Электрическая часть электростанций - Режимы нейтрали

Важное значение для надежной работы станции (или подстанции) имеет правильно выбранный режим нейтрали; при глухозаземленной нейтрали это — число трансформаторов, нейтраль которых заземлена, а при компенсированной нейтрали — правильная настройка дугогасящей катушки.
Глухим заземлением называют такое заземление, при котором нейтраль обмотки трансформатора присоединена к заземляющему устройству металлически или через малое сопротивление.
В нашей стране глухое заземление нейтрали применяется во всех электроустановках напряжением 110 кВ и выше, и это объясняется большими технико-экономическими преимуществами такого способа именно для установок высокого напряжения. Внутренние перенапряжения в таких установках ниже, чем перенапряжения в сетях с изолированной нейтралью (не превышают 2,5Uн) и поэтому стоимость изоляции линий и аппаратов получается значительно меньшей, чем при изолированной нейтрали. 
Другим преимуществом глухой нейтрали является возможность обеспечить четкую быстродействующую защиту от однофазных к. з., которые составляют до 80 % всех видов повреждений. Кроме этого, в сетях с глухой нейтралью более эффективно автоматическое повторное включение (АПВ).
Число заземленных нейтралей на станции (подстанции) определяется током однофазного к. з., который не должен быть меньше 60 % тока трехфазного к. з., чтобы повышение напряжения на неповрежденных фазах не превышало 0,8Uлин. Такой ток может быть обеспечен при заземлении лишь части нейтралей трансформаторов станции (подстанции), число которых должно быть определено расчетом.
При расчете необходимо учитывать обязательность заземления нейтралей автотрансформаторов, установленных на станции (подстанции) (см. § 1-12).
Заземление нейтралей всех без исключения трансформаторов подстанции не практикуется, так как при этом увеличиваются токи к. з. на землю, что осложняет работу релейной защиты, усиливает их влияние на линии связи и сигнализации и т. п.
Ввиду того что наши трансформаторы имеют неполную изоляцию нуля (класса 35 кВ у трансформаторов 110 кВ), следует проверить повышение напряжения на нейтралях незаземленных трансформаторов при несимметричных к. з. и при необходимости принять меры для их защиты (установка в нейтрали разрядников).
Установки напряжением 6, 10, 35 кВ работают с изолированной или компенсированной нейтралью.
Если токи замыкания на землю, определяемые емкостью питаемой сети, не превосходят 30 А при 6 кВ, 20 А при 10 кВ, 10 А при 35 кВ, нейтраль такой установки может не заземляться и оставаться изолированной. При замыкании фазы на землю емкостный ток в поврежденной фазе будет равен нулю, а емкостные токи, протекающие в неповрежденных фазах, увеличатся по сравнению с нормальными пропорционально повышению напряжения на них, т. е. в  vЗ раз. Такие повышения напряжения не являются опасными для нормальной изоляции оборудования, и поэтому «Правила технической эксплуатации» разрешают в сетях с изолированной нейтралью и малыми токами замыкания на землю не прекращать питания потребителей два часа, в течение которых можно обнаружить место повреждения и устранить его.
При больших токах замыкания на землю в месте повреждения возможна устойчивая перемежающаяся дуга, сопровождающаяся повторными погасаниями и зажиганиями. Резонансные явления в этом случае могут вызвать опасные перенапряжения, повреждение изоляции, переход однофазного замыкания в двух- или трехфазное к. з. и погашение потребителей.
Поэтому в установках с повышенными токами замыкания на землю (больше 10—30 А при напряжениях 35—60 кВ соответственно) применяется компенсация этих токов при помощи индуктивных настраиваемых сопротивлений (дугогасящих катушек ЗРО.М), включаемых в нейтраль трансформатора. При замыкании фазы на землю напряжение на нейтрали трансформатора повышается до фазного напряжения установки и через дугогасящую катушку идет индуктивный ток //,. Настройка регулируемой дугогасящей катушки выполняется так, чтобы этот ток был приблизительно равен емкостному току замыкания на землю /д, определяемому емкостью питаемой сети. В этом случае произойдет почти полная компенсация тока замыкания в месте повреждения и перемежающаяся дуга не сможет возникнуть.
При изменении схемы сети и ее емкости настройка дугогасящей катушки также должна быть изменена.