Сеть 10 кв какая нейтраль

Источником питания промышленного предприятия почти всегда является трехфазный силовой трансформатор понизительной подстанции. Схемы подключения его обмоток в электрическую сеть могут быть разными.

Нейтраль сети может быть:

• • глухо заземлена;
• • соединена с землей через активное либо реактивное сопротивление (резонансно-заземленная нейтраль);
• • изолирована от земли.

Выбор метода заземления нейтрали определяется безопасностью обслуживания сети, надежностью электроснабжения и экономичностью. При повреждениях фазной изоляции метод заземления нейтрали оказывает огромное воздействие на ток замыкания на землю и определяет требования в отношении заземляющих устройств электроустановок и релейной защиты от замыканий на землю.

В установках напряжением до 1000 В используют четырехпровод- ные и трехпроводные сети как с глухозаземленной, так и с изолированной нейтралью.

В четырехпроводных сетях напряжением до 1000 В нейтраль и нейтральный провод непременно заземляются, т. к.:

• • контроль изоляции нейтрального провода фактически неосуществим;
• • незаземленный нейтральный провод со сокрытыми недостатками изоляции пожароопасен (при однофазовом КЗ на землю появляется петля для протекания тока КЗ через нейтральный провод, который может перегреться с возгоранием изоляции).

Заземление нейтрали применяется для воплощения защитного заземления железных корпусов электрического оборудования. Все электрическое оборудование нужно заземлять на заземленную нейтраль.

Схема трехфазной четырехироводной сети с глухозаземленной нейтралью изображена на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Трехфазная четырехпроводная сеть напряжением 380/220 В с глухозаземленной нейтралью при КЗ одной фазы на землю

При однофазовых замыканиях на землю в таких сетях протекают огромные токи КЗ. Быстродействующая защита отключает покоробленный участок сети, и однофазовое замыкание нс перебегает в междуфаз- ное. На неповрежденных фазах напряжение относительно земли не увеличивается и изоляция может быть рассчитана на фазное, а не на линейное напряжение. Но при нередких однофазовых замыканиях на землю появляются томные условия работы отключающих аппаратов, что может привести к повреждению обмоток трансформатора.

Сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью — это, обычно, малоразветвленные трехпроводные сети напряжением 380 или 660 В.

Сеги с изолированной нейтралью используются при завышенных требованиях в отношении электробезопасности (торфяные разработки, горные карьеры, угольные шахты и т. д.) и при условии надежного контроля изоляции со стороны обслуживающего персонала.

Системы с изолированной нейтралью, обычно, не имеют 4-ого (нулевого) провода, потому их выполнение экономичнее по сопоставлению с четырехпроводной сетью с глухозаземленной нейтралью. В сетях с изолированной нейтралью при замыкании одной фазы на землю через место повреждения будут протекать только емкостные токи, обусловленные напряжением и емкостью неповрежденных фаз.

Рис. 2.3. Трехпроводная сеть с изолированной нейтралью

При замыкании на землю сеть с изолированной нейтралью не отключается и может работать до отыскания повреждения, согласно ПУЭ, два часа и поболее. Режим работы сети при всем этом считается не аварийным, а только анормальным режимом, и питание ЭП не прерывается. Из всех видов повреждения сетей однофазовые замыкания на землю составляют приблизительно 75-80 %, потому сети с изолированной нейтралью являются более надежными по сопоставлению с сетями с глухозаземленной нейтралью.

