0. В двух других фазах напряжение возрастет в Ö3 раз, а токи I¢_В и I¢_С определятся как геометрическая сумма токов до замыкания с током I_А бсолютное значение тока в фазе В в этом случае

где U_ф — номинальное фазное напряжение сети; ω=2πf = 2π50 = 314 - угловая частота переменного тока при f = 50 Гц; С_В = С_А = С_С— емкость линии по отношению к земле, С_А = C_Ql. Для воздушных линий С₀ = 5,4 X 10^-3 мкФ/км, для кабельных С₀ = (190 ...220) 10^-3 мкФ/км.

Если подставить все перечисленные значения емкостей в уравнение (7.58), можно получить простые приближенные формулы для определения тока замыкания на землю в сетях напряжением 6 ... 35 кВ с изолированной нейтралью.

В этих формулах U — линейное напряжение, кВ; l— общая длина всех электрически соединенных линий для данного напряжения, км; l₃ — ток, А.

Сила тока замыкания на землю не должна превосходить следующих значений:

Ток замыкания на Напряжение, кВ землю, А

6……………………………………..30

10…………………………………….20

20……………………………………15

35……………………………………10

В электрических сетях напряжением 6 ...35 кВ, имеющих железобетонные или металлические опоры, ток замыкания на землю во всех случаях не должен превышать 10 А.

Если ток замыкания на землю не превышает указанных значений, то при замыкании фазы на землю нет необходимости немедленно отключать линию, и она может работать до тех пор, пока не будет найден и отключен для ремонта поврежденный участок. Обычно это рекомендуется выполнить в течение не более двух часов.

При токах, больших приведенных выше значений, в месте замыкания на землю может возникнуть устойчивая перемежающаяся дуга. Эта дуга загорается и гаснет с частотой, равной рабочей частоте тока в установке или превышающей ее. В связи с этим в сети возникают перенапряжения, которые могут достигать трех-, четырехкратных значений номинального напряжения, что представляет опасность для изоляции, особенно при: напряжении 35 кВ.

Кроме того, от термического действия дуги в месте замыкания возрастает опасность повреждения изоляции, разрушения железобетонных и возгорания деревянных опор. Вследствие этого увеличивается вероятность перехода дуги замыкания на землю в короткое замыкание между фазами, особенно в кабельных сетях.

Для уменьшения тока замыкания на землю, который является емкостным, между нейтралью трансформатора и землей включают индуктивную катушку, называемую дугогасительной. Индуктивный ток катушки может полностью компенсировать и даже перекомпенсировать емкостный ток замыкания на землю. Электрические сети, нейтраль которых соединена с землей через индуктивную дугогасительную катушку, называются компенсированными.

Воздушные сельские сети при напряжении 35 кВ в отдельных случаях необходимо компенсировать, а при напряжениях 6 ... 20 кВ, как правило, не нужно.

В кабельных сетях ток замыкания на землю в 30 ... 35 раз больше, чем в воздушных при той же длине, поэтому кабельные сети часто приходится компенсировать дугогасительными катушками при напряжениях даже 6 кВ и тем более при напряжениях 10 кВ и выше.

Отчет о практической работе № 30

Тема: «Защита линий 10 кВ от однофазных замыканий на землю».

Вариант №

Назначение схемы контроля изоляции с использованием измерительного трансформатора НТМИ-10.

Электрическая схема контроля изоляции рис.1

Рис. 1

Описать работу электрической схемы контроля изоляции

4. Контрольные вопросы:

Назначение измерительного трансформатора НТМИ-10 в схеме?

Как определить ток замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью?

Причины возникновения замыкания на землю?

Какие способы существуют определения мест повреждения?

К чему ведет однофазное замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью?

Что такое компенсированная сеть?

Оценка_______________

Дата «___» _______________20 __г. _____________________ Ковалев В.И.

подпись преподавателя

Литература:

В.Ю. Гессен, Ю.А. Григорьев Электрические станции и подстанции

М: 1968г. - 253...256c.

Приобретаемые студентами умения и навыки при выполнении работы:

1. Изучить и знать, как работает схема контроля изоляции.

2. Уметь делать расчет для определения мест замыканий на землю.

Задания для отчета:

1. Наименование и цель работы.

2. Электрическая схема контроля изоляции.

3. Ответы на контрольные вопросы в письменной форме.

4. Выводы по работе.

Контрольные вопросы:

1.Назначение измерительного трансформатора НТМИ-10 в схеме?

2.Как определить ток замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью?

3.Причины возникновения замыкания на землю?

4.Какие способы существуют определения мест повреждения?

5.К чему ведет однофазное замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью?

6.Что такое компенсированная сеть?

Составил:

Преподаватель ___________________ Ковалев В.И.

ОБЩИЕ ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

12 Следующая ⇒