Глухозаземленная нейтраль трансформатора: особенности, преимущества и применение

Что такое глухозаземленная нейтраль трансформатора. Какие преимущества дает глухое заземление нейтрали. В каких случаях применяется глухозаземленная нейтраль. Как выполняется глухое заземление нейтрали трансформатора.

Что такое глухозаземленная нейтраль трансформатора

Глухозаземленная нейтраль трансформатора — это нейтральная точка обмоток трансформатора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление.

Основные особенности глухозаземленной нейтрали:

• Нейтральная точка трансформатора соединяется с заземлителем напрямую или через небольшое сопротивление (например, трансформаторы тока)
• Обеспечивается надежный электрический контакт нейтрали с землей
• Сопротивление заземления нейтрали не превышает 0,5 Ом
• Ток однофазного короткого замыкания на землю близок по величине к току трехфазного КЗ

Преимущества использования глухозаземленной нейтрали

Применение глухозаземленной нейтрали в электрических сетях дает следующие преимущества:

• Снижение перенапряжений при однофазных замыканиях на землю
• Упрощение релейной защиты от замыканий на землю
• Возможность использования оборудования с изоляцией на фазное напряжение
• Повышение уровня электробезопасности
• Снижение стоимости электрооборудования

Как глухозаземленная нейтраль снижает перенапряжения при замыканиях на землю. При однофазном КЗ напряжение на поврежденной фазе падает практически до нуля, а на неповрежденных фазах не превышает фазного значения. Это позволяет использовать оборудование с изоляцией на фазное напряжение, что значительно удешевляет электроустановки.

В каких электрических сетях применяется глухозаземленная нейтраль

Глухозаземленная нейтраль используется в следующих типах электрических сетей:

• Сети напряжением 220 кВ и выше
• Сети напряжением 110 кВ (в большинстве случаев)
• Сети 0,4 кВ с глухозаземленной нейтралью и системой TN
• Системы электроснабжения собственных нужд электростанций

В сетях с глухозаземленной нейтралью должны применяться быстродействующие защиты, отключающие поврежденный элемент при замыканиях на землю за время не более 0,5-0,6 с.

Как выполняется глухое заземление нейтрали трансформатора

Глухое заземление нейтрали трансформатора осуществляется следующим образом:

1. Нейтральная точка обмотки ВН трансформатора выводится на крышку бака
2. От вывода нейтрали прокладывается заземляющий проводник
3. Заземляющий проводник присоединяется к заземляющему контуру подстанции
4. Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 0,5 Ом
5. Сечение заземляющего проводника выбирается по термической стойкости

Для повышения надежности заземления нейтрали часто используют параллельное присоединение двух заземляющих проводников.

Отличия глухозаземленной нейтрали от эффективно заземленной

Основные отличия глухозаземленной и эффективно заземленной нейтрали:

• При глухозаземленной нейтрали сопротивление заземления не превышает 0,5 Ом
• Эффективное заземление допускает сопротивление до 2-3 Ом
• При глухом заземлении ток КЗ на землю близок к току трехфазного КЗ
• При эффективном заземлении ток однофазного КЗ меньше трехфазного
• Глухое заземление применяется в сетях 220 кВ и выше
• Эффективное заземление используется в сетях 110-150 кВ

Эффективное заземление нейтрали позволяет снизить токи КЗ на землю по сравнению с глухим заземлением.

Режимы заземления нейтрали в электрических сетях различного напряжения

В электрических сетях разных классов напряжения применяются следующие режимы заземления нейтрали:

• 0,4 кВ — глухозаземленная нейтраль (система TN)
• 6-35 кВ — изолированная или компенсированная нейтраль
• 110-150 кВ — эффективно заземленная нейтраль
• 220 кВ и выше — глухозаземленная нейтраль

Выбор режима заземления нейтрали зависит от класса напряжения, конфигурации сети, требований к надежности электроснабжения и другихфакторов.

Требования к заземлению нейтрали трансформаторов по ПУЭ

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) устанавливают следующие требования к заземлению нейтрали трансформаторов:

• Трансформаторы 110 кВ и выше должны работать с глухозаземленной нейтралью
• Сопротивление заземления нейтрали не более 0,5 Ом
• Нейтраль должна быть заземлена не менее чем в двух точках
• Сечение заземляющих проводников выбирается по термической стойкости
• На подстанциях с трансформаторами 110 кВ и выше должен быть контур заземления

Соблюдение требований ПУЭ обеспечивает надежное заземление нейтрали и безопасную эксплуатацию электроустановок высокого напряжения.