Электрические сети с изолированной нейтралью имеют следующие особенности:

• 1. При замыкании на землю одной фазы ее напряжение относительно земли становится равным нулю, напряжение 2-ух других фаз относительно земли возрастает в л/з раз до линейного, потому изоляция всех 3-х фаз относительно земли осуществляется не на фазное, а на линейное напряжение.
• 2. Возможность образования в месте замыкания на землю (в сетях 6-35 кВ) перемежающейся электрической дуги, которая таснет и загорается вновь. Это сопровождается коммутационными перенапряжениями с амплитудой (3-5)t/ном, которые могут привести к пробою изоляции в других местах и других фазах, также нарушить работу ЭП.
• 3. Возможность перехода замыкания на землю в 2-х либо 3-х фазное КЗ, из-за термического деяния дуги на изоляцию других фаз.
• 4. Появление в сети и ИП при замыкании на землю системы токов оборотной последовательности, что приводит к индуцированию в роторах синхронных генераторов токов двойной частоты и, поэтому, к значительному дополнительному нагреву роторов.

5. В трехпроводных сетях напряжением до 1000 В перемежающиеся дуги при однофазовом замыкании на землю не появляются, но емкостные токи представляют опасность при соприкосновении с фазой.

В Рф приняты следующие режимы работы нейтрали сетей напряжением 6-220 кВ:

• 1. Сети 6-35 кВ производятся с изолированной нейтралью и соответственно имеют: малые токи замыкания на землю; приблизительно на 33 %наименьшее число трансформаторов тока и реле защиты; наименьшую цена заземляющих устройств. Недочетом является повышение цены линий за счет удорожания изоляции.
• 2. Сети 110 кВ и выше работают с отлично заземленной нейтралью. При всем этом понижается цена изоляции линий и аппаратов, но возрастает цена заземляющих устройств, трансформаторов тока и реле защиты. Замыкание одной фазы на землю в сетях 110 кВ и выше просит отключения покоробленного участка, и при всем этом становится действенным автоматическое повторное включение линий.

Если в сетях 6-35 кВ ток замыкания на землю превосходит допустимые значения, то компенсация емкостных токов осуществляется при помощи заземляющего реактора, который устанавливается в нейтрали какого-нибудь трансформатора, присоединенного к шинам 6-35 кВ. При всем этом не считая емкостных токов /с в месте замыкания фазы на землю проходят и индуктивные токи IL, замыкающиеся через реактор. Суммарный остаточный ток равен разности емкостного и индуктивного токов.

В большинстве государств мира сети среднего напряжения работают с нейтралью, заземленной через резистор. Это избавляет опасность появления перенапряжений и обеспечивает нужную чувствительность обычной наибольшей токовой защиты от однофазовых замыканий на землю.

Систематизация электрических сетей по методу заземления нейтрали. Характеристики сетей с глухозаземленной нейтралью

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

Набросок 7.1 – Понятие нейтрали

Нейтраль может быть или соединена с землей конкретно, или через какие-либо элементы (резистор, катушку индуктивности и т. д.), или она может быть изолирована от земли. По ПУЭ [1] нейтрали могут быть 2-ух видов: изолированные и глухозаземленные.

Глухозаземленная нейтраль (п. 1.7.5) –это нейтраль, конкретно присоединенная к глухозаземленному устройству (набросок 7.2).

Набросок 7.2 — Глухозаземленная нейтраль

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

Набросок 7.3 — Соединение нейтрали с землей: а) через реактор; б) через активное сопротивление

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

Заземление нейтрали может быть или рабочим, или защитным. Если заземление нейтрали выполнено с целью электробезопасности персонала, то такое заземление именуется защитным. Если заземление нейтрали выполнено с целью придания определенных параметров электрической сети, то такое заземление именуется рабочим.Защитное заземление применяется в сетях напряжением ниже 1000 В, рабочее — в сетях напряжением выше 1000 В.

Зависимо от метода рабочего заземления нейтрали ПУЭ выделяет 5 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 отлично заземленной нейтралью;

5) сети 220 кВ и выше с глухозаземленной нейтралью.

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

Основной режим для сетей 6-35 кВ является режим с изолированной нейтралью. Если токи замыкания на землю Iз превосходят очень допустимое значение, то используют режим нейтрали, заземленной через дугогасящий реактор для компенсации (понижения) емкостного тока замыкания на землю. Заземление нейтрали через активное сопротивление в сетях 6-35 кВ может применяться при хоть какой 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 железных опор на воздушных линиях электропередачи (т.е., имеющих только древесные 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.

