Глухозаземлённая нейтраль и изолированная нейтраль: отличия, заземление, понятие и принцип действия

Содержание

отличия, заземление, понятие и принцип действия

Чаще всего в электроустановках для защиты людей от удара током используется глухозаземленная нейтраль. В результате при аварийной ситуации потенциалы быстро уравниваются, а защитное оборудование работает более эффективно. Для грамотного использования этого механизма необходимо хорошо знать и уметь применять на практике нормы ПУЭ.

Преимущества и недостатки изолированной нейтрали

Сегодня в электроустановках используется два защитных механизма — изолированная и глухозаземленная нейтраль. Главное преимущество заключается в отсутствии необходимости экстренного отключения первого однофазного замыкания на землю. Также следует помнить, что в области повреждения электросети создается небольшой ток, но это справедливо только при низкой токовой емкости на землю. Однако есть несколько недостатков, из-за которых изолированная нейтраль используется сравнительно редко:

  • Возможно появление перемежающегося дугового напряжения.
  • Не исключается вероятность появления большего количества повреждений по причине пробоя изоляции проводников в местах появления дугового перенапряжения.
  • Все электрооборудование необходимо изолировать на линейное напряжение относительно земли.
  • Воздействие дугового перенапряжения на изоляцию носит продолжительный характер.
  • Часто возникают сложности с обнаружением мест повреждений.
  • При однофазном замыкании правильная работа систем релейной защиты не может быть гарантирована.

Все эти недостатки полностью нивелируют преимущества такого способа заземления нейтрали. В то же время этот метод защиты в некоторых ситуациях продолжает оставаться эффективным и не противоречит нормам ПУЭ.

Например, изолированная нейтраль может стать хорошим решением для защиты высоковольтных линий, так как позволяет избежать аварийного отключения. В свою очередь, требованиям защиты сетей конченого потребителя электроэнергии он не удовлетворяет.

Принцип работы глухозаземленной нейтрали

Сначала необходимо понять, что является определением понятия глухозаземленная нейтраль. Согласно ПУЭ этот способ предполагает прямое соединение нейтрали трансформатора с заземляющим элементом. В электротехнике такой способ заземления принято называть рабочим. Также необходимо помнить, что в электроустановках, рассчитанных на напряжение 220−380 вольт, сопротивление заземляющих элементов не должно превышать показатель в 4 Ом.

Принцип действия глухозаземленной нейтрали можно продемонстрировать на примере трехпроводной электроцепи, соединяющей источник энергии с жилым домом. При ее создании нейтраль просто распределяется по щитку, и к ней подключаются все заземляющие контуры потребителей. Такая цепь не предполагает наличия различных устройств, которые могут нарушить ее единство.

Если предположить, что по причине частых вибраций в холодильнике от места крепления отсоединился фазный проводник и вступил в контакт с корпусом, то такая ситуация является аварийной. Все это приводит к появлению короткого замыкания и стремительному увеличению силы тока. Однако автоматический выключатель быстро справляется с поставленной задачей и размыкает цепь. Если человек случайно дотронется до провода, то поражения током не произойдет, ведь сопротивление R0 будет меньше в сравнении с возникающим при прохождении через человеческое тело.

Плюсы и минусы способа

Глухозаземленная нейтраль имеет больше преимуществ и меньше недостатков в сравнении с изолированной. Среди преимуществ можно отметить:

  • Появляется возможность использовать оборудование с таким уровнем изоляции, который был изначально запланирован.
  • Отпадает необходимость в использовании специальных защитных схем.
  • Эффективно справляется с подавлением перенапряжения.

Однако это неидеальный способ и ему присущи некоторые недостатки. Начать стоит с того, что риски получения повреждений от удара электротоком сохраняются, хотя их и можно считать незначительными. Кроме этого, из-за большого замыкания тока на землю могут появиться помехи и даже повреждения сети.

Требования ПУЭ

Сегодня в электротехнике достаточно активно используются оба способа — глухозаземленная и изолированная нейтраль. Различия между ними в первую очередь заключаются в способе подключения трансформатора к заземляющему элементу. Вся необходимая информация по выбору способа защиты изложена в ПУЭ.

Если говорить о бытовой сети на 220 вольт, то место заземления можно расположить около трансформатора, и для решения поставленной задачи применяется отдельный проводник. Это позволит уменьшить путь прохождения тока и одновременно сократить расходы. В загородном доме допускается соединение с металлическим каркасом строения, расположенным в глубине земли.

Если же заземляющим элементом является фундамент, то к его арматуре необходимо выполнить подключение минимум в двух точках.

разновидности устройства, принцип действия, преимущества и недостатки

В настоящее время для безопасного энергообеспечения электрооборудования в основном используют глухое заземление. В то же время существуют устройства, которые эксплуатируются в трехпроводной сети с изолированной нейтралью. Сюда можно отнести передвижное оборудование, устройства для торфоразработок и другие механизмы, которые работают в сетях 380−660 В. Кроме того, такой вид защиты применяется в электрических магистралях напряжением от 2 до 35 кВ.

Режимы работы нейтралей

Нейтраль электрооборудования представляет собой общую точку обмотки генератора или трансформатора, которая соединена звездой. Оттого, как связана нейтраль с землей, зависит уровень изоляции электрооборудования.

Кроме того, такая связь определяет выбор коммутационных устройств, значение перенапряжения и методы их устранений, величину токов при замыкании на землю одной фазы и т. д. От того, в каком режиме находится нейтраль, известны схемы четырех типов:

  • с изолированными нейтралями;
  • с резонансно-заземленными устройствами;
  • с эффективно-заземленным оборудованием;
  • с глухозаземленными нейтралями.

В настоящее время первые два вида используются в электрических сетях с напряжением от 3 до 35 кВ. Эффективное заземление чаще всего встречается в электроснабжении с напряжением выше 1 кВ и коэффициентом замыкания не более 1,4. Этот показатель означает разность между потенциалами фазы и земли в нормальном состоянии и при повреждении фазы.

Группа с глухозаземленной нейтралью относится к сетям с напряжением до 1 кВ.

Описание изолированного устройства

Такое устройство защиты представляет собой систему, когда нулевой провод генератора или трансформатора не соединяют с заземлителем. Соединение с глухим заземлением допускается через аппаратуру сигнализации, защиты и устройства измерения, которые обладают большим сопротивлением.

В этом случае изолированная нейтраль представляет собой трехфазную сеть, подключенную от электрического оборудования к заземлению через резисторы.

При этом параллельно подключают систему с конденсаторами. Такая схема подключения нейтрали имеет две составляющие:

  • активную;
  • реактивную.

Активная схема предназначена для препятствия току утечки с помощью резисторов, которые благодаря большому сопротивлению понижают его значение до минимального. Реактивная система обладает конденсаторами, в которых одна обкладка соединяется с линией, а вторая — с землей.

Принцип действия

В исправной трехфазной сети распределение нагрузки происходит равномерно. В случае пробоя любой фазы в схеме с изолированной нейтралью возникает замыкание на землю. Обычно происходит в этом случае пробой на корпус электрического потребителя.

Это могут быть как электрические двигатели, так и металлическое оборудование. Если отсутствует заземление, то на устройствах появляется напряжение. Такая ситуация очень опасна при прикосновении человека к корпусу конструкции.

Когда же в сети стоит изолированная нейтраль, то ток снизится до минимума и станет безопасным для работника. В настоящее время такая система защиты применяется:

  1. В двухпроводных сетях постоянного тока.
  2. В электрооборудовании, работающем в трехфазной сети напряжением до 1 кВ.
  3. В схемах с низким напряжением, обладающих защитными устройствами.

Под защитными устройствами подразумевается использование разделяющих трансформаторов или применение дополнительной изоляции. Дело в том, что обычными предохранителями и автоматическими выключателями невозможно произвести отключение слишком малого тока.

Такое оборудование просто не рассчитано на такие значения. Поэтому и требуется дополнительное релейное оборудование, которое предупредит об аварийной ситуации.

Так как эти устройства сложные в управлении, то их обслуживание проводят только высококвалифицированные работники.

Достоинства и недостатки

Одним из важнейших преимуществ режима таких сетей является наличие небольшого тока при однофазных замыканиях на землю. Этот факт позволяет гораздо увеличить эксплуатацию автоматических выключателей. Дело в том, что замыкание на землю составляет на практике 90% от общего числа аварийных ситуаций.

Кроме того, наличие малого тока позволяет снизить требования к заземляющему оборудованию. Такой режим нейтрали обладает и массой недостатков. Например, однофазное замыкание на землю может вызвать феррорезонансные явления, которые зачастую приводят к выходу из строя электрооборудования.