Влияние глухозаземленной нейтрали на работу релейной защиты

Применение глухозаземленной нейтрали оказывает следующее влияние на работу релейных защит:

• Упрощается выполнение защит от замыканий на землю
• Повышается чувствительность токовых защит нулевой последовательности
• Обеспечивается селективное отключение однофазных КЗ
• Появляется возможность использования дистанционных защит от замыканий на землю
• Требуется применение быстродействующих защит с временем до 0,5-0,6 с

В сетях с глухозаземленной нейтралью обычно используются токовые направленные защиты нулевой последовательности и дистанционные защиты от КЗ на землю.

Что называется глухозаземленной нейтралью?

Что называется глухозаземленной нейтралью?

Глухозаземленной нейтралью называют нейтраль трансформатора или генератора, присоединенную к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (трансформаторы тока и др.), а изолированной — нейтраль, не присоединенную к заземляющему устройству или присоединенную через аппараты, компенсирующие …

Что позволяет использование глухозаземленной нейтрали?

Глухозаземленная нейтраль позволяет использовать оборудование с уровнем изоляции, рассчитанным на фазное напряжение. Нет необходимости применять специальную защиту: используются обычные функции защиты от тока перегрузки в фазах для устранения глухих замыканий фазы на землю.

Какие есть нейтрали?

В зависимости от режима нейтрали электрические сети разделяют на четыре группы:

• сети с незаземленными (изолированными) нейтралями;
• сети с резонансно-заземленными (компенсированными) нейтралями;
• сети с эффективно заземленными нейтралями;
• сети с глухозаземленными нейтралями.

Что такое нейтраль?

Нейтраль – общая точка обмоток генераторов, либо трансформаторов, питающих сеть; напряжения на выходных зажимах источника электроэнергии, измеренные относительно нейтрали равны. Изолированная нейтраль – нейтраль генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока напряжением до 1 кВ.

Для чего нужна нейтраль?

В линиях электропередач разных классов применяются различные виды нейтралей. Это связано с целевым назначением и различной аппаратурой защиты линии от короткого замыкания и утечек. Нейтраль бывает глухозаземлённая, изолированная и эффективно-заземленная.

Что такое нейтраль в трёхфазной электрической сети?

« Нейтраль представляет собой общую токоведущую часть многофазного источника питания переменного тока. Нейтралью, например, является общий вывод обмоток трёхфазного электрогенератора или трансформатора, соединённых в звезду.

Как делятся электрические сети по величине напряжения?

Электрические сети по напряжению условно делятся на сети низких (220–660 В), средних (6–35 кВ), высоких (110–220 кВ), сверхвысоких (330–750 кВ) и ультравысоких (1000 кВ и выше) напряжений.

Для чего нужен нейтральный провод в трехфазной цепи?

Нейтральный провод необходим для того, чтобы выравнивать напряжения в трехфазной электрической сети. По нейтральному проводу течет ток, компенсирующий разность токов в отдельных фазах. Благодаря этому напряжения в разных фазах выравниваются.

Какой режим работы нейтрали должен быть в сетях 220 кв и выше?

Электрические сети напряжением 220 кВ и выше должны работать только с глухозаземлённой нейтралью. Глухим заземлением называют такой способ заземления, при котором нейтраль обмотки трансформатора присоединена к заземляющему устройству металлически или через малое сопротивление (например, через трансформаторы тока).

Какая нейтраль в сети 0 4 кв?

Любое существенное изменение в сети (например, увеличение длины присоединения) требует проверки условий защиты. Сети 0,4 кВ с таким режимом заземления нейтрали и открытых проводящих частей называются пятипроводными. В них нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены.

Какие электрические сети работают с незаземленной и резонансно заземленной нейтралью?

Сети, в которых ток однофазного замыкания на землю менее 500 А, называют сетями с малыми токами замыкания на землю (в основном это сети с незаземленными и резонансно—заземленными нейтралями). Токи более 500 А соответствуют сетям с большими токами замыкания на землю (это сети с эффективно-заземленными нейтралями).

Зачем нужна нейтраль в трансформаторе?

