1

Тема: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

Доброго времени суток!
Предистория: подошли коллеги из отдела первичных соединений и спросили, могут ли они для оборудования вывода нейтрали тр-ра 110 кВ брать расстояния по требованиям изоляции, как для 35 кВ, т.к. ТТ в нейтрали стоят на 35 кВ. 
Собственно вопрос: как вычисляется напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при однофазном КЗ?
Напрашивается ответ, что происходит смещение нейтрали тр-ра на середину междуфазного напряжения неповрежденных фаз (рис)... но вот не ндравится мне он, кажется, что надо учитывать так же напряжение поврежденной фазы, но тогда не понятно как напряжение нейтрали искать...
Подскажите, пожалуйста, как его вычислять на самом деле (или литературу какую нить, искал в РУ, Ульянове не нашел)?
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/20000/9500/29809/thumb/p1706s98t4128p1kna1il010h8go31.JPG http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/20000/9500/29809/thumb/p1706s98t4128p1kna1il010h8go31.JPG

2

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

Так ОПН на 35 кВ в нейтрали же стоять должен. Он и ограничивает напряжение на разземлённой нейтрали.  Нету? Забыли первичники сами приделать, а потом с вопросами ходят?  Или нарисовали и сами не поняли что?

Чему бы грабли не учили, а сердце верит в чудеса

3

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

ха))) Действительно) Применительно к первичному оборудованию вопрос снимается.
Но тогда получается, что если у нас КЗ на шинах, и пробивает ОПН, то мы получаем заземленную нейтраль несмотря на то, что режимом предусмотрена разземленная?

4 (2012-06-21 11:43:48 отредактировано R14)

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

Fiksius пишет:

Но тогда получается, что если у нас КЗ на шинах, и пробивает ОПН,

ОПН не пробивается, а только ограничивает напряжение на определенном уровне.

А вот так было ранее. Если нейтраль не защищена ОПН.
Нормы допустимых напряжений в сети с глухозаземленной нейтралью для старых трансформаторов, у которых нейтраль имеет изоляцию на 35 кВ (допускает 0,6 Uф=38,1 кВ). (для обеспечения изоляции нейтрали).
Напряжения неповрежденных фаз относительно земли = 1,4 Uф. = 88,9 кВ. (для обеспечения изоляции фазных выводов относительно земли).

5

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

Вопрос то интересный. Если есть ОПН в нейтрали, то можно разземлять любой трансформатор. Старые трансформаторы с РПН на 35 кВ, допускают напряжение нейтрали не выше 38,1 кВ.
Опасным является не КЗ на землю (ОПН ограничивает напряжение), а обрыв двух фаз. При поданной на трансформатор одной фазе напряжение нейтрали по отношению к земле возрастает до фазного = 63,5 кВ и может держаться длительно. ОПН в нейтрали конечно ограничит это напряжение но через ОПН будет длительно протекать небольшой ток, равный примерно половине тока намагничивания. Может ли ОПН длительно работать в таком режиме?. Согласно приказу ФСК можно разземлять все трансформаторы защищенные ОПН. Следовательно ОПН может длительно так работать. Но, в характеристиках ОПН нет таких данных.
Если принять ток намагничивания = 2А, тогда в таком режиме будет протекать около 1 А. Напряжение на ОПН будет около 35 кВ. Мощность, рассеиваемая ОПН = 35 кВт. Если длительно держать ОПН в таком режиме он ведь раскалится докрасна. Как то здесь не все ясно. Мы такие трансформаторы не разземляем.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

Fiksius пишет:

как вычисляется напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при однофазном КЗ?

Зависит от количества заземленных нейтралей в сети 110кВ. На 110кВ не у всех тр-рах заземляют нейтрали изходя из двух условий:
1. Ток однофазного к.з. не должен превосходить ток трехфазного к.з. (условие в сторону уменьшения количества заземл. нейтралей).
2. Напряжение на неповрежденных фазах (как правильно отмечено в пост 4) не должно превосходить 1,4Uф (условие в сторону увеличения количества заземл. нейтралей).

