Что такое глухозаземленная нейтраль трансформатора. Как работает система с глухозаземленной нейтралью. Каковы преимущества и недостатки глухого заземления нейтрали. Где применяется глухозаземленная нейтраль.
Что такое глухозаземленная нейтраль трансформатора
Глухозаземленная нейтраль — это режим работы нейтрали трансформатора или генератора, при котором нейтральная точка напрямую соединена с заземляющим устройством без какого-либо преднамеренного сопротивления или реактивного сопротивления между ними.
Основные характеристики глухозаземленной нейтрали:
- Нейтраль имеет непосредственное соединение с землей через заземлитель
- Сопротивление заземления нейтрали близко к нулю
- При замыкании на землю возникает большой ток короткого замыкания
- Напряжение на неповрежденных фазах при замыкании на землю не превышает фазного напряжения
Таким образом, глухое заземление нейтрали обеспечивает надежное заземление системы и ограничение перенапряжений при замыканиях на землю.
Как работает система с глухозаземленной нейтралью
В системе с глухозаземленной нейтралью при однофазном замыкании на землю возникает режим короткого замыкания:
- Ток короткого замыкания проходит от места повреждения по земле к заземленным нейтралям трансформаторов
- Величина тока КЗ может достигать больших значений (тысячи ампер)
- Напряжение на поврежденной фазе падает практически до нуля
- Напряжения на неповрежденных фазах остаются близкими к фазным значениям
- Релейная защита быстро отключает поврежденный участок
За счет низкого сопротивления цепи замыкания обеспечивается быстрое отключение повреждения и ограничение перенапряжений в сети.
Преимущества глухозаземленной нейтрали
Использование глухозаземленной нейтрали имеет ряд важных преимуществ:
- Высокая чувствительность и селективность защиты от замыканий на землю
- Быстрое отключение однофазных коротких замыканий
- Ограничение дуговых перенапряжений при замыканиях на землю
- Простота и надежность релейной защиты
- Возможность использования предохранителей для защиты от КЗ
- Отсутствие необходимости в дугогасящих реакторах
Все это повышает надежность электроснабжения и безопасность эксплуатации электроустановок.
Недостатки глухозаземленной нейтрали
Однако глухое заземление нейтрали имеет и определенные недостатки:
- Большие токи однофазного короткого замыкания
- Необходимость отключения линии при однофазном КЗ
- Опасность поражения током и шаговым напряжением при замыканиях
- Возможность повреждения оборудования большими токами КЗ
- Сложность обеспечения электробезопасности в сетях высокого напряжения
Поэтому применение глухозаземленной нейтрали ограничено сетями низкого и среднего напряжения.
Где применяется глухозаземленная нейтраль
Глухое заземление нейтрали используется в следующих случаях:
- В сетях напряжением 380/220 В
- В сетях 0,66 кВ и 1 кВ
- В сетях 6-35 кВ с суммарным емкостным током замыкания на землю не более 30 А
- В сетях собственных нужд электростанций напряжением 6 и 10 кВ
- В системах электроснабжения промышленных предприятий 6-10 кВ
В сетях высокого напряжения (110 кВ и выше) применяется эффективное заземление нейтрали через небольшое активное сопротивление.
Особенности защиты в сетях с глухозаземленной нейтралью
Релейная защита в сетях с глухозаземленной нейтралью имеет следующие особенности:
- Высокая чувствительность к однофазным замыканиям на землю
- Возможность использования токовых защит нулевой последовательности
- Применение дифференциальных и дистанционных защит
- Быстрое отключение КЗ для ограничения термического действия тока
- Селективное отключение только поврежденного участка
Это обеспечивает надежную защиту оборудования и безопасность персонала при замыканиях на землю.
Сравнение с другими режимами заземления нейтрали
По сравнению с другими режимами нейтрали, глухое заземление имеет следующие отличия:
| Параметр | Глухозаземленная нейтраль | Изолированная нейтраль | Компенсированная нейтраль |
|---|---|---|---|
| Ток замыкания на землю | Очень большой | Малый емкостной | Компенсированный |
| Напряжение на неповрежденных фазах | Не повышается | Повышается до линейного | Повышается незначительно |
| Необходимость отключения при 1-фазном КЗ | Требуется быстрое отключение | Допускается работа | Допускается работа |
Выбор режима нейтрали зависит от класса напряжения, конфигурации сети и требований к надежности электроснабжения.