Могут возникнуть дуговые перенапряжения, приводящие однофазное замыкание в двух- и трехфазное. Кроме того, конструкция защит от замыкания довольно сложная, что приводит к ее недостаточной работоспособности и эффективности. Бытует мнение, что при однофазном коротком замыкании возможна дальнейшая эксплуатация электрооборудования.

Но практика показывает, что практически сразу происходят

двух- и трехфазное короткие замыкания, которые в итоге приводят к отключению электрооборудования. При падении провода у опор линий электропередач, когда сохраняется короткое замыкание, появляются опасные напряжения прикосновения. Большинство смертельных случаев происходят именно в таких ситуациях.

Поэтому для бесперебойной работы электроснабжения в сетях с изолированными нейтралями используют автоматические включения резервных питаний.

Вопрос №5. Определения: глухозаземленная нейтраль; изолированная нейтраль, проводящая часть (ПУЭ, п. 1.7.5

Глухозаземленная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству. Глухозаземленным может быть также вывод источника однофазного переменного тока или полюс источника постоянного тока в двухпроводных сетях, а также средняя точка в трехпроводных сетях постоянного тока.

Изолированная нейтраль - нейтраль трансформатора или генератора, неприсоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных им устройств.

Проводящая часть - часть, которая может проводить электрический ток.

Вопрос №6. Проверка отсутствия напряжения (ПОТ РМ-016-2001, п. 3.3.1, 3.3.6, 3.3.7).

Проверять отсутствие напряжения необходимо указателем напряжения, исправность которого перед применением должна быть установлена с помощью предназначенных для этой цели специальных приборов или приближением к токоведущим частям, заведомо находящимся под напряжением.

В комплектных распределительных устройствах заводского изготовления (в том числе с заполнением элегазом) проверку отсутствия напряжения допускается производить с использованием встроенных стационарных указателей напряжения.


В электроустановках напряжением выше 1000 В пользоваться указателем напряжения необходимо в диэлектрических перчатках.

В электроустановках напряжением 35 кВ и выше для проверки отсутствия напряжения можно пользоваться изолирующей штангой, прикасаясь ею несколько раз к токоведущим частям. Признаком отсутствия напряжения является отсутствие искрения и потрескивания. На одноцепных ВЛ напряжением 330 кВ и выше достаточным признаком отсутствия напряжения является отсутствие коронирования.

В электроустановках напряжением до 1000В с заземленной нейтралью при применении двухполюсного указателя проверять отсутствие напряжения нужно как между фазами, так и между каждой фазой и заземленным корпусом оборудования или защитным проводником. Допускается применять предварительно проверенный вольтметр. Не допускается пользоваться контрольными лампами.

Устройства, сигнализирующие об отключенном положении аппарата, блокирующие устройства, постоянно включенные вольтметры и т.п. являются только дополнительными средствами, подтверждающими отсутствие напряжения, и на основании их показаний нельзя делать заключение об отсутствии напряжения.

4.1. Системы с изолированной и заземленной нейтралью источника напряжения или трансформатора и опасность при касании человеком т

4.1. Системы с изолированной и заземленной нейтралью источника напряжения или трансформатора и опасность при касании человеком токоведущей части

Электроустановки могут входить в системы с глухозаземленной или изолированной нейтралью генератора или трансформатора. Нейтраль представляет собой общую точку соединенных обмоток генератора или трансформатора, потенциал которой в нормальных условиях нагрузки равен нулю, поэтому она также называется нулевой точкой.

Глухозаземленная нейтраль получается тогда, когда она соединяется с землей системой проводников и электродов, находящихся в земле около места установки генератора или трансформатора. От нейтрали идет провод, называемый нулевым, который соединяется с корпусом каждого приемника энергии. Системы с глухозаземленной нейтралью применяются для питания большинства производственных и бытовых электроприемников.

В системах с изолированной нейтралью нулевая точка не заземляется. На рис. 4.1 представлена схема сети трехфазного тока с изолированной нейтралью при касании человеком фазного провода. Изоляция каждого провода не является идеальной и имеет утечку на землю с сопротивлениями r1,r2,r3 и емкость относительно земли с емкостными сопротивлениями xc1,xc2,xc3. Эти сопротивления можно представить в виде звезд с нейтральными точками, замкнутыми на землю, и они также составляют полные сопротивления фаз сети, которым соответствуют полные проводимости. Проводимости создают замкнутые через землю цепи, связывающие между собой провода сети. Сопротивление тела человека частично замещает сопротивление фазы, которой он касается, в случае рис. 4.1 — r1 и xc1 и через тело человека проходит ток, нарушающий симметрию сопротивлений утечек и емкостей.

Представим фазные напряжения в виде звезды с лучами ОА, OВ, ОС, тогда линейные напряжения образуют треугольник со сторонами АВ, ВС, СА, соответствующими линейным напряжениям (рис. 4.2, а).





Рис. 4.2. Векторные диаграммы напряжений сети трехфазного тока с изолированной нейтралью:

а) активные и емкостные сопротивления проводов сети одинаковы; б) ухудшение сопротивления изоляции фазы А; в) замыкание на землю фазы А.

При равенстве r1=r2=r3 и хc1= хc2= хc3 равны по величине и фазные напряжения (рис. 0.5 раз, а напряжение нулевой точки по отношению к земле возрастает до фазного (OO' = ОА).

Если напряжение фазы А по отношению к земле становится равным нулю, можно принять, что пути токов утечки и емкости этой фазы на землю шунтируются через место замыкания фазы А на землю током замыкания. Через место

замыкания на землю фазы А будет проходить ток, равный геометрической сумме токов утечки и емкостных других фаз (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Трехфазная сеть с изолированной нейтралью с замыканием на землю одной фазы.

Как следует из диаграмм рис. 4.2, линейные напряжения во всех рассмотренных случаях остаются неизменными, и замыкание на землю одной фазы не влияет на работу электроприемников.

Чем больше проводимость изоляции утечки и емкостная по отношению к земле, тем большую опасность представляет прикосновение человека к токоведущей части. Если одна фаза имеет замыкание на землю, то прикосновение человека к другим фазам представляет наибольшую опасность, так как при этом человек оказывается под линейным напряжением (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Касание человеком токоведущей части в сети с изолированной нейтралью при коротком замыкании другой фазы.

Если нейтраль заземлена, фазные напряжения по отношению к земле остаются постоянными и равными фазному напряжению. При нарушении изоляции одной из фаз по отношению к земле нейтраль может получить незначительное смещение.

Прикосновение человека к одной из фаз создает цепь тока: проводник—тело человека—земля—заземленный нулевой провод—общая точка обмоток (рис. 4.5). Напряжение прикосновения человека- будет частью фазного напряжения, и ток, проходящий через человека, не зависит от токов утечки и емкостных токов других фаз, так как цепь замыкания через сопротивление нейтрали имеет меньшее сопротивление, чем сопротивления утечки и емкостные сопротивления этих фаз, т. е. эти сопротивления оказываются зашунтированными.



Рис. 4.5. Касание человеком токоведущеи части в трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью.

Прикосновение человека к токоведущей части может быть замыканием на заземленную часть электроустановки — замыканием на корпус, или замыканием непосредственно на землю. Здесь имеется различие, так как в последнем случае имеет значение большое переходное сопротивление в месте контакта человека с землей.

В системе с заземленной нейтралью при замыкании провода на землю создается путь тока от места замыкания через землю и нулевую точку к обмоткам других фаз генератора или трансформатора, и защита срабатывает. В случае касания провода человеком он оказывается под фазным напряжением и не может оказаться под линейным напряжением.

С точки зрения опасности прикосновения человека к токоведущей части система с изолированной нейтралью представляется более опасной по величине напряжения, под которым может оказаться человек, если не надежно работают устройства защиты.

Классификация электрических сетей по способу заземления нейтрали. Свойства сетей с глухозаземленной нейтралью

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 7Следующая ⇒

Нейтралью, называют общую точку обмоток трансформаторов или двигателей при соединении в звезду. На рисунке 7.1 показаны нейтраль N1 обмотки W1 высшего напряжения и нейтраль N2 обмотки W2 низшего напряжения.

 

Рисунок 7.1 – Понятие нейтрали

 

Нейтраль может быть либо соединена с землей непосредственно, либо через какие-либо элементы (резистор, катушку индуктивности и т. д.), либо она может быть изолирована от земли. По ПУЭ [1] нейтрали могут быть двух видов: изолированные и глухозаземленные.

Глухозаземленная нейтраль (п. 1.7.5) –это нейтраль, непосредственно присоединенная к глухозаземленному устройству (рисунок 7.2).