Метод заземления нейтралей трансформаторов в электрических сетях является важной неувязкой для всех сетей. В особенности животрепещущ выбор режима заземления нейтрали в сетях 6-35 кВ. Так как, во-1-х, они являются распределительными и по ним конкретно получают питание потребители и электроприемники. Поэтому, прежде всего, от них зависит надежность работы промышленных компаний. Во-2-х, режим заземления нейтралей трансформаторов в электрических сетях оказывает влияние на:

— цена электрической сети;

— надежность работы и аварийность электрического оборудования;

— безопасность человека и животных, находящихся поблизости полосы;

— принципы выполнения релейной защиты;

— принципы и способы определения места повреждения (пробоя изоляции).

В мировой практике нет одного представления об хорошей области использования того либо другого метода заземления нейтралей. Так, в странах Западной Европы и в Стране восходящего солнца заземление нейтралей через дугогасящий ректор применяется в сетях до 220 кВ, а в США имеются распределительные сети 10 – 15 кВ с действенным заземлением нейтрали. В США, Канаде, Австралии, Англии глухое заземление нейтрали применяется в сетях напряжением 4-25 кВ [Гужов]. Во Франции обширно применяются сети с нейтралью, заземленной через активное сопротивление. но рассматривается переход к нейтрали, заземленной через дугогасящий ректор. Главные трудности выбора метода заземления нейтрали связаны с решением вопросов бесперебойного электроснабжения, понижения дуговых перенапряжений и сотворения действенных средств релейной защиты и устройств определения места повреждения при замыканиях на землю. В комплексе эти трудности на сегодня не преодолены. При всем этом любой из перечисленных методов заземления нейтрали имеет свои недочеты и свою область использования

Режимы работы нейтралей в электрических сетях

Создание, преобразование, транспортировка, рассредотачивание и потребление электроэнергии осуществляется по симметричной трехфазной системе проводов. Симметричность системы достигается равенством фазных и линейных напряжений, равномерной загрузкой всех фаз по току, одинаковым сдвигом фаз напряжений и токов.

Но, в процессе использования неминуемы нарушения симметрии трехфазной системы, которые могут быть вызваны: обрывом провода, пробоем изоляции, перекрытием на посторонние предметы, непереключением фаз коммутационных аппаратов и пр.

В любом случае, несимметрия ведет к возникновению токов оборотной и нулевой последовательности, также апериодической составляющей токов, которые могут быть небезопасны для сохранности оборудования. Потому несимметрия должна быть устранена как можно резвее. На быстродействие релейной защиты при неполнофазных режимах существенное воздействие имеет режим работы нейтрали сети.

Различают несколько режимов работы нейтрали: изолированная, глухозаземленная и отлично заземленная. У каждого режима есть свои плюсы и недочеты. В сетях напряжением до 35 кВ включительно используют изолированную нейтраль. Это значит, что средняя точка обмоток ВН трансформатора не соединена с землей.

Однофазовое замыкание при таковой системе электроснабжения на землю, не приводит к аварийному отключению покоробленной полосы, так как ток замыкания на землю достаточно незначителен, его величина обоснована только емкостью 2-ух неповрежденных фаз относительно земли. Ток однофазового замыкания на землю, в сетях до 35 кВ не способен поддерживать горение дуги.

При железном замыкании одной фазы («полная земля»), напряжение на 2-ух других увеличивается до линейного, но электроснабжение потребителей сохраняется по двум оставшимся фазам. Для сохранности трансформаторов при таких режимах работы, изоляцию его нейтрали делают на класс напряжения соответственный изоляции линейных вводов.