7

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

R14 пишет:

Нормы допустимых напряжений в сети с глухозаземленной нейтралью...
Напряжения неповрежденных фаз относительно земли = 1,4 Uф

Ежели мне склероз не изменяет, то это требование ПУЭ, ... и заодно - определение термина ... хотя, скорее наоборот: сперва определение, а только потом уж требование, но только для сети не с глухозаземленной, а с эффективно заземленной нейтралью

8

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

ОПН в нейтрали ставим типа такого - ОПН-110/56
Позвонил на завод изготовитель ОПН. Обрисовал ситуацию: неполнофазный режим - обрыв 2 фаз, разземленная нейтраль тр-ра, напряжение между выводом нейтраль и землёй - 63 кВ.
Вышел такой диалог:
Спрашиваю - до какого уровня будет ограничивать ОПН напряжение в нейтрали?
Отвечают - смотрите табличку "остающееся на ОПН напряжение при грозовом импульсе тока 8/20 мкс..."
Спрашиваю - какие 8/20 мкс, у меня 50 Гц?
Отвечают - ну ОПН же для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений, в таком режиме какие то милиамперы может и будут через него проходить, но до какого напряжения снизит не знаем.
Спрашиваю - а как же изоляция в нейтрали на 35 кВ, ТТ на 35 кВ?
Отвечают - сгорят.
В общем, может я не так спрашиваю, но кажется не защищают ОПН от такого режима...

На счет времени ОПН под под повышенным напряжением. Есть такая табличка "Характеристика "Напряжение-Время"...", сказали на неё ориентироваться
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/20000/9500/29923/thumb/p170hu4ofg81immhkp41j3o1gsq1.JPG http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/20000/9500/29923/thumb/p170hu4ofg81immhkp41j3o1gsq1.JPG

9

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

stoyan пишет:

Зависит от количества заземленных нейтралей в сети 110кВ. На 110кВ не у всех тр-рах заземляют нейтрали изходя из двух условий

От этого зависит численное значение, меня же интересует, как графически на векторной диаграмме найти напряжение между нейтралью и землей (хотя уже только с точки зрения спортивного интереса)

Fiksius пишет:

происходит смещение нейтрали тр-ра на середину междуфазного напряжения неповрежденных фаз (рис)

Читал где то, что при однофазном КЗ напряжение между разземленной нейтралью и землей порядка 40 кВ...  А у меня больше 50 получается

10

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

Fiksius пишет:

ОПН в нейтрали ставим типа такого - ОПН-110/56

А почему? А что пишет на эту тему завод-изготовитель трансформатора?

Fiksius пишет:

но кажется не защищают ОПН от такого режима...

Такой ОПН - конечно нет. ОПН-35. Когда ОПН ещё не было, стояли РВС- 35.

Чему бы грабли не учили, а сердце верит в чудеса

11

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

Завод-изготовитель и предлагает для защиты нейтралей тр-ров 110 кВ такие ОПН
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/20000/9500/29943/thumb/p170jgaqui1oac8m91jbd17vg1o8b1.JPG http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/20000/9500/29943/thumb/p170jgaqui1oac8m91jbd17vg1o8b1.JPG

Fiksius пишет:

но кажется не защищают ОПН от такого режима...

я про то что ОПН не защищает от режима перенапряжений на частоте 50 Гц, не конкретно этот, а все

12

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

Fiksius пишет:

как для 35 кВ, т.к. ТТ в нейтрали стоят на 35 кВ.

Можно уточнить - у вас ТТ в нейтрали на 35кВ или уровень изоляции нейтрали трансформатора 35кВ? Если второе вам нельзя разземлять нейтраль тр-ра.

13

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

У меня и то и то. И такая ситуация (разземленный тр-тор, класс изоляции нейтрали 35 кВ) сейчас на ПС, до реконструкции .

R14 пишет:

Согласно приказу ФСК можно разземлять все трансформаторы защищенные ОПН

stoyan пишет:

Если второе вам нельзя разземлять нейтраль тр-ра

Почему нельзя разземлять?

14

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

Если нейтраль тр-ра на 35кВ то макс. допустимое прод. напряжение 38,5 - 42кВ.  Ваш ОПН расчитан на прод. напр. 56кВ, если я правильно понял от пост 11.
И если у вас число заземленных нейтралей в сети обеспечивают повышение фазного напряжения при К(1) не более 1,4Uф, то на нейтрали будет 0,4Uмакс.
При 110кВ будем иметь 0,4.110 = 44кВ. Ваш не защищает вас.
При макс. доп. напряжении 126кВ (едсли есть кабели 123кВ) имеем 0,4.126 = 50кВ. Тем более не защищает.
Нужен более низкий клас напряжения ОПН.

15 (2012-06-26 12:23:11 отредактировано Fiksius)

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

Т.е. ОПН все таки защищает от перенапряжений на промышленной частоте... просто надо применять ОНП на 35 кВ. Тогда возникает 2 вопроса:
1. Почему заводы для защиты разземленных нейтралей тр-ра 110 кВ предлагают именно этот ОПН (из поста 11)?
2. Подобные ОПН закладывали уже много раз. И по ним ни одного замечания от заказчика! (работаем во многих регионах).

stoyan пишет:

И если у вас число заземленных нейтралей в сети обеспечивают повышение фазного напряжения при К(1) не более 1,4Uф, то на нейтрали будет 0,4Uмакс.