Рисунок 7.2 - Глухозаземленная нейтраль

Изолированная нейтраль (п. 1.7.6) – это нейтраль, не присоединенная к заземляющему устройству (рисунок 7.1) или присоединенная к нему через большое сопротивление: реактор L (рисунок 7.3, а) или активное сопротивление R (рисунок 7.3, б).

Рисунок 7.3 - Соединение нейтрали с землей: а) через реактор; б) через активное сопротивление

При соединении трехфазной обмотки трансформатора в треугольник нейтраль отсутствует. Следовательно, у обмотки трансформатора, соединенной в треугольник, как и у обмотки трансформатора с изолированной нейтралью, нет связи с землей. Поэтому трансформаторы с соединением обмоток в треугольник можно рассматривать как трансформаторы с изолированной нейтралью.

Заземление нейтрали может быть либо рабочим, либо защитным. Если заземление нейтрали выполнено с целью электробезопасности персонала, то такое заземление называется защитным. Если заземление нейтрали выполнено с целью придания определенных свойств электрической сети, то такое заземление называется рабочим.Защитное заземление применяется в сетях напряжением ниже 1000 В, рабочее - в сетях напряжением выше 1000 В.

В зависимости от способа рабочего заземления нейтрали ПУЭ выделяет пять видов сетей:

1) сети 6 – 35 кВ с изолированной нейтралью;

2) сети 6 – 35 кВ с нейтралью, заземленной через дугогасящий ректор;

3) сети 6 – 35 кВ с нейтралью, заземленной через активное сопротивление;

4) сети 110 кВ с эффективно заземленной нейтралью;

5) сети 220 кВ и выше с глухозаземленной нейтралью.

Из этой классификации видов сетей по способу заземления нейтрали следует, что электрические сетей напряжением 6-35 кВ могут работать либо с изолированной нейтралью, либо с нейтралью заземленной через дугогасящий ректор, либо с нейтралью, заземленной через активное сопротивление. Режим нейтрали в сетях 6 – 35 кВ с изолированной нейтралью или заземленной через дугогасящий ректор выбирается в зависимости от величины тока замыкания на землю.

Основной режим для сетей 6-35 кВ является режим с изолированной нейтралью. Если токи замыкания на землю Iз превышают максимально допустимое значение, то применяют режим нейтрали, заземленной через дугогасящий реактор для компенсации (снижения) емкостного тока замыкания на землю. Заземление нейтрали через активное сопротивление в сетях 6-35 кВ может применяться при любой величине тока замыкания.

Компенсация емкостного тока замыкания на землю должна при­меняться при следующих значениях этого тока:

· в воздушных сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и ме­таллические опоры, и во всех воздушных сетях напряжением 35 кВ – при токах более 10 А;

· в кабельных сетях и в воздушных сетях, не имеющих железобетонных и металлических опор на воздушных линиях электропередачи (т.е., имеющих только деревянные опоры) при токах:

более 30 А при напряжении 3-6 кВ;

более 20 А при напряжении 10 кВ;

более 15 А при напряжении 15-20 кВ;

более 10 А при напряжении 35 кВ;

· в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков генератор-трансформатор - более 5 А.

Способ заземления нейтралей трансформаторов в электрических сетях является важнейшей проблемой для всех сетей. Особенно актуален выбор режима заземления нейтрали в сетях 6-35 кВ. Так как, во-первых, они являются распределительными и по ним непосредственно получают питание потребители и электроприемники. Следовательно, в первую очередь, от них зависит надежность работы промышленных предприятий. Во-вторых, режим заземления нейтралей трансформаторов в электрических сетях влияет на:

- стоимость электрической сети;

- надежность работы и аварийность электрооборудования;

- безопасность человека и животных, находящихся вблизи линии;

- принципы выполнения релейной защиты;

- принципы и методы определения места повреждения (пробоя изоляции).

В мировой практике нет единого мнения об оптимальной области применения того или иного способа заземления нейтралей. Так, в странах Западной Европы и в Японии заземление нейтралей через дугогасящий ректор используется в сетях до 220 кВ, а в США имеются распределительные сети 10 – 15 кВ с эффективным заземлением нейтрали. В США, Канаде, Австралии, Великобритании глухое заземление нейтрали используется в сетях напряжением 4-25 кВ [Гужов]. Во Франции широко используются сети с нейтралью, заземленной через активное сопротивление. но рассматривается переход к нейтрали, заземленной через дугогасящий ректор. Основные проблемы выбора способа заземления нейтрали связаны с решением вопросов бесперебойного электроснабжения, снижения дуговых перенапряжений и создания эффективных средств релейной защиты и устройств определения места повреждения при замыканиях на землю. В комплексе эти проблемы на сегодняшний день не преодолены. При этом каждый из перечисленных способов заземления нейтрали имеет свои недостатки и свою область применения

 



Читайте также:

 

Свойства сетей с глухо заземленной нейтралью и с эффективно заземленной нейтралью

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 7Следующая ⇒

С глухозаземленной нейтралью работают электрические сети напряжением 220 кВ и выше Сети напряжением 110 кВ работают с эффективно зазем­ленной нейтралью.

Рассмотрим свойства таких сетей.

В сетях напряжением 220 кВ и выше заземляют нейтрали всех трансформаторов (рисунок 7.4). Разъединители в цепи нейтралей трансформаторов класса 220 кВ и выше не устанавливаются

 

Рисунок 7.4 – Сеть с глухо заземлёнными нейтралями

 

В нормальном режиме работы заземление нейтрали на работу сети не влияет. Влияние режима заземления нейтрали проявляется только при замыканиях на землю.

Рассмотрим однофазное короткое замыкание на землю в точке К. Заземленная нейтраль, линия и место замыкания на землю образуют замкнутый контур через землю. При заземлении нейтралей двух трансформаторов, как это показано на рисунке 7,4, будет два замкнутых контура через землю, в которых протекают токи КЗ Iк1 и Iк2. В месте КЗ токи всех контуров суммируются и через место замыкания протекает суммарный ток КЗ. Величина тока КЗ определяется величиной эквивалентного сопротивления схемы замещения относительно точки КЗ. При этом суммарный ток в месте однофазного КЗ в комплексной форме определяется по выражению:

(7.1)

где Z1Σ, Z0Σ, - эквивалентные (суммарные) сопротивления, прямой и нулевой последовательности; UФ – фазное напряжение.

Ток при трехфазном коротком замыкании.

. (7.2)

 

Эквивалентные сопротивления прямой и нулевой последовательности в сетях 110 кВ и выше могут быть соизмеримы по величине. При этом токи однофазного короткого замыкания могут быть близки по величине к токам трехфазного короткого замыкания. Поэтому сети 110 кВ и выше называют сетями с большими токами замыкания на землю. Большие токи при КЗ на землю – это главное свойство сетей с глухо заземленными и эффективно заземленными нейтралями.

Это и преимущество, и недостаток таких сетей. Преимущество: при большом токе короткого замыкания можно сравнительно просто выявить поврежденную линию, сравнительно просто определить место КЗ и быстро отключить (изолировать) поврежденный элемент.

Недостаток: при большом токе короткого замыкания усложняется работа оборудования. Повышаются требования к термической и динамической стойкости.

Сети 110 кВ и сети напряжением 220 кВ и выше имеют одно важное отличие: воздушные линии напряжением 220 кВ и выше выполняются без ответвлений и не имеют промежуточных отборов мощности. Воздушные линии 110 кВ, в отличие от линий напряжением 220 кВ и выше, имеют многочисленные ответвления к подстанциям промышленных предприятий. При этом от ВЛ-110 кВ через ответвительные подстанции (ПС-3 на рисунке 7.5) получают питание потребители, территориально удаленные от узловых подстанций энергосистемы (ПС-1 и ПС-2 на рисунке 7.5). К одной ВЛ-110 кВ может быть подключено до пяти ответвительных подстанций.

Рисунок 7.5 – Сеть с эффективно заземленной нейтралью

 

При этом число трансформаторов в сети 110 кВ может быть в несколько раз больше, чем в сетях напряжением 220 кВ и выше. Если в сети 110 кВ нейтрали всех трансформаторов заземлить, то при однофазном КЗ на землю будет несколько контуров для токов КЗ. Это приведет к резкому снижению эквивалентного сопротивления нулевой последовательности Z0Σ. Если сопротивление нулевой последовательности снизится до сопротивления прямой последовательности и будет выполнено равенство Z1Σ = Z0Σ, то, в соответствии с (7.1) и (7.2), ток однофазного короткого замыкания будет равен току трехфазного короткого замыкания. Если сопротивление нулевой последовательности станет меньше сопротивления прямой последовательности Z0Σ <Z1Σ, то ток однофазного короткого замыкания в соответствии с (7.1) и (7.2) станет больше тока трехфазного короткого замыкания: Это опасно для термической и динамической стойкости сети и этого стараются не допускать. Для того, чтобы ток однофазного короткого замыкания не превышал тока трехфазного короткого замыкания, у части трансформаторов (Т3 и Т4 на рисунке 7.5) нейтрали разземляют. При этом уменьшается число параллельных контуров и увеличивается эквивалентное сопротивление Z0Σ. Для возможности разземления нейтрали в цепи нейтралей устанавливаются разъединители QS. Сети, в которых часть нейтралей изолированы от земли, а часть заземлены, называют сети с эффективно заземленной нейтралью (это допускается только в сетях 110 кВ).