Зачем заземлять Заземление нейтрали трансформатора необходимо для создания стабильной работы электроустановки и безопасности людей, которые могут находиться на подстанции. Рабочее заземление на трансформаторе является частью защитного.

Для чего заземляются трансформаторы тока?

Трансформатор тока — это замкнутый стальной магнитопровод, а также две обмотки — первичная и вторичная. … Кроме того, требуется заземление вторичной обмотки трансформатора тока, чтобы обеспечить безопасность обслуживающего персонала и подключенных приборов.

Что такое нейтрали трансформатора?

Нейтраль трансформатора точка соединения фазных обмоток при схеме подключения «звезда». Разность потенциалов в этой точке равна нулю. … Нейтрали трансформаторов электрических установок заземляются непосредственно, либо через активные или индуктивные сопротивления, либо изолируются от земли.

Откуда берется нулевой провод в трансформаторе?

Но откуда берется 0 в трансформаторе? Он появляется, если концы одной или обеих обмоток соединены в «звезду» в одной точке. На подстанции образуется нейтраль, которая там же и заземляется, чтобы снизить напряжение проводов. Начала обмоток подключаются к сети фазными проводами.

Откуда берется нулевой провод?

Обмотки соединяются в звезду внутри трансформатора, общая точка которой (нейтраль) заземляется на трансформаторной подстанции. Отдельным проводником она идет к потребителю. Идут к нему и проводники трех выводов других концов обмоток. Эти три проводника называются «фазами» (L1, L2, L3), а общий проводник – нулем (PEN).

Откуда берется электричество в розетке?

ОТКУДА БЕРЕТСЯ ТОК В РОЗЕТКЕ? Его производят электростанции. … Если для работы генератора используют пар, который образуется при нагреве воды, то это Тепловая электростанция (ТЭС). Существуют еще Теплоэлектроцентрали, которые производят и теплую, и электрическую энергию.

Откуда берётся электричество в доме?

Почти все электричество, которое мы используем дома, производится на электростанциях. … Там топливо – уголь или нефть – сжигается, и его тепловая энергия, раскручивая генератор, преобразуется в электричество. Есть вид электричества, которое не течет по проводам.

Откуда мы получаем электричество?

Мы получаем электричество благодаря большим электростанциям. На электростанциях есть генераторы – большие машины, которые работают от источника энергии. Обычно источник – это тепловая энергия, которую получают при нагревании воды (пар). А для нагревания воды используют уголь, нефть, природный газ или ядерное топливо.

Как узнать куда уходит электричество?

Хотя ваш главный вопрос гласит «электричество», вы исправляете его, перефразируя вопрос «Куда уходит власть ?» Ответ прост: в основном он превращается в тепло . Даже часть, которая преобразуется в звук, фотоны и излучение, считается «формой тепла» (они «разогревают» некоторую часть вселенной).

Что такое электричество и откуда оно берется?

Электрический ток — это направленный поток заряженных частиц под воздействием электромагнитного поля.

Как создается электрический ток?

Итак, электрический ток возникает тогда, когда на участке электрической цепи появляется электрическое поле, или разность потенциалов между двумя точками проводника. Разность потенциалов между двумя точками электрической цепи называют напряжением или падением напряжения на этом участке цепи.

Как определить электрический ток?

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК — это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц под действием электрического поля. Частицами могут быть: электроны, протоны, ионы, дырки. В академических учебниках определение описывается так: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК — это скорость изменения электрического заряда во времени.

Как возникает электрическое напряжение?

Напряжение образуется от воздействия на электрические заряды в генераторах, батареях, солнечных элементах и других устройствах. Ток возникает путем приложения напряжения к двум точкам на схеме. Чтобы понять, что такое ток и напряжение, правильнее будет воспользоваться осциллографом.

Технический словарь: буква t

Для поиска в нескольких категориях зажмите ctrl: ПАО «МОЭСК»ЕСКДАСКУЭТермины ПУЭТермины ПТЭЭ/ПТЭЭПТермины ПОТЭУ/МПОТЭЭТермины по ГОСТ, СНиП, ТУ, РД, СПСветотехникаСиловое оборудованиеСокращения и величиныГеодезические изысканияТехнологическое присоединениеРезервное Электроснабжение (ДГУ, АВР)

АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЭЮЯ
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0-9

Tan — одна из тригонометрических функций угла: отношение катета, лежащего против острого угла в прямоугольном треугольнике, к другому катету.

