Достоинства и недостатки сетей с изолированной нейтралью
Рассмотрим основные достоинства и недостатки сети с изолированной нейтралью.
Достоинства
1. Высокая надежность работы электрической сети – до 95 % замыканий на землю простые и не требуют отключения.
2. Простота выполнения, а также экономия на устройствах релейной защиты.
Например, допускается не устанавливать трансформатор тока на одну из фаз (обычно фазу В).
3. Невысокие требования к заземляющим устройствам.
Так, для сетей с изолированной нейтралью напряжением 6–35 кВ сопротивление заземляющего устройства рассчитывается как
. (2.7)
При общем заземляющем устройстве сетей 6−10/0,4−0,66 кВ
. (2.8)
Недостатки
1. Повышение напряжения до линейного. При изолированной нейтрали
.
2. Дуговые коммутационные перенапряжения, что требует повышения уровня изоляции.
3. Наброс реактивной мощности, что изменяет качество потребляемой энергии.
4. Возможность возникновения феррорезонансных процессов.
Однако большие величины емкостного тока значительно увеличивают величину перенапряжений и могут вызвать расплавление изоляции и переход простого замыкания в КЗ. Допустимые значения емкостного тока, вызывающие перенапряжения не более 2,5
, даны в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Допустимые значения емкостного тока
| № п/п | Класс напряжения, кВ | Допустимое значение емкостного ток, А |
| 3 – 6 | ||
| 15 – 20 | ||
| генераторные цепи | ||
| ЛЭП на ж/б опорах |
При превышении допустимого значения емкостного тока необходима его компенсация.
Емкостный ток для кабельных и воздушных линий приближенно может быть определен:
− кабельные линии: 
; (2.9)
− воздушные линии: 
, (2.10)
где l∑ – суммарная длина электрически связанных линий, км;
U – напряжение сети, кВ;
Iс – емкостный ток, А.
Значительное увеличение тока замыкания на землю дает применение батарей статических конденсаторов для компенсации реактивной мощности. Их применение всегда требует компенсации емкостных токов замыкания на землю.
2.4. Трехфазные сети с компенсацией емкостного тока.
Достоинства и недостатки
В сетях напряжения 3 ... 20 кВ и небольшой протяженности воздушных и кабельных линий ток замыкания фазы на землю составляет несколько ампер. Дуга в этом случае оказывается неустойчивой и самостоятельно гаснет. Такие сети могут нормально работать в режиме простого замыкания. Увеличение напряжения и протяженности сети приводит к росту тока замыкания на землю до десятков и сотен ампер. Дуга при таких токах может гореть долго, она часто переходит на соседние фазы, превращая однофазное замыкание в двух- или трехфазное. Устранение дуги достигается за счет компенсации тока замыкания на землю.
В качестве дугогасящего аппарата возможно применение шунтирующих и дугогасящих реакторов.
Для трех шунтирующих реакторов схема включения дана на рисунке 2.9.
A
B
C
Рис. 2.9. Схема включения шунтирующих реакторов
Для шунтирующих реакторов (рис. 2.9) справедливы следующие выражения:
, 
, 
; 
. (2.11)
A
B
IL
C
ДГР С0 С0 С0
Рис 2.10. Схема включения дугогасящего реактора
Для дугогасящего реактора ДГР (рис. 2.10) индуктивность
; 
; 
%, (2.12)
где k – степень настройки компенсации; ν – степень расстройки компенсации.
Перенапряжения в сетях с компенсацией емкостного тока уменьшаются и не превышают значений
при 
% (2.13)
Реально в электрических сетях используется только дугогасящий реактор в нейтрали, как наиболее экономичный.
Определим основные достоинства и недостатки сетей с компенсацией емкостного тока.
Достоинства такие же, как и в сетях с изолированной нейтралью при меньших уровнях перенапряжений. Кроме этого, для таких сетей практически полностью устраняется возможность возникновения феррорезонансных процессов.
Недостатки такие же, как и в сетях с изолированной нейтралью. Кроме того, возникают дополнительные затраты на амортизацию и обслуживание ДГР таких сетей. Коэффициент замыкания фазы на землю 
.
Область применения:
1. Сети напряжением 6–10 кВ.
2. Сети с питанием на генераторном напряжении.
3. Сети 35 кВ.