Разземляют, обычно, нейтрали на ответвительных подстанциях, то есть на ГПП. Принимать решение о разземлении нейтрали на той или иной ГПП могут только диспетчеры районной энергосистемы. Число трансформаторов, нейтрали которых следует разземлить, определяется расчетом.

На рисунке 7.5 приведены векторные диаграммы напряжений в точке однофазного КЗ.

Рисунок 7.6 – Векторные диаграммы напряжений в точке КЗ

 

На рисунке 7.5, а показаны векторы фазных напряжений UА, UВ и UС по отношению к нейтрали трансформатора N. В нормальном режиме потенциал нейтрали по отношению к земле равен нулю. При КЗ на землю фаза А через землю от точки З земли (рисунок 7.4) к нейтрали трансформатора потечет ток КЗ Iк, который отстает от напряжения фазы на угол φ. От тока КЗ в сопротивлении земли между точкой в земле Зв месте замыкания и заземленной нейтралью N появится падение напряжения UЗN. При этом фазные напряжения UВЗ и UСЗ неповрежденных фаз В и С по отношению к земле будут отличаться от фазных напряжений по отношению к нейтрали: UВЗ не равно UВ и UСЗ не равно UС.

Отношение разности потенциалов между неповрежденной фазой и землей при ЗНЗ к разности потенциалов между фазой и землей в этой точке до замыканияназывается коэффициентом замыкания (ПУЭ п.1.2.4). Для электрической сети с эффективно заземленной нейтралью коэффициент замыкания на землю не должен превышать 1,4 (kз ≤ 1,4). Число трансформаторов с разземленной нейтралью выбирается так, чтобы выполнялось условие:

 

. (7.2)

 

Если разъединитель в нейтрали отключен, то при однофазном КЗ на изолированной от земли нейтрали может появиться фазное напряжение. В нормальном режиме напряжение на нейтрали трансформатора по отношению к земле равно нулю. Поэтому для удешевления трансформатора изоляция нейтралей трансформаторов класса 110 кВ выполняется обычно ослабленной. Фазное напряжение на нейтрали п отношению к земле для ослабленной изоляции нейтрали является опасным и может вызвать ее пробой. Схемы защиты нейтрали трансформаторов от перенапряжений приведены на рисунке 7.7. В качестве защитных средств FV применяются разрядники (рисунок 7.7, а) или ограничители перенапряжений (рисунок 7.7, б). Для возможности заземления нейтрали (при необходимости) параллельно разряднику устанавливаются разъединитель QS. Номинальное напряжение разрядника выбирается на класс ниже номинального напряжения сети. Например, если сеть напряжением 110 кВ, то разрядник устанавливают на 55 кВ. Для этого включают последовательно два разрядника на 20 и 35 кВ.

Рисунок 7.7 – Схемы защиты нейтрали трансформатора

 

 



Читайте также:

 

Различий между связанными и плавающими нейтральными генераторами

Главная »Блог» Связанная нейтраль VS плавающая нейтраль

Последнее обновление 25 августа 2020 г.

Среди всех спецификаций генератора тип нейтрального соединения может быть одним из самых загадочных для человека, который только мало разбирается в электротехнике.

Возможно, вы встречали термины «плавающий» и «связанный» нейтральный. Хотя для многих они звучат непонятно, они являются важным фактором при подключении портативного генератора к передаточному переключателю.

Но, прежде чем мы углубимся в специфику связанной и плавающей нейтрали, мы должны сначала объяснить, что такое «нейтраль» и чем она отличается от «живого / горячего провода» и «земли».

Разница между активным / горячим, нейтралью и землей

Электрическая цепь состоит из двух проводов. Один передает ток от источника к нагрузке, а другой возвращает этот ток обратно к источнику. В любой электрической цепи этот контур должен быть замкнут для протекания тока.

Провод, по которому течет ток от источника к нагрузке, называется «провод под напряжением / под напряжением» - провод, проводящий ток.

Провод, который возвращает ток обратно к источнику, называется «нейтральный провод» или просто нейтральный - провод, проводящий ток.

В отличие от этих двух, «заземляющий провод» или просто заземление, не является частью электрического контура и пропускает ток только в случае неисправности. Заземляющий провод - это в основном защитный провод, предназначенный для обеспечения безопасности системы.

Генератор связанной нейтрали

В генераторе связанной нейтрали нейтраль соединена с корпусом генератора.В этом случае автоматический переключатель должен переключать нейтраль, чтобы соответствовать стандартам безопасности в соответствии со статьей 250 NEC (Национальный электротехнический кодекс).

Стандарты безопасности статьи 250 NEC требуют, чтобы нейтраль была заземлена на первом устройстве отключите (что означает ближайшую возможную точку), а нельзя заземлить дважды , чтобы избежать наведенных переходных напряжений или токов.

Чтобы разобраться, давайте рассмотрим пример схемы жилого дома.

Нас интересует подключение генератора к домашней цепи . Во-первых, мы должны узнать, как работает система электроснабжения жилых домов.

В жилых домах вся нагрузка питается от электросети (распределительной компании). Силовые кабели от сети подключаются к электрическому щитку, установленному в домах (схема ниже). Электрическая панель распределяет эту мощность по каждой цепи в доме.

Нагрузка, подключенная к домашней электрической панели

Электрическая панель (также называемая распределительным щитом) - это система, которая распределяет ток по различным цепям в доме или здании.Он содержит отдельные предохранители или автоматические выключатели для каждой цепи, часто заключенные в металлический корпус. Все нейтральные точки заземлены в одной общей точке.

Для переключения нагрузки с домашней электрической панели на генератор используется передаточный переключатель. Безобрывный переключатель всегда переключает (отключается от домашней электрической панели и подключается к клемме генератора) провод под напряжением / под напряжением. Итак, под вопросом остается только нейтральный провод.

Согласно стандартам NEC, мы не можем заземлить нейтраль дважды .Поскольку в генераторе уже есть нейтраль, соединенная с землей, передаточный переключатель должен переключать нейтраль с домашней электрической панели на клемму нейтрали генератора (схема ниже).

Нагрузка подключена к генератору с подключенной нейтралью

Мы можем заметить, что нагрузка полностью изолирована от домашней электрической панели и монтируется непосредственно на генераторе. Таким образом, генератор с связанной нейтралью ведет себя как изолированный или автономный блок.

Плавающая нейтраль

В генераторе с плавающей нейтралью нейтраль не связана с корпусом генератора.Следовательно, заземление должно быть обеспечено домашней панелью . В этом случае безобрывный переключатель не переключает нейтраль в соответствии со стандартами NEC.

Нагрузка передается с домашней электрической панели на генератор с плавающей нейтралью в соответствии со статьей 250 NEC. Согласно стандарту, нейтраль должна быть заземлена один раз, но не более одного раза. Однако генератор не имеет заземленной нейтрали.

Нагрузка подключена к домашней электрической панели

Следовательно, безобрывный переключатель не передает нейтраль.Он только подключает нагрузку к нейтрали генератора. Нейтраль генератора теперь подключена к нагрузке и заземлена через домашнюю электрическую панель (схема ниже).

Нагрузка, подключенная к генератору с плавающей нейтралью

В генераторе с плавающей нейтралью, поскольку нейтраль не связана с корпусом генератора, оба провода обычно являются токоведущими. Поэтому оба гнезда розеток на генераторе считаются розетками под напряжением / горячим.

В случае короткого замыкания между любым пазом розеток и корпусом генератора обратный путь, то есть нейтральный провод, не присоединяется к корпусу. Обратного пути для протекания тока не будет. Следовательно, весь ток короткого замыкания будет проходить через металлический каркас в землю и, таким образом, обеспечивать защиту от тока короткого замыкания.

Генераторы с плавающей нейтралью используются в системах, в которых уже есть заземленная нейтраль, например домашние электрические панели, транспортные средства для отдыха и т. д.Генератор подключается с помощью безобрывного переключателя, который не переключает нейтраль.