Подскажите литературу по этому моменту. Очень интересно!

16

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

Fiksius пишет:

Завод-изготовитель и предлагает для защиты нейтралей тр-ров 110 кВ такие ОПН

Fiksius пишет:

1. Почему заводы для защиты разземленных нейтралей тр-ра 110 кВ предлагают именно этот ОПН (из поста 11)?

ИМХО, тут надо читать, не что и куда предлагают изготовители ОПН, а документацию на трансформатор.

4.2.152. Для защиты нейтралей обмоток 110 - 150 кВ силовых трансформаторов, имеющих изоляцию, пониженную относительно изоляции линейного конца обмотки и допускающую работу с разземленной нейтралью, следует устанавливать ОПН, обеспечивающие защиту их изоляции и выдерживающие в течение нескольких часов квазиустановившиеся перенапряжения при обрыве фазы линии.
В нейтрали трансформатора, изоляция которой не допускает разземления, установка разъединителей не допускается.

Fiksius пишет:

И по ним ни одного замечания от заказчика! (работаем во многих регионах).

Такие заказчики... Когда сгорит транс, вину проекта найдут быстро и радостно.

Чему бы грабли не учили, а сердце верит в чудеса

17 (2012-06-28 12:00:23 отредактировано tca)

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

Не претендую на 100% истину, но получается, что напряжение на разомкнутой нейтрали равно напряжению нулевой последовательности на выводах 110 кВ трансформатора. Если логически подумать - при однократной несимметрии в сети (КЗ на землю, обрывы), в месте несимметрии появляются источники обратной и нулевой последовательности. Прямая и обратная последовательности уравновешены и не смещают нейтраль относительно "земли", а вот нулевая последовательность - неуравновешена. Фактически получается три источника напряжения нулевой последовательности будут соединены параллельно разомкнутой нейтралью трансформатора. Численная проверка подтверждает этот вывод.

Результат моделирования при К(1) - напряжения на нейтрали и стороне 110 кВ трансформатора:

     --- AC Analysis ---

frequency:    50    Hz
V(ntint):         mag:    22129.9          phase:    179.996°     voltage
V(ahigh):         mag:    4.99958          phase:   -89.9871°     voltage
V(bhigh):         mag:    66377.1          phase:   -120.006°     voltage
V(chigh):         mag:    66385.7          phase:    120.002°     voltage

Сама модель:
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/30000/0/30038/thumb/p170p501ie1oin1oj0c481qgr3m01.png http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/30000/0/30038/thumb/p170p501ie1oin1oj0c481qgr3m01.png

18 (2012-07-02 11:56:53 отредактировано cambric)

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

Сделал аналогичный опыт в Симулинк
Рассуждения tca подтверждаются, напряжение "нейтраль-земля" равно напряжению нулевой последовательности по значению и по форме кривой.
Нагрузка также оказывает влияние. Получается, что при нагруженном трансе напряжение "нейтраль-земля" увеличивается.
ХХ: 27,33 кВ
10,44 МВА: 33,14 кВ

19

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

Надо определить напряжение нейтрали относительно земли при КЗ на землю у трансформатора с разземленной нейтралью. При КЗ на землю нейтраль трансформатора смещается, то есть находится в точке определяемой пересечением трех векторов (медиан), каждый из которых проведен из начала вектора к середине противоположного  катета треугольника.
Из замеров при реальном КЗ. КЗ ф В. Замерено: А=69 кВ-0гр. , В=22 кВ-133L, С=73 кВ-108С.
Надо определить нейтральную точку и определить от нее расстояние до земли (нейтраль ТН).  Определяем геометрически. Грубо получаем 23 кВ.
С помощью 3Uо при КЗ нельзя определить это смещение. При обрывах можно.

20 (2012-07-02 15:43:55 отредактировано tca)

Re: Напряжение между незаземленной нейтралью тр-ра 110 кВ и землей при КЗ

R14, поясните, я Вас правильно понял, что напряжение смещения нейтрали - расстояние от центра координат ("земля"), до «центра тяжести» треугольника напряжений. Если это так, формулы вычисления центра тяжести треугольника совпадают с формулами вычисления Uo в алгебраической форме http://www.pm298.ru/reshenie/fha0503.php.