Заземление через дугогасящий реактор

Режим изолированной нейтрали генератора или трансформатора широко применяется в сетях до 35 кВ. Главные его достоинства – возможность работы при замыкании одной из фаз на землю, отсутствие дополнительных электроаппаратов и расходов на заземление нейтральной точки.

К недостаткам такого режима относятся емкостные токи, возникающие при однофазных замыканиях.

Это приводит:

• К возникновению электрической дуги.
• К генерации паразитных гармоник и снижению качества электроэнергии.
• К возникновению дуговых перенапряжений, многоточечным пробоям изоляции.
• К развитию феррорезонансных процессов и повреждению трансформаторов.
• К возникновению опасного шагового напряжения при растекании тока в земле.

Для устранения таких недостатков используют режим компенсированной нейтрали. В этом случае нейтральную точку заземляют через дугогасящие реакторы.

Электроаппараты представляет собой катушки индуктивности, подключенные к нейтральной точке трансформатора или генератора и заземляющему контуру. При замыкании одной из фаз на землю, возникает колебательный контур, образуемый реактором и емкостью провода. Параметры реактора подбирают по общей емкости фазных проводников относительно земли, так чтобы при замыкании возникал резонанс, емкостная и индуктивная составляющие компенсировали друг друга. При этом величины результирующего тока недостаточно для горения дуги и возникновения шагового напряжения в месте замыкания.

Выбор режима заземления нейтрали выбирают исходя из тока однофазного замыкания. Режим изолированной нейтральной точки допускается при величине до 10-30 А (зависит от номинального напряжения сети). В остальных случаях нейтраль заземляют через реактор.

Емкостной ток при однофазном замыкании – непостоянная величина. Она может изменяться при изменении числа подключенного электрооборудования, включении и отключении участков. Соответственно, для компенсации емкостного тока требуется регулировать индуктивность реактора. Это осуществляется путем подмагничивания постоянным током, изменения числа включенных в цепь витков или регулирования воздушного зазора магнитопровода.

Наибольшую экономическую и техническую эффективность при эксплуатации показали плунжерные реакторы с регулируемым воздушным зазором в магнитопроводе. Индуктивный ток изменяется путем вертикального перемещения сердечника. Для автоматической подстройки применяются следящие схемы, которые автоматически настраивают реактор в резонанс.

Для снижения нагрузки на привод и улучшения вольт-амперных характеристик применяют 2 магнитных стержня, перемещаемых в разных направлениях.

Особенности применения дугогасящих реакторов

Согласно статистическим данным, однофазные замыкания на землю (ООЗ) составляют 80% от всех неисправностей электросетей. Заземление нейтральной точки через реактор позволяет не прерывать электроснабжение абонентов при замыкании одной из фаз на землю.

Согласно требованиям ПУЭ, немедленное отключение участков при ООЗ требуется на шахтах и карьерах, других объектах, в цепях генераторов выше 1 кВ, где замыкание может стать угрозой жизни людей. Для сетей с электрическими машинами допускается работа в таком режиме 2-6 часов. В остальных случаях электросети могут функционировать до устранения неисправности.

Применение реакторов в воздушных линиях позволяет:

• Снизить ток замыкания до безопасной величины и обеспечить самогашение электрической дуги.
• Выявлять замыкания на землю при значительном переходном сопротивлении.
• Предотвратить многоместные пробои при возникновении дуговых перенапряжений.
• Обеспечить возможность длительной работы сетей при однофазном замыкании.
• Снизить амплитуду паразитных составляющих при возникновении дуги.
• Предотвратить феррорезонансные процессы.

Таким образом, режим заземления нейтрали через дугогасящий реактор позволяет увеличить надежность электроснабжения абонентов 6-35 кВ и увеличить безопасность электросетей.