TN — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников [ПУЭ 1.7.3.] Это обозначение систем, в которых для подключения нулевых функциональных и защитных проводников используется общая глухозаземленная нейтраль генератора или понижающего трансформатора. При этом все корпусные электропроводящие детали и экраны потребителей следует подключить к общему нулевому проводнику, соединенному с данной нейтралью. В соответствии с [ГОСТ Р50571.2-94] нулевые проводники различного типа также обозначают латинскими буквами:

N — функциональный «ноль»; PE — защитный «ноль»; PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников. Построенная с использованием глухозаземленной нейтрали, система заземления TN характеризуется подключением функционального «ноля» — проводника N (нейтрали) к контуру заземления, оборудованному рядом с трансформаторной подстанцией. Очевидно, что в данной системе заземление нейтрали посредством специального компенсаторного устройства — дугогасящего реактора не используется. На практике применяются три подвида системы TN: TN-C, TN-S, TN-C-S, которые отличаются друг от друга различными способами подключения нулевых проводников «N» и «PE». 

TN-C — система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении [ПУЭ 1.7.3.] Как следует из буквенного обозначения, для системы TN-C характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников. Классической TN-C системой является традиционная четырехпроводная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Основная шина заземления в данном случае – глухозаземленная нейтраль, с которой дополнительными нулевыми проводами необходимо соединить все открытые детали, корпуса и металлические части приборов, способные проводить электрический ток. Данная система имеет несколько существенных недостатков, главный из которых – утеря защитных функций в случае обрыва или отгорания нулевого провода. При этом на неизолированных поверхностях корпусов приборов и оборудования появится опасное для жизни напряжение. Так как отдельный защитный заземляющий проводник PE в данной системе не используется, все подключенные розетки земли не имеют. Поэтому используемое электрооборудование приходится занулять – соединять корпусные детали с нулевым проводом. . Если при таком подключении фазный провод коснется корпуса, из-за короткого замыкания сработает автоматический предохранитель, и опасность поражения электрическим током людей или возгорания искрящего оборудования будет устранена быстрым аварийным отключением. Важным ограничением при вынужденном занулении бытовых приборов, о чем следует знать всем проживающим в помещениях, запитанных по системе TN-C, является запрет использования дополнительных контуров уравнивания потенциалов в ванных комнатах. В настоящее время данная система заземления сохранилась в домах, относящихся к старому жилому фонду, а также применяется в сетях уличного освещения, где степень риска минимальна.

TN-C-S — система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания [ПУЭ 1.7.3.] С целью удешевления оптимальной по безопасности, но финансово емкой системы TN-S с разделенными нулевыми проводниками N и PE, было создано решение, позволяющее использовать ее преимущества с меньшим бюджетом, незначительно превышающим расходы на энергоснабжение по системе TN-C. Суть данного способа подключения состоит в том, что с подстанции осуществляется подача электричества с использованием комбинированного нуля «PEN», подключенного к глухозаземленной нейтрали. Который при входе в здание разветвляется на «PE» — ноль защитный, и еще один проводник, исполняющий на стороне потребителя функцию рабочего ноля «N». Данная система имеет существенный недостаток — в случае повреждения или отгорания провода PEN на участке подстанция — здание, на проводнике PE, а, следовательно, и всех связанных с ним корпусных деталях электроприборов, появится опасное напряжение.

Поэтому при использовании системы TN-C-S, которая достаточно распространена, нормативные документы требуют обеспечения специальных мер защиты проводника PEN от повреждения.

TN-S — система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении [ПУЭ 1.7.3.] более прогрессивная и безопасная по сравнению с TN-C система с разделенными рабочим и защитным нолями TN-S была разработана и внедрена в 30-е годы прошлого века. При высоком уровне электробезопасности людей и оборудования это решение имеет один, но достаточно очень существенный недостаток — высокую стоимость. Так как разделение рабочего (N) и защитного (PE) ноля реализовано сразу на подстанции, подача трехфазного напряжения производится по пяти проводам, однофазного — по трем. Для подключения обоих нулевых проводников на стороне источника используется глухозаземленная нейтраль генератора или трансформатора. В [ГОСТ Р50571] и обновленной редакции [ПУЭ 1.7.3.] содержится предписание об устройстве на всем ответственных объектах, а также строящихся и капитально ремонтируемых зданиях энергоснабжения на основе системы TN-S, обеспечивающей высокий уровень электробезопасности. К сожалению, широкому распространению и внедрению системы TN-S препятствует высокий уровень затрат и ориентированность российской энергетики на четырехпроводные схемы трехфазного электроснабжения.