Не существует стандартов для определенного типа генератора с подключенной или плавающей нейтралью.

Сводка различий между генераторами связанной и плавающей нейтрали

Генераторы связанной нейтрали Генераторы плавающей нейтрали
Нейтраль прикреплена к раме. Нейтраль не прикреплена к раме.
Передаточный переключатель переключает нейтраль. Безобрывный переключатель не переключает нейтраль.
Защищает от переходных напряжений. Защищает от короткого замыкания.
В основном используется в резервных генераторах и генераторах с открытой рамой. Широко распространены в портативных инверторных генераторах.
Может использоваться как изолированное устройство, так и для систем с заземленной нейтралью. Используется для систем с заземленной нейтралью.

Как проверить плавающую нейтраль или скрепленную нейтраль?

Как правило, тип нейтрали, соединенный или плавающий, обычно четко указывается рядом с выходами переносного генератора.

Слоты розетки NEMA 5-20R

Другой простой способ проверить тип нейтрального соединения - обратиться к руководству по эксплуатации генератора или посетить веб-сайт его производителя. Вы также можете позвонить производителю и узнать его напрямую.

Тип нейтрального соединения также можно определить с помощью прибора для проверки целостности цепи .Для этого сначала выключите агрегат. Теперь вставьте один вывод прибора для проверки целостности цепи в нейтральный слот любой розетки переменного тока (вы можете найти его в руководстве пользователя) и прикрепите другой вывод к его металлической раме. Непрерывность означает, что нейтраль связана, а в случае разрыва она плавает.

Заключение

Электромеханика генераторов с присоединенной нейтралью резко контрастирует с генераторами с плавающей нейтралью. Следовательно, их соответствующие приложения могут отличаться.

Следовательно, мы должны сначала тщательно определить тип генератора, который нам нужен, прежде чем подключать его. Любая неверная оценка может быть очень опасной. Однако стоит отметить, что обычно можно преобразовать нейтраль.

Никогда не следует, , пытаться модифицировать генератор самостоятельно. Это не только опасно, но и аннулирует гарантию производителя.

Системы защиты от замыканий на землю: основы тестирования производительности

В этом руководстве представлен общий обзор процедур проверки и испытаний для простых систем защиты от замыканий на землю остаточной последовательности и нулевой последовательности.Фото: TestGuy.

Замыкание на землю - это тип электрического повреждения или короткого замыкания, которое возникает в результате любого непреднамеренного соединения между незаземленным проводником электрической цепи и обычно не токоведущими проводниками, металлическими корпусами, металлическими дорожками качения, металлическим оборудованием или землей.

Возникающая в результате замыкания на землю дуга настолько сильна, что может вывести из строя электрооборудование быстрее, чем защита от перегрузки по току может обнаружить и устранить повреждение.Это возможно, потому что в системе имеется достаточное напряжение для поддержания дуги между одной фазой и землей, но недостаточный ток для срабатывания главного выключателя или предохранителя.

По этой причине необходима отдельная форма защиты для защиты оборудования от коротких замыканий, которые не обнаруживаются функциями максимального тока. Защита от замыканий на землю требуется NEC и обычно устанавливается только в цепях и сетях с напряжением 480/277 вольт, 1000 ампер и выше.

Проверка работоспособности систем замыкания на землю требуется в соответствии с разделами 230 Национального электрического кодекса (NEC).95 (С) и 517,17 (Г) . Защита от замыканий на землю может быть предусмотрена для 3-проводного и 4-проводного оборудования, питаемого от глухозаземленного 4-проводного источника питания, звезды или треугольника.


Защита оборудования от замыканий на землю (согласно статье 230.95 NFPA 70-2017 (NEC)

«Защита оборудования от замыканий на землю должна быть предусмотрена для глухозаземленных электрических соединений звездой с напряжением более 150 вольт на землю, но не более 1000 вольт между фазами для каждого рабочего разъединителя номиналом 1000 ампер или более."

«Заземленный провод для жестко заземленной звездообразной системы должен быть подключен непосредственно к земле через систему заземляющих электродов, как указано в 250.50, без вставки какого-либо резистора или устройства импеданса».

«Номинальным значением рабочего разъединителя считается номинал самого большого предохранителя, который может быть установлен, или максимальная уставка срабатывания непрерывного тока, на которую рассчитано или может быть отрегулировано фактическое устройство максимального тока, установленное в автоматическом выключателе."


Принцип работы реле замыкания на землю

Системы защиты от замыканий на землю работают по принципу дисбаланса между нейтральным и фазным проводниками. Когда в электрической системе происходит замыкание на землю, компоненты, находящиеся под напряжением, контактируют с заземленными компонентами, что приводит к протеканию тока через заземляющие проводники.

При токе, который обычно течет обратно к служебному входу через нейтральный провод, теперь отведенный на шину заземления, через нейтральный проводник течет меньше тока, чем первоначально оставалось через фазный провод.

Трансформаторы тока используются для определения силы тока, протекающего по проводнику. В этой системе используются два основных трансформатора тока:

1. Датчик остатка

Пример системы защиты от замыканий на землю. Фото: TestGuy.

Когда отдельные трансформаторы тока подключены с противоположной полярностью по отношению между нейтралью и фазным проводом, два сигнала будут уравновешены, когда между ними протекает равный ток. Если есть дисбаланс сигналов, будет производиться вторичный ток, который используется для активации реле замыкания на землю.

2. Нулевая последовательность

Пример системы защиты от замыканий на землю нулевой последовательности. Фото: TestGuy.

Все фазные проводники и нейтральный провод (если применимо) проходят через окно ТТ нулевой последовательности, а заземленный провод - нет. Когда между фазным и нейтральным токами протекает равный ток, сигнал отменяется. Если ток протекает через заземляющий провод, он не пройдет через трансформатор тока, что приведет к дисбалансу.


Основы тестирования производительности

Максимальная надежность системы защиты от замыканий на землю зависит от прочности каждого элемента в цепи, такого как твердотельный датчик , монитор, управляющая проводка, источник питания управления, независимый расцепитель и средство отключения цепи .Если один элемент неправильно подключен, не работает, не откалиброван или поврежден, защита от замыкания на землю может не сработать.

По этой причине необходимо полное периодическое обслуживание и электрические испытания оборудования квалифицированным персоналом для проверки компонентов и механизмов, которые могут выйти из строя, выйти из строя и / или потерять калибровку.

Тестирование системы защиты от замыканий на землю (согласно статье 230.95 (C) в NFPA 70-2017 (NEC)

«Система защиты от замыканий на землю должна пройти испытания при первой установке на месте.Это испытание должно проводиться квалифицированным лицом (ами) с использованием процесса испытания подачи первичного тока в соответствии с инструкциями, прилагаемыми к оборудованию. Письменный отчет об этом испытании должен быть предоставлен компетентному органу ".


Меры безопасности

Проверка работоспособности систем защиты от замыканий на землю должна выполняться только в обесточенных электрических системах квалифицированным персоналом. В частности, при испытаниях, требующих использования сильноточного испытательного комплекта, обычно необходимо получить услуги квалифицированной организации, проводящей полевые испытания.Поскольку тестирование проводится на служебном входе, в существующих системах требуется отключение электроэнергии.

Процедуры испытаний, описанные ниже, состоят из подачи полномасштабного первичного тока в фазу и нейтраль оборудования для дублирования протекания тока замыкания на землю в различных условиях. Требуемое испытательное оборудование включает сильноточный источник питания, способный выдавать до 1000 ампер или более при напряжении 2,5 В или аналогичном.

Используя более низкие настройки срабатывания реле тока замыкания на землю на реле, прерывателях или переключателях, ток, необходимый для отключения, может быть сведен к минимуму, например 300 или 400 ампер или меньше.Если инспекционным органам требуются испытания при полной настройке GFP, может потребоваться источник тока, способный выдавать 1200 ампер или более.


Тестирование производительности систем защиты от замыканий на землю с нулевой последовательностью

Защиту от замыканий на землю нулевой последовательности проверить очень просто. Одна из наиболее важных проверок - визуальная, чтобы убедиться, что только правильное количество фазных и нейтральных проводников проходит через датчик тока нулевой последовательности в нужном направлении.

Для тестирования производительности необходимо провести два теста:

1.Тест без отключения

Пример процедуры тестирования при замыкании на землю нулевой последовательности без отключения. Фото: TestGuy

Убедитесь, что нейтральный и фазный проводники проходят через датчик в одном направлении, подключив источник испытательного тока к точкам A1 и N1 с помощью перемычки между A2 и N2 . Главный выключатель не должен срабатывать, когда испытательный ток превышает предварительно заданные настройки срабатывания и задержки.