Как реализуется глухое заземление нейтрали
Для реализации глухого заземления нейтрали применяются следующие технические решения:
- Непосредственное соединение нейтрали с заземляющим устройством
- Использование трансформаторов со схемой соединения обмоток «звезда с нулем»
- Применение специальных заземляющих трансформаторов
- Создание искусственной нейтральной точки с помощью пробивных предохранителей
При этом сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 0,5 Ом для сетей 0,4 кВ и не более 0,2 Ом для сетей 6-35 кВ.
Выводы
Таким образом, глухое заземление нейтрали обеспечивает высокую чувствительность защиты и ограничение перенапряжений в сети. Однако большие токи КЗ ограничивают его применение сетями до 35 кВ. В сетях высокого напряжения используется эффективное заземление через небольшое сопротивление.
Выбор режима заземления нейтрали должен производиться на основе технико-экономического сравнения различных вариантов с учетом требований надежности, безопасности и экономичности электроснабжения.
ПУЭ 7. Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью | Библиотека
- 13 декабря 2006 г. в 18:44
- 2992105
Поделиться
Пожаловаться
Раздел 1. Общие правила
Глава 1.7. Заземление и защитные меры электробезопасности
Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью
1.7.100. В электроустановках с глухозаземленной нейтралью нейтраль генератора или трансформатора трехфазного переменного тока, средняя точка источника постоянного тока, один из выводов источника однофазного тока должны быть присоединены к заземлителю при помощи заземляющего проводника.
Искусственный заземлитель, предназначенный для заземления нейтрали, как правило, должен быть расположен вблизи генератора или трансформатора. Для внутрицеховых подстанций допускается располагать заземлитель около стены здания.
Если фундамент здания, в котором размещается подстанция, используется в качестве естественных заземлителей, нейтраль трансформатора следует заземлять путем присоединения не менее чем к двум металлическим колоннам или к закладным деталям, приваренным к арматуре не менее двух железобетонных фундаментов.
При расположении встроенных подстанций на разных этажах многоэтажного здания заземление нейтрали трансформаторов таких подстанций должно быть выполнено при помощи специально проложенного заземляющего проводника. В этом случае заземляющий проводник должен быть дополнительно присоединен к колонне здания, ближайшей к трансформатору, а его сопротивление учтено при определении сопротивления растеканию заземляющего устройства, к которому присоединена нейтраль трансформатора.
Во всех случаях должны быть приняты меры по обеспечении непрерывности цепи заземления и защите заземляющего проводника от механических повреждений.
Если в PEN-проводнике, соединяющем нейтраль трансформатора или генератора с шиной PEN распределительного устройства напряжением до 1 кВ, установлен трансформатор тока, то заземляющий проводник должен быть присоединен не к нейтрали трансферматора или генератора непосредственно, а к PEN-проводнику, по возможности сразу за трансформатором тока.
В таком случае разделение PEN-проводника на PE— и N-проводники в системе TN-S должно быть выполнено также за трансформатором тока. Трансформатор тока следует размещать как можно ближе к выводу нейтрали генератора или трансформатора.
1.7.101. Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора или выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений 
При удельном сопротивлении земли þ>100 Ом•м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 þ раз, но не более десятикратного.
1.7.102. На концах ВЛ или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания, должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника. При этом в первую очередь следует использовать естественные заземлители, например, подземные части опор, а также заземляющие устройства, предназначенные для грозовых перенапряжений (см. гл.2.4).
Указанные повторные заземления выполняются, если более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений не требуются.
Повторные заземления PEN-проводника в сетях постоянного тока должны быть выполнены при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами.
Заземляющие проводники для повторных заземлений PEN-проводника должны иметь размеры не менее приведенных в табл.1.7.4.
Таблица 1.7.4. Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле.
