Способы заземления нейтрали источников питания в сетях среднего напряжения, достоинства и недостатки, реальная практика применения в мире
Режим работы нейтрали задаёт фундаментальные свойства работы сетей при их эксплуатации, к которым относятся:
Бесперебойное питание потребителей в режиме однофазного замыкания на землю (далее – ОЗЗ);
Величина тока замыкания и кратность переходных перенапряжений на неповрежденных фазах;
Вид применяемой релейной защиты и автоматики (далее – РЗА) и значения её уставок;
Прогнозируемый уровень повреждений электрооборудования при возникновении режима ОЗЗ;
Допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств.
На сегодняшний день в мировой практике сети среднего напряжения работают на основе нескольких режимов заземления нейтрали:
— В отличии от сетей с глухо заземлённой и эффективно-заземленной нейтралью, изоляция электрооборудования должна быть рассчитана на длительную работу в установившемся режиме под напряжением в √3 больше Uфm т.е. Uлm, где Uфm – амплитудное фазное значение напряжения сети, Uлm – амплитудное линейное значение напряжения сети.
— При реализации данной конфигурации сети необходимо организовывать для оперативно-диспетчерского персонала постоянный контроль за состоянием изоляции каждой фазы относительно земли.
— Сложности построения селективной РЗА на простых токовых принципах.
Рис.1. Схема резонансно-заземленной нейтрали через ТЗ в сети 10кВ
Система электроснабжения стремительно и неизбежно развивается, появляются новые потребители электрической энергии, в связи с чем вводятся в работу новые мощности, следовательно, и новые распределительные сети (КЛ, ВЛ, подстанции (далее – ПС), по которым передаётся мощность до точки потребления.
— в сетях напряжением 3–20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на ВЛ электропередачи от 10А;
— в сетях, не имеющих железобетонных и металлических опор на воздушных линиях электропередачи:
в схемах генераторного напряжения 6–20 кВ блоков генератор-трансформатор – более 5 А.
К достоинствам этой разновидности заземления можно отнести следующие факторы:
— Резонансная настройка ДГР положительно сказывается на кратностях перенапряжений, которые ограничиваются значениями до 2.5 Uфm, возникающие только в момент от переходного процесса до установившегося.
— Повышается безопасность людей и животных от опасных значений шагового напряжения вблизи ОЗЗ [3].
Рис.2. Пример осциллограмм в резонансно-заземленной сети 6кВ с ОЗЗ при точной настройке ДГР
Однако, несмотря на положительные свойства ДГР, присутствует и определенная «ложка дёгтя». Все выше рассмотренные качества имеют место только при настройке ДГР по отношению к сети в резонанс либо максимально близкой к нему в отношении некоторых факторов [10]. Как известно, емкость сети явление далеко не постоянное и её нельзя считать = const в каждый момент времени.
Смещение потенциала нейтрали в четырехпроводной трехфазной электрической цепи» — Лабораторная работа
Режимы работы нейтралей трансформаторов системы электроснабжения
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, определяющих уровень изоляции электротехнических устройств,
- необходимостью обеспечения надежной работы релейной защиты от замыкания на землю,
- возможностью применения простейших схем электрических сетей.
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 .
Режим нейтрали оказывает существенное влияние на режимы работы электроприемников, схемные решения системы электроснабжения, параметры выбираемого оборудования.
Нейтраль сети — это совокупность соединенных между собой нейтральных точек и проводников, которая может быть изолирована от сети либо соединена с землей через малые или большие сопротивления.
Выбор режима нейтрали в электрических сетях определяется бесперебойностью электроснабжения потребителей, надёжностью работы, безопасностью обслуживающего персонала и экономичностью электроустановок.
Нейтрали трансформаторов трёхфазных электрических установок, к обмоткам которых подключены электрические сети, могут быть заземлены непосредственно, либо через индуктивные или активные сопротивления, либо изолированы от земли.
Если 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 .
Нейтраль, не соединённая с заземляющим устройством называется изолированной нейтралью .
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 .
Электрическая сеть, напряжением выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4 (коэффициент замыкания на землю – отношение разности потенциалов между неповреждённой фазой и землёй в точке замыкания на землю другой или двух других фаз к разности потенциалов между фазой и землёй в этой точке до замыкания ) называется сеть с эффективнозаземлённой нейтралью .
15 перенапряжения при однофазных дуговых замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью и их ограничение 15 1 общие сведения — Документ
- 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.