2. Путевой тест

Пример процедуры тестирования срабатывания защиты от замыкания на землю нулевой последовательности.Фото: TestGuy

Подтвердите целостность пути заземления от шины заземления к нейтрали, подключив источник испытательного тока к точкам A1 и N1 с помощью перемычки между A2 и G1 . Главный выключатель должен сработать, когда испытательный ток превысит предварительно заданное значение срабатывания и выдержки времени.

Функциональный тест

Для быстрой проверки электропроводки ТТ и привода отключения один испытательный провод можно пропустить через датчик нулевой последовательности, чтобы произвести вторичный ток, способный активировать реле замыкания на землю.Если требуемый ток не может быть достигнут, измерительный провод можно обернуть вокруг датчика один или несколько раз, чтобы умножить вторичный ток, производимый датчиком.

Важно отметить, что этот метод не проверяет, что фазный и нейтральный проводники проходят через датчик в одном и том же направлении, и не проверяет непрерывность пути заземления от шины заземления к нейтрали.


Проверка производительности Системы защиты от замыканий на землю

NEC Статья 250.23 требует, чтобы всякий раз, когда обслуживание осуществляется от системы заземленной нейтрали, заземленный нейтральный проводник должен быть подведен к оборудованию служебного входа и присоединен к корпусу оборудования и шине заземления, даже если заземленный провод не требуется для нагрузки, питаемой от сети. сервис. Это необходимо для обеспечения обратного пути тока замыкания на землю с низким импедансом в нейтраль для обеспечения работы устройства максимального тока.

Перед эксплуатационными испытаниями 3-фазных 4-проводных систем защиты от замыканий на землю необходимо снять перемычку и провести испытание сопротивления изоляции между нулевым проводом и шиной заземления, чтобы убедиться, что после основной перемычки заземления не было выполнено дополнительных заземляющих соединений.

Когда дополнительные заземляющие соединения выполняются после основной перемычки заземления, чувствительность системы защиты снижается. После проверки сопротивления нейтрали и заземления повторно подключите перемычку, прежде чем приступить к испытанию сильным током.

Для проверки работы систем защиты от остаточных замыканий на землю можно провести четыре основных теста:

1. Нет поездки

Система защиты от замыканий на землю - пример процедуры проверки без отключения.Фото: TestGuy.

Для правильной работы системы защиты от замыканий на землю необходимо правильно настроить полярность нейтрали и фазы CT . Тест без отключения предназначен для имитации нормальных условий нагрузки, прохождения через датчик фазы и обратно через датчик нейтрали в правильном направлении.

Подтвердите правильную полярность подключений датчика, подав испытательный ток в точках A1 и N1 с помощью перемычки с A2 на N2 .Поскольку два трансформатора тока нейтрализуют друг друга, срабатывания реле замыкания на землю не ожидается. Ток должен быть увеличен и удерживаться выше предварительно заданной настройки срабатывания срабатывания в течение более длительного времени, чем предварительно заданная задержка времени.

2. Поездка

Система защиты от замыканий на землю - пример процедуры проверки без отключения. Фото: TestGuy.

Тест на отключение имитирует замыкание на землю в системе, проходя через датчик фазы и возвращаясь через шину заземления, эффективно обходя датчик нейтрали через перемычку.

Подтвердите непрерывность пути заземления от шины заземления к нейтрали, подключив испытательный ток в точках A1 и N1 с помощью перемычки между точками A2 и G1 , реле замыкания на землю должно сработать, как только приложенный ток превысит заданное значение настройка срабатывания на время в пределах установленного производителем допуска по времени задержки.

3. Половина пути

Система защиты от остаточного замыкания на землю - Пример процедуры испытания на половину отключения.Фото: TestGuy.

Когда не может быть достигнут требуемый испытательный ток для срабатывания реле замыкания на землю, испытание на половину срабатывания является простым способом проверить полярность датчика нейтрали. Это называется испытанием на половину отключения, потому что для него требуется половина тока, необходимого для выполнения обычного теста на отключение.

В тесте используются те же соединения, что и в тесте без отключения, за исключением того, что нейтральный провод подключается с противоположной полярностью. Когда ток проталкивается через каждый трансформатор тока, время полураспада имеет аддитивный эффект, в результате чего удваивается вторичный ток, а не прекращается, как в тесте без отключения.

Выполните этот тест, подключив источник тестового тока к точкам A1 и N2 с помощью перемычки между точками A2 и N1 , реле замыкания на землю должно сработать, когда приложенный ток превысит половину заданной настройки срабатывания на время в пределах установленного производителем допуска по времени задержки.

4. Отключение датчика нейтрали

Система защиты от замыканий на землю - пример процедуры тестирования нейтрального датчика. Фото: TestGuy.

Системы защиты от замыкания на землю могут быть активированы путем пропускания тока только через датчик нейтрали, что эквивалентно тесту на отключение без использования датчика фазы. Это быстрый функциональный тест, который продемонстрирует работу датчика нейтрали, реле и независимого расцепителя. Это не доказывает правильность соотношения между датчиками нейтрали и фазы.

Проверьте работу датчика нейтрали, подключив источник тестового тока к точкам N1 и N2 , реле замыкания на землю должно сработать, как только подаваемый ток превысит предварительно заданную настройку срабатывания срабатывания на время в пределах заданного производителем допуска по времени.


Другие особенности систем защиты от замыканий на землю

Поскольку предельная надежность системы защиты от замыканий на землю зависит от силы каждого элемента в цепи, другие испытания, помимо подачи тока через датчики тока для проверки срабатывания и временных характеристик реле, должны включать:

  1. Проверить работу реле с пониженным управляющим напряжением (одна фаза может быть на 0 В во время замыкания на землю)
  2. Проводка управления испытанием сопротивления изоляции для обеспечения надлежащей изоляции и отсутствия коротких замыканий
  3. Проверьте работу специальных функций, таких как блокировки зон, чтобы проверить возможность блокировки по времени
  4. Проверить правильность работы всех функций панели самотестирования.
  5. Электрические испытания датчиков тока, таких как коэффициент трансформации и сопротивление изоляции.

Список литературы

Определение стандартных схем заземления

Различные схемы заземления (часто называемые типом энергосистемы или схемами заземления системы) характеризуют метод заземления установки после вторичной обмотки трансформатора среднего / низкого напряжения и средства, используемые для заземления открытых проводящих частей. питаемой от него установки НН

Выбор этих методов определяет меры, необходимые для защиты от опасностей косвенного контакта.

Система заземления квалифицирует три изначально независимых выбора, сделанных проектировщиком системы распределения электроэнергии или установки:

  • Тип подключения электрической системы (обычно это нейтральный проводник) и открытых частей к заземляющему электроду (ам)
  • Отдельный защитный провод или защитный проводник и нейтральный проводник, являющийся одним проводником
  • Использование защиты от замыканий на землю коммутационных устройств максимальной токовой защиты, которые снимают только относительно высокие токи короткого замыкания, или использование дополнительных реле, способных обнаруживать и сбрасывать малые токи замыкания изоляции на землю

На практике эти варианты сгруппированы и стандартизированы, как описано ниже.

Каждый из этих вариантов обеспечивает стандартизированные системы заземления с тремя преимуществами и недостатками:

  • Соединение открытых токопроводящих частей оборудования и нейтрального проводника с проводом защитного заземления приводит к эквипотенциальности и снижению перенапряжений, но увеличивает токи замыкания на землю
  • Отдельный защитный проводник стоит дорого, даже если он имеет небольшую площадь поперечного сечения, но гораздо менее вероятно, что он будет загрязнен падениями напряжения, гармониками и т. Д.чем нейтральный проводник. Также исключаются токи утечки в посторонних проводящих частях
  • Установка реле защиты от остаточного тока или устройств контроля изоляции намного более чувствительна и позволяет во многих случаях устранять неисправности до того, как произойдет серьезное повреждение (двигатели, пожар, поражение электрическим током). Предлагаемая защита, кроме того, не зависит от изменений в существующей установке

Система TT (заземленная нейтраль)

(см. рис. E3)

Одна точка источника питания подключена непосредственно к земле. Все открытые и посторонние проводящие части подключены к отдельному заземляющему электроду на установке. Этот электрод может быть или не быть электрически независимым от электрода истока. Две зоны воздействия могут перекрываться, не влияя на работу защитных устройств.

Системы TN (открытые проводящие части, подключенные к нейтрали)

Источник заземлен как для системы TT (выше).В установке все открытые и посторонние проводящие части подключены к нейтральному проводу. Ниже показаны несколько версий систем TN.