Материал | Профиль сечения | Диаметр, мм | Площадь поперечного сечения, мм2 | Толщина стенки, мм |
|---|---|---|---|---|
Сталь черная | Круглый: | |||
– для вертикальных заземлителей; | 16 | – | – | |
– для горизонтальных заземлителей | 10 | – | – | |
Прямоугольный | – | 100 | 4 | |
Угловой | – | 100 | 4 | |
Трубный | 32 | – | 3,5 | |
Сталь оцинкованная | Круглый: | |||
– для вертикальных заземлителей; | 12 | – | – | |
– для горизонтальных заземлителей | 10 | – | – | |
Прямоугольный | – | 75 | 3 | |
Трубный | 25 | – | 2 | |
Медь | Круглый | 12 | – | – |
Прямоугольный | – | 50 | 2 | |
Трубный | 20 | – | 2 | |
Канат многопроволочный | 1,8* | 35 | – | |
* Диаметр каждой проволоки.
1.7.103. Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях. При удельном сопротивлении земли þ>100 Ом•м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 þ раз, но не более десятикратного.
Персональная лента новостей Дзен от Elec.ru
Актуальные новости, обзоры и публикации портала в удобном формате.
Подписаться
Нейтраль трансформатора, назначение заземления нейтрали
Силовые трансформаторыСиловые трансформаторы, Устройство трансформаторовНет комментариев для Что такое нейтраль трансформатора
Содержание:
Нейтраль трансформатора — это точка соединения фазных обмоток при схеме подключения «звезда».
Разность потенциалов в этой точке равна нулю. Разность потенциалов между концами фаз и нейтралью соответствует линейному напряжению между фазами.
При замыкании на землю изменяется симметрия электрической системы; изменяется значение напряжения между землей и фазами; образуются токи замыкания на землю, возникает перенапряжение в сети. Степень искажения симметрии зависит от выбранного режима присоединения нейтрали.
Выбранный режим должен обеспечивать безопасность обслуживающего персонала, экономичность электроустановки, бесперебойность электроснабжения потребителей и надежность работы.
Трансформаторы имеют нейтрали, режим работы или способ рабочего заземления которых обусловлен:
- требованиями техники безопасности и охраны труда персонала,
- допустимыми токами замыкания на землю,
- перенапряжениями, возникающими при замыканиях на землю, а также рабочим напряжением неповрежденных фаз электроустановки по отношению к земле,
- пределяющих уровень изоляции электротехнических устройств,
- необходимостью обеспечения надежной работы релейной защиты от замыкания на землю,
- возможностью применения простейших схем электрических сетей.
Заземление нейтрали трансформатора
Используются следующие режимы нейтрали:
- глухозаземленная нейтраль,
- изолированная нейтраль,
- эффективно заземленная нейтраль.
Выбор режима нейтрали в электрических сетях определяется бесперебойностью электроснабжения потребителей, надёжностью работы, безопасностью обслуживающего персонала и экономичностью электроустановок. при однофазном замыкании на землю нарушается симметрия электрической системы:
- изменяются напряжения фаз относительно земли, появляются токи замыкания на землю, возникают перенапряжения в сетях.
- Степень изменения симметрии зависит от режима нейтрали.
Глухозаземленная нейтраль
Глухозаземленная нейтраль трансформатораЕсли нейтраль обмотки трансформатора присоединена к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление, то такая нейтраль называется глухозаземлённой, а сети, подсоединённые к ней, соответственно, — сетями с глухозаземлённой нейтралью.
Изолированная нейтраль
Нейтраль, не соединённая с заземляющим устройством называется изолированной нейтралью.
Компенсированная нейтраль
Сети, нейтраль которых соединена с заземляющим устройством через реактор (индуктивное сопротивление), компенсирующий ёмкостной ток сети, называются сетями с резонанснозаземлённой либо компенсированной нейтралью.
Сети, нейтраль которых заземлена через резистор (активное сопротивление) называется сеть с резистивнозаземлённой нейтралью.
Электроустановки в зависимости от мер электробезопасности разделяются на 4 группы:
- электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективнозаземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю),
- электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю),
- электроустановки напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью,
- электроустановки напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью.