Trip-free circuit-breaker — (Автоматический выключатель со свободным расцеплением): выключатель, подвижные контакты которого возвращаются в разомкнутое положение и остаются в нем, когда операция автоматического размыкания начинается после начала операции замыкания, даже если сохраняется команда на замыкание [ГОСТ Р 50345-2010]

TT — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника [ПУЭ 1. 7.3.] При подаче электроэнергии по традиционной для сельской и загородной местности воздушной линии, в случае использования здесь небезопасной системы TN-C-S трудно обеспечить надлежащую защиту проводника комбинированной земли PEN. Здесь все чаще используется система TT, которая предполагает «глухое» заземление нейтрали источника, и передачу трехфазного напряжения по четырем проводам. Четвертый является функциональным нолем «N». На стороне потребителя выполняется местный, как правило, модульно-штыревой заземлитель, к которому подключаются все проводники защитной земли PE, связанные с корпусными деталями. Совсем недавно разрешенная к использованию на территории РФ, данная система быстро распространилась в российской глубинке для энергоснабжения частных домовладений. В городской местности TT часто используется при электрификации точек временной торговли и оказания услуг. При таком способе устройства заземления обязательным условием является наличие приборов защитного отключения, а также осуществление технических мер грозозащиты.

Заземляющие трансформаторы | ЭЦиМ

Когда вы думаете о ветряных электростанциях, на ум, вероятно, приходят образы величественных башен с огромными вращающимися лопастями, охватывающими горизонт. Дизайнеры не застрахованы от этого импульса, поскольку их основное внимание уделяется расположению, закупке, монтажу и подключению башен, турбин и лопастей. Чего многие люди не знают, так это того, что заземляющий трансформатор является компонентом уравнения ветровой электростанции, которым часто пренебрегают, о чем свидетельствует тот факт, что 90% заземляющих трансформаторов ветряных электростанций закупаются в течение 60 дней после того, как разработчики запрашивают расценки у поставщиков. Однако те, кто пренебрегает надлежащим планированием заземления трансформаторов, делают это на свой страх и риск. На самом деле миллионы долларов ответственности и убытков могут быть связаны с искрением замыкания на землю, поэтому вопросы, связанные с заземлением, должны стоять на первом месте в списке забот любого, кто строит ветряную электростанцию.

Зачем нужны заземляющие трансформаторы?

Проще говоря, заземляющий трансформатор используется для обеспечения пути заземления либо к незаземленной системе, соединенной звездой, либо к системе, соединенной треугольником. Заземляющие трансформаторы обычно используются для:

• Обеспечьте путь к земле с относительно низким импедансом, тем самым поддерживая нейтраль системы при потенциале земли или близком к нему.
• Ограничьте величину переходных перенапряжений при повторных замыканиях на землю.
• Обеспечьте источник тока замыкания на землю при замыканиях на землю.
• При необходимости разрешайте подключение нагрузки фаза-нейтраль.

Если в незаземленной или изолированной системе возникает одиночное замыкание на землю, для тока замыкания не существует обратного пути, поэтому ток не течет. Система будет продолжать работать, но напряжение на двух других исправных линиях возрастет на квадратный корень из трех, что приведет к перегрузке изоляции трансформатора и других связанных компонентов системы на 173%. Металлооксидные варисторы (MOV), полупроводниковые устройства, используемые для подавления скачков/скачков напряжения (молниеотводы), особенно подвержены повреждению из-за нагрева в результате утечки через блоки, даже если повышения напряжения недостаточно для перекрытия. Заземляющий трансформатор обеспечивает путь заземления, чтобы предотвратить это.

Заземляющие трансформаторы необходимы для больших многотурбинных ветряных электростанций, где трансформатор подстанции часто является единственным источником заземления для распределительной системы. Заземляющий трансформатор, размещенный на цепочке турбин, обеспечивает путь заземления в случае, если цепочка окажется изолированной от заземления системы.