Система TN-C

(см. , рис. E4)

Нейтральный проводник также используется в качестве защитного проводника и называется PEN ( P защитный провод E arth и N eutral) проводник. Эта система не допускается для проводов менее 10 мм 2 или переносного оборудования.

Система TN-C требует эффективного эквипотенциального окружения внутри установки с рассредоточенными заземляющими электродами, расположенными как можно более равномерно, поскольку PEN-проводник является одновременно нейтральным проводником и в то же время несет токи дисбаланса фаз, а также 3 rd порядка гармонические токи (и их кратные).

Следовательно, провод PEN должен быть подключен к нескольким заземляющим электродам в установке.

Внимание: В системе TN-C функция «защитный провод» имеет приоритет над «функцией нейтрали».В частности, PEN-провод всегда должен быть подключен к заземляющей клемме нагрузки, а для подключения этой клеммы к нейтральной клемме используется перемычка.

Рис. E4 - Система TN-C

Система TN-S

(см. , рис. E5)

Система TN-S (5 проводов) обязательна для цепей с поперечным сечением менее 10 мм 2 для переносного оборудования.

Защитный провод и нейтральный провод разделены. В подземных кабельных системах, где существуют кабели в свинцовой оболочке, защитным проводником обычно является свинцовая оболочка.Использование отдельных проводов PE и N (5 проводов) обязательно для цепей с поперечным сечением менее 10 мм 2 для переносного оборудования.

Рис. E5 - Система TN-S

Система TN-C-S

(см. рис. E6 и рис. E7)

Системы TN-C и TN-S могут использоваться в одной установке. В системе TN-CS нельзя использовать систему TN-C (4 провода) после системы TN-S (5 проводов), так как любое случайное отключение нейтрали на стороне выше по потоку приведет к прерыванию цепи. защитный провод в выходной части и, следовательно, опасность.

Рис. E6 - Система TN-C-S

Рис. E7 - Подключение провода PEN в системе TN-C

IT-система (изолированная или заземленная через сопротивление нейтраль)

IT-система (изолированная нейтраль)

Между нейтральной точкой источника питания и землей не выполняется преднамеренное соединение (см. Рис. E8).

Рис. E8 - IT-система (изолированная нейтраль)

Открытые и посторонние проводящие части установки подключаются к заземляющему электроду.

На практике все цепи имеют полное сопротивление утечки на землю, поскольку идеальная изоляция отсутствует. Параллельно с этим (распределенным) резистивным трактом утечки существует распределенный путь емкостного тока, оба пути вместе составляют нормальное полное сопротивление утечки на землю (см. Рис. E9).

Рис. E9 - Полное сопротивление утечки на землю в системе IT

Пример (см. Рис. E10)

В трехфазной трехпроводной системе низкого напряжения 1 км кабеля будет иметь сопротивление утечки из-за C1, C2, C3 и R1, R2 и R3, эквивалентное сопротивлению заземления нейтрали Zct от 3000 до 4000 Ом, без учета фильтрующие емкости электронных устройств.

Рис. E10 - Импеданс, эквивалентный сопротивлению утечки в IT-системе

IT-система (нейтраль с заземленной через сопротивление)

Импеданс Zs (порядка 1000–2000 Ом) постоянно подключен между нейтралью обмотки низкого напряжения трансформатора и землей (см. Рис. E11). Все открытые и посторонние проводящие части подключены к заземляющему электроду. Причины этой формы заземления источника питания заключаются в том, чтобы зафиксировать потенциал небольшой сети относительно земли (Zs мало по сравнению с полным сопротивлением утечки) и снизить уровень перенапряжений, таких как передаваемые скачки напряжения от обмоток среднего напряжения, статические заряды и др.по отношению к земле. Однако это приводит к небольшому увеличению уровня тока первого короткого замыкания.

Рис. E11 - IT-система (нейтраль с заземленной через сопротивление)

изолированная нейтральная система - определение

Примеры предложений с «изолированной нейтральной системой», память переводов

патент-wipo Процесс выделения фитостеринов из нейтральных веществ с использованием систем растворителей на углеводородной и спиртовой основе. WikiMatrix оптимальная температура роста 100 ° C.На сегодняшний день штаммы Pyrobaculum были изолированы от нейтральных до слабощелочных кипящих солфатарных вод и мелководных морских гидротермальных систем. Patents-wipo Предлагается метод и система для связи по нейтральным линиям электропередачи, в которых нейтральная линия электропередачи изолирована от линии заземления. и другие соединения, такие как с трансформаторами, с использованием множества ферритов. patents-wipo Могут быть созданы высокоэффективные вакцины, которые представляют связанные с слиянием детерминанты иммунной системе, которые порождают уникальные антитела, способные эффективно нейтрализовать широкий спектр первичных изолятов. из разных мест по всему миру и из разных филогенетических кладов вирусов.springer УФ-спектр тиопентала, выделенного из крови, ткани и содержимого желудочно-кишечного тракта, после бумажно-хроматографического разделения в системе формамид / бензол регистрировали в нейтральной и щелочной средах и сравнивали со спектром аналогичных стандартов. EurLex-22.2.2. указывает, что дорожное ценообразование должно быть частью нейтральной по отношению к конкуренции системы, включающей налог на транспортные средства, налог на нефть, дорожные сборы и связанные с временем сборы с пользователей, и не должно рассматриваться изолированно, патенты-wipoA метод помощи в проектировании материалов и устройство для этого однотельный потенциал носителя в нейтральном изолированном состоянии, таком как электрон, предполагаемой системы, а именно, общий однотельный потенциал (независимо от информации о расположении вышеуказанных носителей) по отношению к вышеуказанным носителям определяется с использованием метода Шредингера уравнение, из него выводится элемент строки одноэлектронного гамильтониана, а энергия системы эффективно находится с помощью приближения теории возмущений многих тел и т. д.Ромуланская Звездная Империя возродилась из столетия изоляции, чтобы противостоять Федерации вторжением в нейтральную зону 2266 года. «Энтерпрайз» отреагировал и победил новую хищную птицу, оснащенную маскирующим устройством и системой плазменных торпед. Преобразовательная подстанция wipoA для подключения системы переменного тока к биполярной линии передачи HVDC имеет схему нейтрали постоянного тока, снабженную первыми выключателями постоянного тока (131, 132), позволяющими отключить первый путь тока от шины нейтрали (112) одного полюса (105) к нейтральная шина (111) другого полюса (104) при биполярном режиме работы станции для перехода к монополярному режиму работы для изоляции неисправного участка системы при установлении пути тока к соединительным элементам (142, 143) электродной линии для отводят ток от одного полюса (105) к нему.Patents-wipo Система селективного отключения мощности для использования с комплектом электрического оборудования (1, 2, 3), питаемым переменным током от той же линии, содержащей по крайней мере один фазный провод (4) и один нейтральный проводник (5), соединенные посредством изолирующий трансформатор (8) для входной цепи, включающей главный выключатель (7), нейтральный провод (5), таким образом, может динамически поляризоваться относительно земли (6) .patents-wipoA Процесс получения практически чистой полиморфной формы I олазапина состоит в том, что исходный материал оланзапина подвергается: а) по меньшей мере, одной стадии переваривания в кислой водной среде с необязательным добавлением активного угля, а затем нейтрализации до pH в диапазоне от примерно 6.От 0 до примерно 11,0, и b) по меньшей мере, одну стадию отделения примесей в системе вода - органический растворитель с последующей кристаллизацией из раствора в метиленхлориде, и где стадии а) и b) разделены стадиями выделения осадка. оланзапина и может выполняться в любом порядке.

Показаны страницы 1. Найдено 12 предложения с фразой изолированная нейтральная система.Найдено за 11 мс.Накопители переводов создаются человеком, но выравниваются с помощью компьютера, что может вызвать ошибки. Найдено за 0 мс.Накопители переводов создаются человеком, но выравниваются с помощью компьютера, что может вызвать ошибки. Они поступают из многих источников и не проверяются.Имейте в виду.

Резисторы заземления нейтрали

Резисторы заземления нейтрали (NGR) используются для ограничения тока короткого замыкания в целях безопасности оборудования и персонала в промышленных системах.

При твердом заземлении система напрямую заземлена, и ток короткого замыкания ограничивается только сопротивлением почвы. Ток короткого замыкания может быть очень высоким и может повредить трансформаторы, генераторы, двигатели, проводку и другое оборудование в системе. NGR вставляются между нейтралью и землей, чтобы увеличить сопротивление сети в случае замыкания на землю и ограничить ток до безопасного уровня.