Режимы нейтрали трехфазных систем
| Напряжение, кВ | Режим нейтрали | Примечание |
| 0,23 | Глухозаземленная нейтраль | Требования техники безопасности. Заземляются все корпуса электрооборудования |
| 0,4 | ||
| 0,69 | Изолированная нейтраль | Для повышения надежности электроснабжения |
| 3,3 | ||
| 6 | ||
| 10 | ||
| 20 | ||
| 35 | ||
| 110 | Эффективно заземленная нейтраль | Для снижения напряжения незамкнутых фаз относительно земли при замыкании одной фазы на землю и снижения расчетного напряжения изоляции |
| 220 | ||
| 330 | ||
| 500 | ||
| 750 | ||
| 1150 |
Общее назначение нулевого провода в обмотках трансформатора
Режим работы нейтрали
Режим нейтрали оказывает существенное влияние на режимы работы электроприемников, схемные решения системы электроснабжения, параметры выбираемого оборудования.
Назначение заземления нейтрали трансформатора для повышения чувствительности защиты от однофазных замыканий на землю.
В нормальном режиме высокоомный резистор, и при необходимости дугогасящий реактор (ДГР) подключаются к нейтрали специального трансформатора заземления нейтрали (ТЗН).
Чтобы обеспечить чувствительность и селективность защиты от ОЗЗ необходимо кратковременно увеличить ток через устройство защиты. Обоснование возможности кратковременного индуктивного заземления нейтрали специальным трансформатором заземления нейтрали. При возникновении на линии ОЗЗ трансформатор через 0,5 с кратковременно подключается выключателем к сборным шинам. Благодаря глухому заземлению нейтрали создается ограниченный индуктивностью ТЗН ток однофазного короткого замыкания, достаточный для обеспечения чувствительности от ОЗЗ и создания условия гашения дуги.
Защита действует без выдержки времени на отключение линии. Выключатель с заданной выдержкой времени отключается.
Отключение линии предотвращает двойные замыкания на землю (ДЗЗ) и многоместные замыкания на землю (МЗЗ), неизбежные в сетях напряжением 6-10 кВ с высокой изношенностью кабелей и оборудования.
Такой режим отключения поврежденных кабельных линий несколько лет проходит опытную эксплуатацию в ОАО «Пятигорские электрические сети». Однако, отключение линий возможно только при наличии надежного резервирования и в случаях, оговоренных правилами устройств электроустановок.
Предотвращения перехода ОЗЗ в ДЗЗ или МЗЗ осуществляется резистором Rн (см. рисунок 1), подключенным к нейтрали ТЗН. В нормальном режиме выключатель Q3) в цепи ТЗН отключен. При ОЗЗ срабатывают реле контроля изоляции KSV1 и (или) реле тока КА1, или устройство определения поврежденной фазы (см. рисунок 1).
После замыкания контактов срабатывает реле времени КТ1, замыкающиеся контакты которого включают выключатель Q3. Выключатель Q3 шунтирует сопротивление Rн и ДГР.
Рис.1 — Поясняющая схема и схема автоматического заземления нейтралиЗамыкающиеся контакты реле КТ1 с выдержкой времени 0,3 с отключают выключатель Q3.
При замыкании этих контактов срабатывает промежуточное реле KL1. Размыкающие контакты реле разрывают цепь КТ1. Возврат схемы осуществляется дежурным с помощью ключа SА. При этом реле К13 замыкает свои контакты в цепи реле КТ1. После отключения выключателя Q3 сеть вновь переходит в режим с заземленной нейтралью через высокоомное сопротивление и при необходимости через ДГР.
При увеличении тока через реле срабатывает защита от ОЗЗ с действием на сигнал с выдержкой времени 0,2 с. Отключение выключателя выполняется с выдержкой времени 0,2 с. Сеть вновь переходит в режим с нейтралью, заземленной через резистор.
Заземление нейтрали трансформатора 110 кв
В современных энергосистемах сети 110 кВ и выше эксплуатируются с эффективным заземлением нейтралей обмоток силовых трансформаторов. Сети напряжением 35 кВ и ниже работают с изолированной нейтралью или заземлением через дугогасящие реакторы.
Каждый вид заземления имеет свои преимущества и недостатки.
В сетях с изолированной нейтралью однофазное замыкание на землю не приводит к короткому замыканию.
В месте замыкания проходит небольшой ток, обусловленный емкостью двух фаз на землю. Значительные емкостные токи обычно компенсируются полностью или частично включением в нейтраль трансформатора дугогасящего реактора.
Остаточный в результате компенсации малый ток не способен поддерживать горение дуги в месте замыкания, поэтому поврежденный участок, как правило, не отключается автоматически.
Металлическое однофазное замыкание на землю сопровождается повышением напряжения на неповрежденных фазах до линейного, а при замыкании через дугу возможно появление перенапряжений, распространяющихся на всю электрически связанную сеть, в которой могут находиться участки с ослабленной изоляцией. Чтобы уберечь трансформаторы, работающие в сетях с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостных токов, от воздействия повышенных напряжений, изоляцию их нейтралей выполняют на тот же класс напряжения, что и изоляцию линейных вводов.
При таком уровне изоляции не требуется применение никаких средств защиты нейтралей, кроме вентильных разрядников, включаемых параллельно дугогасящему реактору.
Однофазное короткое замыкание в сети с эффективным заземлением нейтрали.
В сетях с эффективным заземлением нейтрали (рис. 1.19) однофазное замыкание на землю приводит к короткому замыканию. Ток короткого замыкания (КЗ) проходит от места повреждения по земле к заземленным нейтралям трансформаторов Т1 и Т2 распределяясь обратно пропорционально сопротивлениям ветвей. Поврежденный участок выводится из работы действием защит от замыканий на землю. Через трансформаторы (ТЗ и Т4), нейтрали которых не имеют глухого заземления, ток однофазного КЗ не проходит.
С учетом того, что однофазное КЗ является частым (до 80% случаев КЗ в энергосистемах приходится на однофазные КЗ) и тяжелым видом повреждений, принимают меры по уменьшению токов КЗ. Одной из таких мер является частичное разземление нейтралей трансформаторов.
Нейтрали автотрансформаторов не разземляются, так как они рассчитаны для работы с обязательным заземлением концов общей обмотки.
Число заземленных нейтралей на каждом участке сети устанавливается расчетами и принимается минимальным. При выборе точек заземления нейтралей в энергосистеме руководствуются как требованиями релейной защиты в части поддержания на определенном уровне токов замыкания на землю, так и обеспечением защиты изоляции разземленных нейтралей от перенапряжений. Последнее обстоятельство вызвано тем, что все трансформаторы 110-220 кВ отечественных заводов имеют пониженный уровень изоляции нейтралей. Так, у трансформаторов 110 кВ с регулированием напряжения под нагрузкой уровень изоляции нейтралей соответствует стандартному классу напряжения 35 кВ, что обусловлено включением со стороны нейтрали переключающих устройств с классом изоляции 35 кВ.
Трансформаторы 220 кВ имеют также пониженный на класс уровень изоляции нейтралей. Во всех случаях это дает значительный экономический эффект, и тем больший, чем выше класс напряжения трансформатора.
Выбор указанного уровня изоляции нейтралей трансформаторов, предназначенных для работы в сетях с эффективно заземленной нейтралью, технически обосновывается значением напряжения, которое может появиться на нейтрали при однофазном КЗ.
А оно может достигнуть почти 1/3 линейного напряжения (например, для сетей 110 кВ около 42 кВ — действующее значение). Очевидно, что изоляция класса 35 кВ разземленной нейтрали нуждается в защите от повышенных напряжений. Кроме того, при неполнофазных отключениях (или включениях) ненагруженных трансформаторов с изолированной нейтралью переходный процесс сопровождается кратковременными перенапряжениями. Достаточно надежной защитой нейтралей от кратковременных перенапряжений является применение вентильных разрядников. Нейтрали трансформаторов 110 кВ защищаются разрядниками 2хРВС-20 с наибольшим допустимым действующим напряжением гашения 50 кВ.
Однако практика показывает, что на нейтрали трансформаторов могут воздействовать не только кратковременные перенапряжения. Нейтрали могут оказаться под воздействием фазного напряжения промышленной частоты (для сетей 110 кВ 65-67 кВ), которое опасно как для изоляции трансформатора, так и для разрядника в его нейтрали. Такое напряжение может появиться и длительно (десятки минут) оставаться незамеченным при неполнофазных режимах коммутации выключателями, разъединителями и отделителями ненагруженных трансформаторов, а также при некоторых аварийных режимах.
Видео: Режимы работы нейтрали сетей 0,4 10 кВ
Видео: Виды заземления нейтрали
Система с глухим заземлением или эффективно заземленная система
В системе с глухозаземленным заземлением нейтраль напрямую соединена с землей без какого-либо преднамеренного сопротивления или реактивного сопротивления между ними. По сравнению с другими системами заземления переходные перенапряжения сводятся к минимуму, когда система эффективно заземлена. В эффективно заземленной системе токи замыкания на землю будут значительно выше, что делает реле заземления одновременно чувствительным и селективным. Недостатком этой системы является то, что если неисправность не будет устранена быстро, это приведет к значительному повреждению системы.
Пристальный взгляд на систему с глухим заземлением
Несмотря на то, что между нейтралью и землей нет преднамеренного сопротивления или реактивного сопротивления, при оценке системы необходимо учитывать полное сопротивление источника и полное сопротивление соединения с землей. Значения тока замыкания на землю очень важны при определении эффективности заземленной системы. Эффективно заземленная система будет иметь ток короткого замыкания между линией и землей
не менее 60 % от трехфазного значения тока короткого замыкания.
Система с глухим заземлением, трансформатор или генератор переменного тока не обеспечивают идеального соединения цепи с нулевым импедансом с землей. Кроме того, защита от переходных перенапряжений может быть не обеспечена, если реактивное сопротивление цепи нулевой последовательности системы слишком велико по сравнению с реактивным сопротивлением прямой последовательности системы. Точно так же желаемое подавление перенапряжений в неповрежденных фазах может быть не достигнуто, если непреднамеренное сопротивление слишком велико.
Большинство генераторов, используемых в этих системах, имеют полное сопротивление нулевой последовательности, которое значительно ниже их полного сопротивления прямой последовательности. Полное сопротивление прямой последовательности трансформатора треугольник-звезда не будет больше, чем его полное сопротивление нулевой последовательности. Однако существуют некоторые обстоятельства, при которых может возникнуть относительно большой импеданс нулевой последовательности.
В энергосистеме, питаемой несколькими генераторами и трансформаторами, если нейтраль одного из них заземлена, полное сопротивление нулевой последовательности заземленного источника может превышать эффективное полное сопротивление прямой последовательности других источников в системе.
Где рекомендуется надежное заземление?
- В системе низкого напряжения, где замыкание на землю не может быть обнаружено, если выполнено резистивное заземление.
- В системе низкого напряжения, где допускается немедленная изоляция поврежденной фазы.
- Когда дело доходит до приложений среднего или высокого напряжения, возможные опасности вспышки дуги и градиентов потенциала для рабочих перевешивают необходимость в более высокой величине тока замыкания на землю, чтобы иметь возможность выполнять выборочное обнаружение замыкания на землю на протяженных распределительных сетях. кормушки.
Преимущества эффективно заземленной системы
- Замыкания на землю могут быть легко обнаружены и изолированы с помощью устройств защиты цепи.
- Из-за высоких токов короткого замыкания для изоляции замыканий на землю достаточно устройств защиты от короткого замыкания, таких как предохранители или автоматические выключатели.
- Возможно выборочное обнаружение и изоляция неисправностей.
- Нет переходных перенапряжений.
Недостатки эффективно заземленной системы
- При использовании в системах среднего или высокого напряжения низкий импеданс заземления приводит к чрезвычайно высоким токам короткого замыкания, которые могут превышать номинальную мощность короткого замыкания самой системы.
- Высокие токи короткого замыкания могут ухудшить рабочие характеристики оборудования, подключенного к системе.
- Несмотря на то, что замыкания на землю могут не вызывать серьезного повреждения низковольтных систем, неисправности двигателей и трансформаторов могут серьезно повредить магнитные части оборудования.
По этим причинам использование жесткого заземления нейтрали ограничивается системами более низкого напряжения (380 В/480 В), которые часто используются в помещениях потребителей. Для предотвращения повреждения важных компонентов оборудования во всех других ситуациях всегда применяется какой-либо импеданс заземления.
При использовании однофазных нагрузок (соединения фаза-нейтраль) необходимо, чтобы нейтраль была надежно заземлена. В противном случае нейтраль будет плавать относительно земли, что может привести к дисбалансу напряжения и нестабильности в системе.
Подробнее: Типы заземления
Ссылка:
- Руководство IEEE по безопасности заземления подстанций переменного тока
Copyright © 2023 Electrical Classroom.
Защищено законом о защите авторских прав в цифровую эпоху
Продолжая использовать этот веб-сайт, вы соглашаетесь с нашей политикой в отношении файлов cookie.
Посмотреть политику конфиденциальности Посмотреть карту сайта
Обработка нейтральной точки | Надежно заземленная сеть
ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ, дорогие друзья техники защиты и управления. В предыдущем посте мы рассмотрели электрические сети с изолированным заземлением звезды, сегодня мы рассмотрим сеть с глухозаземленным заземлением. Веселитесь и поехали!
Сеть с глухозаземленным заземлением
Мы всегда говорим о сети с глухозаземленным заземлением, если точка звезды одного или нескольких генераторов, трансформаторов или заземляющих трансформаторов эффективно заземлена, а заземление осуществляется практически без сопротивления. Слово «плотно» здесь означает, что сопротивление заземления почти равно нулю. Таким образом, строго говоря, глухозаземленная сеть представляет собой особую форму эффективно заземленной или активной сети, которая также включает низкоимпедансное заземление нейтрали и характеризуется коэффициентом заземления менее 1,4.
Еще раз вспомнить
Коэффициент заземления – это отношение нарастания значений фазных напряжений здоровых фаз в случае замыкания на землю к фазному напряжению в безупречное состояние. В изолированной сети мы показали, что напряжение здоровой фазы повышается стационарно до 1,73 раза по сравнению со значением до возникновения замыкания на землю.
Коэффициент заземления изолированной сетиМы определили магический предел коэффициента заземления на уровне 1,4 и сказали: Если коэффициент заземления больше 1,4, мы говорим о незаземленной сети. С другой стороны, в нашей глухозаземленной сети и во всех эффективно заземленных сетях коэффициент заземления 1,4 не превышается ни в одной точке.
Сети и коэффициент заземления Теперь при однофазном замыкании на землю речь идет о коротком замыкании, не напряжение а ток буквально зашкаливает. Благодаря проводящему соединению между точкой звезды и землей цепь может эффективно замыкаться.
Таким образом, величина входящего тока короткого замыкания в решающей степени зависит от положительного и нулевого импеданса сети. Это, в свою очередь, формируется всеми компонентами, находящимися в коротком замыкании, такими как генераторы, трансформаторы, линии, а также импедансом точки звезды, который практически равен нулю в нашей современной системе с глухим заземлением.
Короткое замыкание в компонентной сетиДругим решающим фактором для уровня ожидаемого тока короткого замыкания является сопротивление в месте повреждения, которое мы также традиционно обозначаем как:
Сопротивление повреждения.
Таким образом, наш ток однофазного короткого замыкания на землю рассчитывается следующим образом:
Формула для однофазного короткого замыкания на землю в сетях с глухозаземленным заземлением Положительный импеданс в сумме удваивается, поскольку положительный и отрицательный импеданс одинаковы.
размер и Z2 был упрощен заменен.
Другие важные характеристики
Системы с глухим заземлением имеют большое преимущество, заключающееся в значительном снижении переходных колебаний и возможности быстрого и автоматического отключения замыкания на землю. Это приводит к меньшему напряжению изоляции, чем в компенсированных или изолированных сетях. Прежде всего, высокие требования к изоляции напряжения в области максимального напряжения означают, что надежное заземление является первым выбором наших операторов системы передачи и что сети 220 кВ и 380 кВ предпочтительно имеют надежное заземление.
Особенности системы с глухозаземленной нейтралью
Однако, поскольку токи короткого замыкания в глухозаземленной сети могут достигать нескольких 1000 ампер, контактные напряжения также выше, чем в сетях с изолированной нейтралью или с компенсацией замыкания на землю. С другой стороны, преимуществом является очень быстрое время отключения, которое эффективно снижает риск косвенного ущерба здоровью из-за более длительных токов короткого замыкания на землю.