Когда замыкание на землю на коллекторном кабеле вызывает размыкание автоматического выключателя подстанции для этого кабеля, цепь ветряных турбин становится изолированной от источника заземления. Турбины не всегда обнаруживают эту неисправность или тот факт, что цепочка изолирована и не заземлена. В результате генераторы продолжают питать коллекторный кабель, а напряжение между исправными кабелями и землей значительно превышает нормальную величину напряжения. В результате затраты могут быть ошеломляющими.

По словам одного из источников в Iberdrola, мировом лидере в области развития ветроэнергетики, потеря дохода только для цепочки из 10 турбин может превышать 10 000 долларов в день. С учетом демонтажа и замены затраты на оборудование могут составить дополнительные 40 000 долларов США на трансформатор. Типичная конфигурация ветряной электростанции на самом деле несколько аналогична колесу тележки с кольцом, ступицей и спицами. Внешнее кольцо колеса похоже на забор вокруг ветряной электростанции, а ступица в центре — это место, где расположен коллектор, который соединяется с сетью. Спицы — это радиальные линии, на которых сидит каждая ветряная турбина. Как правило, каждая радиальная цепочка турбин подключается к заземляющему трансформатору, как показано на рис. 9.0025 Рис. 1 .

Правильная конструкция

Заземляющие трансформаторы обычно имеют одну из двух конфигураций: обмотка, соединенная зигзагом (Zn) (с вспомогательной обмоткой или без нее) или обмотка, соединенная звездой (Ynd) (со вторичной обмоткой, соединенной треугольником, которая может или не может использоваться для подачи вспомогательного питания). Оба варианта показаны на рис. 2 .

Текущая тенденция в проектах ветряных электростанций заключается в соединении первичной обмотки звездой с вторичной обмоткой треугольником. Исходя из нашего опыта, есть несколько причин, по которым двухобмоточные заземляющие трансформаторы, соединенные звездой, более популярны, чем зигзагообразные. К ним относятся:

• Хотя на самом деле это не так, двухобмоточные трансформаторы считаются более доступными для замены или модернизации.
• Отсутствие знакомства с основами проектирования, необходимыми для зигзагообразной конфигурации, означает, что дизайнеры склонны прибегать к более знакомой конфигурации.
• Конструкция с двумя обмотками, соединенными звездой, допускает вторичную загрузку и измерение, в то время как зигзагообразные конструкции этого не позволяют.
• Не все производители предлагают варианты заземления зигзагом потенциальным клиентам, даже тем, для кого эта конфигурация может быть наиболее подходящей.

Геометрия зигзагообразного соединения полезна для ограничения циркуляции третьих гармоник и может использоваться без обмотки, соединенной треугольником, или конструкции сердечника с 4 или 5 стержнями, обычно используемой для этой цели в распределительных и силовых трансформаторах. Устранение необходимости во вторичной обмотке может сделать этот вариант менее дорогим и меньшим, чем сопоставимый двухобмоточный заземляющий трансформатор. Кроме того, использование зигзагообразного трансформатора обеспечивает заземление с меньшим блоком, чем 2-обмоточный трансформатор звезда-треугольник, который обеспечивает такое же полное сопротивление нулевой последовательности.

С другой стороны, заземляющие трансформаторы, соединенные звездой, требуют либо вторичной обмотки, соединенной треугольником, либо применения конструкции сердечника с 4 или 5 стержнями, чтобы обеспечить путь обратного потока для несбалансированной нагрузки, связанной с этим первичным соединением. Поскольку часто желательно обеспечить вспомогательное питание от вторичной обмотки заземляющего трансформатора, это преимущество может сделать предпочтительным использование заземляющего трансформатора с двумя обмотками вместо зигзагообразного соединения. Как зигзагообразные, так и двухобмоточные заземляющие трансформаторы могут быть сконструированы с дополнительными источниками питания — это может быть нагрузка, соединенная звездой или треугольником.

Система с глухим заземлением, использующая заземляющий трансформатор, предлагает множество улучшений безопасности по сравнению с незаземленной системой. Однако одному заземляющему трансформатору не хватает токоограничивающей способности системы резистивного заземления. По этой причине резисторы заземления нейтрали часто используются вместе с заземляющим трансформатором для ограничения величины тока замыкания на землю нейтрали. Их значения сопротивления должны быть определены таким образом, чтобы обеспечить достаточно высокий ток замыкания на землю, чтобы обеспечить надежную работу релейной защиты, но достаточно низкий, чтобы ограничить тепловое повреждение.

