- экран кабеля упрощенно считаем таким, что г3 » (г3 - г2), это позволяет пренебречь конечной толщиной экрана и в расчетах использовать лишь его внутренний радиус;
- пренебрегаем токами смещения в земле;
- пренебрегаем эффектом близости на промышленной частоте, считая активные сопротивления жил и экранов как на постоянном токе.
Для определения погонных продольных активно-индуктивных сопротивлений трехфазной системы однофазных кабелей, которые используются в расчетах нормальных и аварийных режимов работы сети, необходимо указать состояние экрана кабеля (граничные условия), от которого эти параметры зависят (табл. 2.8): пренебрегая токами в начале кабеля и сопротивлением заземления экрана.
Таблица 2.8
|
Состояние экрана |
Граничные условия |
|
1. Разземлен |
IЭА = 0 |
|
|
Iэв = 0 |
|
|
Iэс = 0 |
|
2. Заземлен с одной стороны |
IЭА = 0 |
|
|
Iэв = 0 |
|
|
Iэс = 0 |
|
3. Заземлен с двух сторон |
∆UЭА=0 |
|
|
∆UЭВ=0 |
|
|
∆UЭС=0 |
При этом дополнительные условия определяются расчетом и заносятся в таблицу 2.9
Таблица 2.9 Расчетные дополнительные условия
|
Решаемая задача |
Дополнительные условия |
|
Определение токов и напряжений в экране кабеля в нормальном режиме |
IЖА + Iжв + IЖС = 0 IЭА + Iэв + IЭС = 0 |
|
Определение токов и напряжений в экране кабеля в аварийном режиме (внешнее по отношению к кабелю трехфазное короткое замыкание) |
IЖА + Iжв + IЖС = 0 IЭА + Iэв + IЭС = 0 |
Исходя из заданных условий примем для расчета Iж=10 кА а напряжение экрана относительно земли равным испытательному напряжению защитной оболочки экрана Uэ= 5кВ
Напряжение (В) наводимое на экран кабеля относительно земли в нормальном режиме работы приведено в таблице 2.10
Таблица 2.10
Значение наведенных напряжений экрана относительно земли
|
Состояние экрана |
Формула |
ПвВнг(1х150) |
ПвВнг(1х185) |
ПвВнг(1х240) |
|
Разземлен |
. Uж |
387 В |
395 В |
408 В |
|
Заземлен с одной стороны |
(Zжэ-Zк).l.lж |
63 В |
34 В |
12 В |
|
Заземлен с двух сторон |
|
0 В |
0 В |
0 В |
Напряжение (В) наводимое на экран кабеля относительно земли в аварийном режиме трехфазного замыкания вне кабеля приведено в таблице 2.11
Таблица 2.11
Величина напряжения экрана относительно земли при внешнем к.з
|
Состояние экрана |
Формула |
ПвВнг(1х150) |
ПвВнг(1х185) |
ПвВнг(1х240) |
|
Разземлен |
. Uж |
387 В |
395 В |
408 В |
|
Заземлен с одной стороны |
(Zжэ-Zк).l.lж |
1131 В |
609 В |
218 В |
|
Заземлен с двух сторон |
|
0 В |
0 В |
0 В |
Аналогично определяем токи в экранах при различных режимах работы сети:
Ток в экранах фаз кабеля в нормальном режиме
Таблица 2.12 Величина тока в экранах фаз кабеля
|
Состояние экрана |
Формула |
(1х150) |
(1х185) |
(1х240) |
|
Разземлен |
|
0 |
0 |
0 |
|
Заземлен с одной стороны |
IэА=j.ω.(Cжэ.l).UжА IэВ=j.ω.(Cжэ.l).UжВ IэС=j.ω.(Cжэ.l).UжС |
0,06 А |
0,036 А |
0,002 А |
|
Заземлен с двух сторон |
IэА= - .IжА IэВ= - .IжВ IэС= - .IжС |
286 А |
308 А |
319 А |
Токи в экранах фаз кабеля в аварийном режиме представлены в таблице 2.13
Таблица 2.13 Величина тока в экранах фаз кабеля
|
Состояние экрана |
Формула |
(1х150) |
(1х185) |
(1х240) |
|
Разземлен |
|
0 |
0 |
0 |
|
Заземлен с одной стороны |
IэА=j.ω.(Cжэ.l).UжА IэВ=j.ω.(Cжэ.l).UжВ IэС=j.ω.(Cжэ.l).UжС |
0,06А |
0,036 А |
0,002 А |
|
Заземлен с двух сторон |
IэА= - .IжА IэВ= - .IжВ IэС= - .IжС |
5111 А |
5491 А |
5699 А |
Вывод: в нормальном режиме (по таблице 2.10) напряжение наводимое на разземленном конце кабеля марки ПвВнг составляет 387 В для сечения жилы 150 мм2, 395 В для сечения жилы 185 мм2 , 408 В для сечения жилы 240 мм2 , что допустимо для изоляции экрана. В аварийном режиме получили 1131 для сечения жилы 150 мм2, 609 для сечения жилы 185 мм2, 218 для сечения жилы 240 мм2 , что не допустимо для изоляции экрана.
Если экран кабеля заземлен на обоих его концах, то (по таблице 2.12) получим токи: 286 А для сечения жилы 150 мм2, 308 А для сечения жилы 185 мм2,319 А для сечения жилы 240 мм2. Что недопустимо при малом сечении экрана 25 мм2 по сравнению с сечением жилы 240 мм2.
Если кабель разземлить с обеих сторон то при этом нужно выполнить дополнительную изоляцию экранов. При таком способе заземления экранов ток в экране отсутствует, а значит и отсутствует дополнительный нагрев кабеля.
Если кабель разземлить с одной стороны, то в этом случае нужно выполнить дополнительную изоляцию экранов на разземленном участке. Ток при этом способе практически отсутствует и его можно не учитывать.
2.4 Выбор оптимального режима нейтрали сети
Способ заземления нейтрали сети является достаточно важной характеристикой. Он определяет:
ток в месте повреждения и перенапряжения на неповрежденных фазах при однофазном замыкании;
схему построения релейной защиты от замыканий на землю;
уровень изоляции электрооборудования;
выбор аппаратов для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений (ограничителей перенапряжений);
бесперебойность электроснабжения;
допустимое сопротивление контура заземления подстанции;
безопасность персонала и электрооборудования при однофазных замыканиях.
Расчетные значения емкостных токов по секциям сети 35 кВ
Таблица 2.14
|
|
Емкостной ток, А |
|
Итого по первой секции |
12,37 А |
|
Итого по второй секции |
16,97 А |
Суммарный емкостной ток двух секций 29,34 А. Как видно из расчетов согласно ПУЭ установка дугогасящих катушек необходима на обеих секциях, т.к. Ic>10 А.
Для заданной сети определена нейтраль, заземленная через дугогасящий реактор.
Этот способ заземления нейтрали, как правило, находит применение в разветвленных кабельных сетях промышленных предприятий и городов. При этом способе нейтральную точку сети получают, используя специальный трансформатор. В России режим заземления нейтрали через дугогасящий реактор применяется в основном в разветвленных кабельных сетях с большими емкостными токами. Кабельная изоляция в отличие от воздушной не является самовосстанавливающейся. То есть, однажды возникнув, повреждение не устранится, даже несмотря на практически полную компенсацию (отсутствие) тока в месте повреждения.
3. Выбор оборудования комплекса заземления нейтрали сети 35 кВ
3.1 Методика выбора параметров комплекса заземления нейтрали
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