При значимых емкостных токах линий до 35 кВ, используют дугогасящие катушки, подключаемые к нейтрали трансформаторов. Гашение дуги обеспечивается индуктивностью катушки, которая компенсирует емкостный ток замыкания на землю.

Системой электроснабжения с отлично заземленной нейтралью считается сеть, в какой заземлена часть нейтральных обмоток силовых трансформаторов. Однофазовое куцее замыкание, в таких сетях, приводит к отключению покоробленного участка.

Ток недлинного замыкания проходит от места повреждения до ближайших заземленных нейтралей трансформаторов по земле, распределяясь в согласовании с сопротивлением петли фаза – ноль. К трансформаторам, нейтрали которого не заземлены, ток недлинного замыкания (в предстоящем — КЗ) не протекает.

Беря во внимание тот факт, что на все виды повреждений в электрических сетях, 80 % повреждений приходится на однофазовые КЗ, и тот факт, что близкие однофазовые КЗ. имеют значимые величины токов, их воздействие стараются ограничить.

Для этого часть нейтралей в сети оставляют незаземленной, увеличивая тем сопротивление петли замыкания и, ограничивая однофазовые токи КЗ. Общий баланс заземленных и незаземленных нейтралей рассчитывается исходя из критерий селективной работы устройств РЗА и ограничения токов КЗ.

Не считая того, принципиальным условием при выборе точек заземления, является условие ограничения перенапряжения на нейтральных обмотках при несимметричных повреждениях. На силовом оборудовании класс изоляции нейтралей обычно, принимают на один класс напряжения ниже номинального напряжения обмоток ВН. Такая практика позволяет сберечь на изоляции и габаритах оборудования, что дает высочайший экономический эффект.

Но с другой стороны, сниженный уровень изоляции нейтрали ведет к необходимости использования оборудования, которое бы ограничивало перенапряжения и токи в нулевом выводе. В качестве защиты от краткосрочных перенапряжений могут применяться ограничители перенапряжений, для ограничения токов используются токоограничивающие реакторы и конденсаторы.

В режиме глухого заземления работают сети с бытовым потребителем. При таком режиме работы нейтрали средняя точка обмоток НН трансформатора присоединяется к заземляющему контуру. В распределительных щитках жилых домов, корпус щитков также присоединяется к заземляющему контуру.

Так, в каждую квартиру либо дом “заходит” два провода: фазный и нулевой – обеспечивая тем потребителя напряжением 220 В. При повреждении изоляции фазного провода, и прикосновении его к заземленным конструкциям, происходит незамедлительное отключение покоробленного участка сети. Бетонные стенки и полы в многоквартирных домах, также имеют потенциал земли.

Ток КЗ имеет достаточные значения для срабатывания защитной коммутационной аппаратуры. В ближайшее время, для увеличения уровня электробезопасности, кроме рабочего нуля, в жилые помещения заводят и проводник защитное заземление, которое подключается к корпусам электроприборов. Провод защитного заземления в щитке также присоединяется к заземленным конструкциям.

Необходимо подчеркнуть, что автотрансформаторы любого класса напряжения всегда работают с глухозаземленной нейтралью. Изоляция обмоток СН автотрансформатора выполнена, исходя из значения типовой мощности, которая меньше номинальной, а означает и уровень изоляции сниженный. В этом, фактически говоря, и состоит финансовая выгодность автотрансформатора перед трансформатором.

При неполнофазных коммутациях автотрансформаторов, в электромагнитной системе появляются небезопасные перенапряжения, которые могут быть ограничены глухим заземлением нулевого вывода.

Исходя из всего вышесказанного, можно прийти к выводу, что режим работы нейтрали оказывает существенное воздействие на надежность электроснабжения и режим работы энергосистемы в целом.

© Forum220.ru | 2009 — 2015 | Электроснабжение Размещение данных материалов на других веб-ресурсах может быть только при наличии оборотной гиперссылки на веб-сайт Forum220.ru