Выбор заземляющего трансформатора

При выборе заземляющего трансформатора для ветряной электростанции обязательно учитывайте следующие основные параметры:

Первичное напряжение — это напряжение системы, к которому должна быть подключена заземленная обмотка. Не забудьте указать базовый уровень импульса трансформатора (BIL), который измеряет его способность противостоять грозовым перенапряжениям. В некоторых случаях BIL будет продиктован соображениями оборудования, такими как рейтинги BIL 150 кВ на ветряных электростанциях 34,5 кВ из-за ограничения на глухие передние соединители.

Номинальная мощность в киловольт-амперах (кВА) — Поскольку заземляющий трансформатор обычно представляет собой устройство кратковременного действия, его размеры и стоимость меньше по сравнению с трансформатором длительного режима с такой же номинальной мощностью в кВА. По этой причине размеры заземляющих трансформаторов часто выбирают не по кВА, а по номинальным значениям постоянного и кратковременного тока. Независимо от того, как вы его оцениваете, заземляющий трансформатор должен быть рассчитан на то, чтобы выдерживать номинальный непрерывный первичный фазный ток без превышения его температурного предела. Эта нагрузка включает в себя ток намагничивания сердечника, емкостной зарядный ток кабелей и любую вспомогательную нагрузку, если она применима. Чем выше это значение, тем больше и дороже трансформатор. Типичные значения постоянного тока могут составлять от 5 А до нескольких сотен. Не забудьте указать любые требования к вспомогательной нагрузке.

Непрерывный ток нейтрали — Непрерывный ток нейтрали определяется как трехкратный фазный ток или, другими словами, ток нулевой последовательности. Это обычно считается равным нулю, если система сбалансирована. Однако для целей проектирования заземляющего трансформатора это значение, которое, как ожидается, будет протекать в цепи нейтрали без срабатывания защитных цепей (что приведет к тому, что ток будет равен нулю) или ток утечки на землю, который не является симметричной функцией. . Опять же, это значение необходимо для расчета тепловой мощности заземляющего трансформатора.

Ток и продолжительность неисправности — Это значение необходимо для расчета кратковременного нагрева, возникающего в результате неисправности в системе, и должно быть определено на основе инженерного исследования системы. Типичные значения варьируются от нескольких сотен ампер до нескольких тысяч ампер, при этом продолжительность выражается в секундах, а не в циклах. Например, значение 400 А в течение 10 секунд является типичным. Длительность короткого замыкания является критическим параметром для проектировщика трансформатора. Если в схемах защиты для функций отключения используется заземляющий трансформатор, указывается относительно короткая продолжительность времени (от 5 до 10 с). С другой стороны, если заземляющий трансформатор используется в схеме сигнализации замыкания на землю, потребуется непрерывная или увеличенная продолжительность тока замыкания на нейтраль.

Полное сопротивление — Полное сопротивление может быть выражено в процентах или в виде значения Ом на фазу. В любом случае его следует выбирать таким образом, чтобы неповрежденные фазные напряжения во время замыкания на землю находились в пределах допустимой временной перенапряжения трансформатора и связанного с ним оборудования, такого как разрядники и клеммные соединители. Значения, которые могут варьироваться от 2,5 % до почти 10 %, должны быть предоставлены разработчиком системы.

Соединение первичной обмотки — Обязательно укажите тип соединения первичной обмотки: зигзаг или заземленная звезда. Прежде чем принимать решение, рассмотрите рассмотренные ранее факторы, касающиеся ситуаций, для которых конкретная конфигурация может быть наиболее подходящей.

Вторичное соединение — укажите вторичное напряжение и соединение, если применимо. Кроме того, обязательно учитывайте размер вспомогательной нагрузки, которая должна быть подключена для первичных обмоток с цинковым или звездообразным соединением.

Если вариант состоит в том, чтобы иметь 2-обмоточный трансформатор без вторичной нагрузки, определите, можно ли обмотку треугольника «закопать» (т. е. не вывести наружу) или нужно вывести только один ввод для заземления на бак или тестирование.

Важные функции и опции

В дополнение к обсуждаемым конструктивным характеристикам существует ряд других соображений или особенностей, которые следует учитывать при создании заземляющих трансформаторов для ветряных электростанций.

• Сообщите поставщику, нужен ли вам секционный трансформатор с накладным монтажом со встроенным защищенным от несанкционированного доступа отсеком или конструкцией подстанции.
• Подумайте, будет ли заземляющий трансформатор расположен снаружи или внутри помещения. Даже наружные блоки требуют особого внимания при размещении рядом с другими конструкциями.
• Выберите подходящий тип жидкости для конкретного применения. Варианты включают минеральное масло, силикон и натуральную жидкость на основе сложного эфира.
• Рассмотрите варианты подключения и выберите лучший для сайта. Варианты варьируются от тупиковых, активных и лепестковых клемм. Расположение терминала может быть под крышкой или на боковой стенке, открытое или закрытое.
• Повышение температуры предполагается равным 65°C — при необходимости отрегулируйте конструкцию.
• Учитывайте высоту площадки или любые особые экологические проблемы.
• Специальная краска по мере необходимости.
• Резисторы заземления нейтрали — номинальное напряжение NGR должно быть равно напряжению линии заземляющего трансформатора на землю. Номинальный ток и продолжительность должны соответствовать номиналам заземляющего трансформатора. Не забудьте установить достаточно высокий номинальный ток, чтобы он был выше зарядного тока кабеля и тока намагничивания заземляющего трансформатора.

Дикинсон — директор по развитию нового бизнеса компании Pacific Crest Transformers, Медфорд, штат Орегон. С ним можно связаться по адресу [email protected].

Реакторы с заземлением нейтрали. Реакторы с нулевым заземлением.

ООО «КПМ» имеет опыт производства реакторов с сухим заземлением нейтрали.

Назначение

Реакторы заземления нейтрали, как правило, предназначены для высоковольтных сетей, которые в РФ эксплуатируются в режиме эффективно или глухозаземленной нейтрали и рекомендуются к применению с однофазным АПВ (СПАРК ).

Однофазные замыкания на землю — наиболее частый вид повреждений воздушных линий электропередачи. Большинство таких разломов неустойчивы. В большинстве случаев для восстановления электроснабжения достаточно отключения и последующего подключения линии. Так, СПАРК нашли широкое применение в высоковольтных сетях.

Однако для длинных линий электропередачи характерна значительная зарядная емкость между проводами линии и землей. Это может быть серьезной проблемой, когда требуется отключить линию в случае однофазного замыкания на землю и АПВ (SPARC). Из-за заряда, накопленного паразитным конденсатором, при отключении линии может появиться напряжение, достаточное для повторного пробоя в месте повреждения. В таком случае SPARC неэффективен.

Наличие дросселя в цепи заземления позволяет предотвратить появление высоких напряжений в сети (контролировать переходное восстанавливающееся напряжение). Это связано с тем, что энергия зарядной емкости поглощается реактором. Это предотвращает повторную поломку в месте неисправности.

Как правило, однофазный заземляющий реактор подключается к нейтрали шунтирующего реактора. Его размер определяется на основе расчетов режимов сети. В некоторых случаях реактор может быть подключен к нейтрали трансформатора или генератора. Место установки определяется на основании проектных изысканий.

Исполнение

Конструкция заземляющих реакторов аналогична конструкции токоограничивающих реакторов производства ООО «КПМ», но с учетом особенностей эксплуатации первых — предусматривает усиленную изоляцию с учетом возможных перенапряжений при устранении неисправностей. На случай значительных перенапряжений должны быть предусмотрены мероприятия по согласованию изоляции в виде ОВС.

Важнейшими конструктивными особенностями реактора ООО «КПМ» являются:

• Реактор представляет собой цельную конструкцию, его основанием и основным несущим элементом является собственно обмотка реактора. Обмотка не нуждается в опорном каркасе или других элементах для обеспечения дополнительной прочности.
• Все металлические части реактора находятся под тем же напряжением, что и его обмотка. Отсутствие значительных перепадов потенциала внутри реактора сводит к минимуму вероятность его внутреннего повреждения. Например, пробои между слоями, пробои между крестовиной и обмоткой и т. д.
• Вторичные элементы реактора (стержни, обвязки) выполнены из полностью немагнитных материалов, не обладающих электропроводностью. Это полностью предотвращает их взаимодействие с магнитным полем реактора. Так как такие элементы вторичны, их прочность во много раз превышает нагрузки, прикладываемые к ним в процессе эксплуатации.