Преимущества NGR включают:

  • Уменьшение однофазных токов короткого замыкания для защиты каждого оборудования в электрических сетях среднего напряжения,
  • Снижение переходных перенапряжений, которые могут возникнуть во время замыкания на землю, возможность контроля и использования для активации реле замыкания на землю,
  • Повышение защиты генераторов, трансформаторов и связанного с ними оборудования,
  • Снижение затрат на эксплуатацию / техническое обслуживание,
  • Повышение безопасности,
  • Обеспечить простые, надежные и избирательные средства защиты,
  • Позволяет использовать оборудование и, в частности, кабели с более низким уровнем изоляции, чем для сценария с изолированной нейтралью.
  • Уменьшить напряжение ступени

Значение тока повреждения должно быть ограничено значением, которое может безопасно обрабатываться машиной или трансформатором.Он также должен быть достаточно высоким, чтобы его могли опознавать реле защиты от замыканий на землю. Если значение сопротивления NGR слишком велико, ток короткого замыкания будет очень низким и не сможет активировать реле защиты от замыкания на землю в условиях замыкания на землю.

В трехфазном соединении звездой емкости образуются с землей. В случае замыкания на землю эти емкости могут заряжаться линейным напряжением и могут вызвать переходные перенапряжения.NGR должен иметь значение, позволяющее пропускать ток, который позволяет емкостям разряжаться.

Сопротивления также классифицируются по времени, в течение которого они могут выдерживать ток повреждения. Типичная продолжительность составляет 5-10 секунд. Резисторы с увеличенным номинальным сроком службы используются в системах, где надежность системы имеет решающее значение, например нефтяная промышленность, шахты и т. д. В этих ситуациях используются высокие сопротивления, позволяющие выдерживать длительные периоды замыкания на землю. Когда в одной фазе происходит замыкание на землю, генерируется аварийный сигнал.Однако система продолжает работать до следующего запланированного выключения.

Резисторы заземления нейтрали

Hilkar предназначены для поглощения большого количества энергии без превышения температурных ограничений, определенных в IEEE 32. NGR Hilkar можно использовать как внутри, так и снаружи помещений, а нейтральная точка соединяется с фарфоровой втулкой или с высоким напряжением (XLPE ) кабель, обычно (минимальное сечение = 70 мм 2 медь или 95 мм 2 алюминий) снизу, сверху или сбоку.Наиболее распространенной степенью защиты, предпочтительной для NGR, является IP 23, поскольку он позволяет элементам резистора легче охлаждаться, и их можно использовать как на берегу моря, так и в пустынях, поскольку элементы резистора полностью изготовлены из нержавеющей стали и не подвержены воздействию экстремальных условий окружающей среды. NGR поставляются с инструкциями по обслуживанию и установке. В этих рекомендациях также указаны рекомендуемые настройки реле для каждого NGR. Hilkar предоставляет полную техническую помощь, чтобы удовлетворить ваши требования или условия на объекте.

Опции NGR

  • Поднятые опорные стойки для дорожного просвета и безопасности
  • Агрегаты, специально разработанные для опасных и экстремальных зон (взрывозащищенные, сертифицированные ATEX)
  • Корпуса из нержавеющей стали или алюминия по запросу
  • Монтаж трансформаторов напряжения
  • Установка реле защиты
  • Фарфоровые входные втулки могут быть установлены сверху или сбоку корпуса
  • Установка заземляющего трансформатора
  • Моторизованные или ручные однополюсные выключатели-разъединители, выключатели нагрузки, вакуумные контакторы, автоматические выключатели, ограничители перенапряжения и нагреватели в резисторах заземления нейтрали

Нейтральные системы - Большая химическая энциклопедия

Принципы ионной химии такие же, как и для нейтральных систем, однако есть несколько важных величин, относящихся только к ионам.Для положительных ионов наиболее важной величиной является адиабатический потенциал ионизации (IP), определяемый как энергия, необходимая при 0 K для удаления электрона из нейтральной молекулы [JT7, JT8 и 1191. [Pg.814]

Дополнительный заряд определяет, будет ли текущая молекулярная система представляет собой нейтральную систему, положительно заряженную систему (катион) или отрицательно заряженную систему (анион). [Pg.111]

Для определения потенциала ячейки необходимы знания термодинамических и транспортных свойств системы.Анализ термодинамики электрохимических систем аналогичен анализу нейтральных систем. Однако для ионных частиц электрохимический потенциал заменяет химический потенциал (1). [Стр.62]

Каждая из ароматических монокатлонических систем (14) - (27) может быть преобразована в нейтральную систему путем замещения анионной группы O, S или NR на атоме углерода кольца. Однако (14) и (15) каждая дает три таких системы: (16) - (21) по две и (22) - (27) по одной. Полученные 24 системы можно разделить на две группы: 12 систем для азолинонов и родственных соединений (Схема 4) и 12 систем для мезоионовых (бетаиновых) соединений (Схема 5).[Pg.2]

Continuous (i) Изолированная нейтраль или (ii) резонансная заземленная система между линией и землей ... [Pg.460]

Рисунок 15.5 (b) RVT при замыкании на землю на 3 -p четырехпроводная заземленная система нейтрали ... [Стр.463]

Условия заземления Независимо от того, является ли система с изолированной нейтралью, эффективно заземленной системой или неэффективно заземленной нейтралью ... [Стр.470]

Рисунок 20.2 Незаземленная или изолированная нейтраль (замыкание цепи через емкости утечки на землю)...
Когда система заземляется через нейтраль, либо через сопротивление, либо через дугогасящую катушку (индуктор), она становится системой заземленной нейтрали. Этот тип заземления системы можно классифицировать следующим образом ... [Pg.667]

Важным для МД-моделирования нуклеиновых кислот является правильное представление среды растворителя. Обычно это требует использования явного представления растворителя, которое включает противоионы.Существуют примеры моделирования ДНК в отсутствие противоионов [24], но они редки. В большинстве случаев используются нейтрализующие концентрации солей, в которые включается только количество противоионов, необходимое для создания электрически нейтральной системы. В других случаях используется избыток соли, включая как противоионы, так и коионы [30]. Хотя этот подход должен учитывать систематические данные о влиянии концентрации соли на свойства олигонуклеотидов, расчеты показали, что время, необходимое для правильной конвергенции распределений ионов вокруг ДНК, составляет порядка 5 нс или более [31].Это требует, чтобы подготовка систем моделирования МД нуклеиновых кислот включала тщательное рассмотрение как размещения растворителя, так и добавления ионов. [Pg.454]

Непарные электроны могут присутствовать в заряженных частицах, а также в нейтральных системах, которые рассматривались до этого момента. Было проведено множество исследований таких радикальных катионов и анион-радикалов, и в этом разделе мы рассмотрим некоторые типичные примеры. [Pg.680]

S. Оценить систему нейтрализации сброса кислоты в установках алкилирования HE, чтобы убедиться в ее пригодности для нейтрализации сбросов проектных сбросных клапанов и вентиляции агрегатов... [Pg.440]

Возможно, наиболее заметным различием между соединениями S-N и N-O является наличие широкого диапазона циклических соединений для первых. Как показано в примерах, проиллюстрированных ниже, они варьируются от четырех- до десятичленных кольцевых систем и включают катионы и анионы, а также нейтральные системы (1.14-1.18) (разделы 5.2-5.4). Интересно, что наиболее стабильные системы подчиняются хорошо известному правилу r-электронов Хтикеля (4n -1-2). Используя простую процедуру подсчета электронов (каждый атом S вносит два электрона, а каждый атом N обеспечивает один электрон r-системе в этих плоских кольцах), можно увидеть, что стабильные сущности включают частицы с n = 1, 2 и 3.[Pg.5]

Катионы ни в коем случае не единственные виды, в которых эффекты гиперконъюгативной делокализации проявляются столь поразительно. Подобные эффекты существуют в нейтральных системах или в анионах. Например, нормальный пропил-анион должен иметь тенденцию к затмению (E), так как таким образом молекула будет оптимизировать 4-электронные взаимодействия между t-орбиталью этильной группы и p-орбиталью, которая несет электронную пару. В разделенной пополам конформации, где оба ttchs и ttchs были повышены по энергии, четырехэлектронный дестабилизирующий элемент (см.7, правило 2) p -> 7r взаимодействие сильнее, чем в затменной конформации. В то же время двухэлектронное стабилизирующее p -> ir взаимодействие слабее, чем в затменной конформации. Оба эффекта благоприятствуют затменной конформации. [Pg.34]

Это можно сделать, когда TV = TV, что означает, что q + = q. = 0 для всей нейтральной системы, т.е. TV = TV = 0. Но обратите внимание, что даже для всей заряженной системы, то есть системы, в которой чистый заряд q был введен, например, через у машины Ван де Граафа избыточная электростатическая энергия составляет.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *