Эффективно заземленной нейтралью: Чем называют эффективно заземленную нейтраль?

Эффективно-заземлённая нейтраль | Электротехнический журнал

Главная » Библиотека » Энциклопедия

Эффективно-заземлённая нейтраль (трех-фазной электроустановки) — нейтраль трёхфазной электрической сети выше 1000В (1 кВ и выше), коэффициент замыкания на землю в которой не более К_зам = 1,4.

Термин «глухозаземлённая нейтраль» в сетях выше 1000В в данный момент не применяется. Электроустановки, в которых нейтраль соединяется с заземляющим устройством непосредственно, также относятся к электроустановкам с эффективно-заземлённой нейтралью.

Коэффициент замыкания на землю в трехфазной электрической сети — это 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.

Иначе говоря при замыкании фазы в сети с изолированной нейтралью напряжение между землёй и неповреждёнными фазами возрастает до линейного — примерно в 1,73 раза; в сети с эффективно заземлённой нейтралью напряжение на неповреждённых фазах относительно земли возрастёт не более чем в 1,4 раза. Это особенно важно для сетей высокого напряжения, что уменьшает количество изоляции при изготовлении сетей и аппаратов, удешевляя их производство. Согласно рекомендации МЭК к сетям с эффективно-заземлённой нейтралью относят сети высокого и сверхвысокого напряжения, нейтрали которых соединены с землёй непосредственно или через небольшое активное сопротивление. В СССР и России сети с эффективно-заземлённой нейтралью — это сети напряжением 110 кВ и выше.

Содержание

• Возникновение больших токов короткого замыкания (ТКЗ) через заземлённые нейтрали трансформаторов при замыкании одной фазы на землю, что должно быть быстро устранено отключением от устройств релейной защиты. Большинство коротких замыканий на землю в сетях 110 кВ и выше относятся к самоустранимым и электроснабжение обычно восстанавливается АПВ.
• Удорожание сооружения контура заземления, способного отводить большие токи к.з.
• Значительный ток однофазного к.з., при большом количестве заземлённых нейтралей трансформаторов может превышать значение трёхфазного тока к. з. Для устранения этого вводят режим частично разземлённых нейтралей трансформаторов (часть трансформаторов 110-220 кВ работают с изолированной нейтралью: нулевые выводы трансформаторов присоединяются через разъединители, которые находятся в отключённом состоянии). Ещё одним из способов ограничения тока к.з. на землю-это заземление нейтралей трансформаторов через активные токоограничивающие сопротивления.

Особенности выполнения эффективно заземлённой нейтрали

Согласно ПТЭЭП максимально допустимая величина сопротивления заземляющего устройства для сетей с эффективно заземлённой нейтралью (для электроустановок выше 1000 В и с большим током замыкания на землю — свыше 500 А — каждого объекта) составляет 0,5 Ом с учётом естественного заземления (при сопротивлении искусственного заземляющего устройства — не более 1 Ом). Это вызвано необходимостью пропускания значительных токов при к.з. на землю, высоким и сверхвысоким напряжением сети, требованием ограничения напряжения между землёй и неповреждёнными фазами, а также возможностью появления при авариях высоких напряжений прикосновения, шаговых напряжений и опасных «выносов потенциалов» за территорию подстанции. Необходимость равномерности распределения потенциалов внутри подстанции и исключения появления шаговых напряжений на значительном удалении от подстанции исключается т.н. устройством выравнивания потенциалов, которое является составной частью заземляющего устройства для эффективно заземлённых нейтралей. Особые требования для заземляющих устройств с эффективно заземлёнными нейтралями создаёт значительные трудности для их расчёта и сооружения, делает их материалоёмкими, особенно для грунтов с высоким удельным сопротивлением (каменистые, скальные, песчаные грунты) и стеснёнными условиями сооружения.

Смотри также

• Глухозаземлённая нейтраль
• Изолированная нейтраль
• Режимы работы нейтрали

Примечания

1. ПУЭ — правила устройства электроустановок, издание 6-е и 7-е.
2. ПТЭЭП — правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.

Рейтинг

( Пока оценок нет )

Комментарии⁰ Поделиться:

Загрузка . ..

Сети с эффективным заземлением нейтрали

Подробности

Категория: Подстанции

• подстанции
• нейтраль
• сети
• среднее напряжение
• режимы работы

Содержание материала

• Режимы нейтрали электрических сетей
• Напряжения и токи при однофазном замыкании на землю
• Установившееся однофазное замыкание на землю
• Переходные процессы при замыкании на землю
• Перемежающееся дуговое замыкание на землю
• Преимущества и недостатки работы некомпенсированной сети с изолированной нейтралью
• Сеть с заземлением нейтрали через высокоомное активное сопротивление
• Компенсированная сеть
• Нормальный режим работы компенсированной сети, преимущества
• Сети с эффективным заземлением нейтрали
• Сопротивления трех последовательностей элементов сети
• Феррорезонансные процессы в электрических сетях при замыкании фазы на землю
• Феррорезонансные процессы в сети, возникающие при ее исправном состоянии
• Нагруженный ФНПП при учете потерь в его обмотках и магнитопроводах
• Мероприятия по ограничению феррорезонансных процессов в сети
• Феррорезонансные процессы в сетях, нормально работающих с глухозаземленной нейтралью
• Способы выполнения заземления нейтрали некомпенсированных сетей
• Эффективное заземление нейтрали электрических сетей
• Автоматическое замыкание на землю поврежденной фазы
• Развитие принципов выполнения дугогасящих аппаратов
• Конструкции дугогасящих реакторов
• ДГР с переключением ответвлений обмотки под напряжением
• Преимущества и недостатки ДГР различных типов
• Принципы автоматической настройки компенсации емкостного тока основной частоты
• АНК по фазовым характеристикам сети
• Компенсация активной и гармонических составляющих тока замыкания на землю
• Преимущества и недостатки основных принципов и устройств компенсации тока замыкания на землю
• Ограничение напряжения нейтрали в компенсированной сети
• Влияние режимов нейтрали на технико-экономические показатели электрической сети
• Режим нейтрали и надежность электроснабжения потребителей
• Влияние режимов нейтрали на условия безопасности в электрических сетях
• Влияние режимов нейтрали на выполнение устройств селективной защиты от замыканий на землю
• Выбор режимов нейтрали в сетях
• Список литературы

Страница 10 из 34

глава V
СЕТИ С ЭФФЕКТИВНЫМ ЗАЗЕМЛЕНИЕМ НЕЙТРАЛИ
Основные данные
Рассмотрим основные особенности работы сетей при эффективном заземлении нейтрали. Требуемое при таком заземлении ограничение напряжений на неповрежденных фазах до 0,8 номинального междуфазного напряжения сети или приблизительно 1,4 номинального фазного позволяет применять так называемые 80 %-ные грозозащитные разрядники, и, соответственно, существенно уменьшить стоимость изоляции сети.

Учитывая возможность повышения рабочего напряжения сети на 5 % номинального при выполнении условия эффективного заземления нейтрали [8], следует считать, что допустимое напряжение неповрежденной фазы при однофазном замыкании, отнесенное к ее рабочему фазному напряжению, не должно превышать

Заметим, что при допущении более высокого напряжения на фазах заземление нейтрали должно считаться неэффективным, так как пришлось бы применить 115 %-ные разрядники.
Частный случай эффективного заземления нейтрали — глухое заземление. При эффективном (глухом) заземлении нейтрали замыкание фазы на землю является, по существу, однофазным к. з. Тяжелым аварийным режимом является также двух- или трехфазное к. з. на землю. Однако при таких к. з. напряжения на неповрежденных фазах, а также токи к. з. оказываются меньшими, чем при однофазных замыканиях на землю. Поэтому двух- и трехфазные к. з. на землю нами не рассматриваются.
Обычно в электрических сетях с эффективно заземленной нейтралью для ограничения тока однофазного к. з. заземляют нейтрали не всех, а лишь части силовых трансформаторов. Для той же цепи в некоторых случаях нейтрали трансформаторов заземляют через дополнительное активное или индуктивное сопротивление (подробнее см. параграф 2 гл. VIII).

Рис. 22. Упрощенная схема сети с эффективным заземлением нейтрали при однофазном замыкании на землю.
При эффективном заземлении нейтрали поперечная проводимость сети Z0 (см. рис. 4) весьма незначительно влияет на процессы замыкания на землю. Поэтому можно с достаточной точностью принять Z0=∞. Учитывая основные уравнения (1.3) — (1.8) и схемы замещения, приведенные на рис. 5, можно написать следующие выражения:

Следует подчеркнуть, что в последних выражениях Z0 представляет собой комплексное сопротивление нулевой последовательности сети за вычетом утроенного заземляющего сопротивления 3Z или, что то же, сопротивление нулевой последовательности сети при глухом заземлении ее нейтрали.
Схема сети с эффективно заземленной нейтралью представлена на рис. 22. Соответствующие схемы замещения трех последовательностей не отличаются от рассмотренных на рис. 5, б. На рис. 23 построены векторные диаграммы токов и напряжений фаз относительно земли, возникающих в месте повреждения при заземлении нейтрали через резистор (Z= R) и при металлическом однофазном замыкании на землю (R = 0).

Ряс. 23. Векторные диаграммы токов и напряжений в месте замыкания на землю в сети с эффективным заземлением нейтрали (R = 0; Zн=Rн=1; x0= 2):
а— ток поврежденной фазы и его симметричные составляющие; б — ЭДС эквивалентного генератора в поврежденной фазе и ее составляющие; в — симметричные составляющие напряжений трех фаз: г — построение результирующих напряжений
трех фаз.
При построении этих диаграмм мы пренебрегли токами нагрузки сети и приняли, что сопротивления прямой и обратной последовательностей сети, а также ее сопротивление нулевой последовательности за вычетом Rн
ЯВЛЯЮТСЯ ЧИСТО индуктивными (Z1=Z2=jХ1, Z0 = jx0). Отношения абсолютных значений сопротивлений Rн, х2, х0 к абсолютному значению х1 приняты следующими: Rн/x1=1;
х2/х1=1; х20/x1=2.
На рис. 23, а представлены векторные диаграммы тока поврежденной фазы Iа и его симметричных составляющих.

Как показано в гл. I, составляющие IA1, IA2, IA0 равны между собой независимо от режима нейтрали сети. На рис. 23, б изображены создаваемые этими составляющими одноименные падения напряжения в индуктивных сопротивлениях фазы А сети, а также падение напряжения в сопротивлении резистора, вызываемое током нулевой последовательности. Согласно выражению (1.3) сумма перечисленных падений напряжения равна ЭДС эквивалентного генератора Eф = ЕА. Как видно из диаграммы, напряжение прямой последовательности поврежденной фазы UΑ1 определяется как разность EА— jx1IA1, а напряжения обратной и нулевой последовательностей — как падения напряжений от одноименных токов в сопротивлениях jx2 и jx0, взятые с обратным знаком. На рис. 23, в отдельно показаны составляющие напряжений трех последовательностей фаз А, В, С, а на рис.

23, г приведено геометрическое построение, в результате которого получены напряжения трех фаз UА, UВ, Uв (напряжение UА=0). Как видно из этой диаграммы, модуль напряжения неповрежденной фазы Uс превышает модуль напряжения другой неповрежденной фазы Uв.
Следует заметить, что по мере удаления от места замыкания на землю к источнику ЭДС (см. рис. 22) напряжения Uв, Uс уменьшаются, а напряжение Uа возрастает. На зажимах источника А, В, С (при его внутренних сопротивлениях, равных нулю) составляющие прямой последовательности этих напряжений относительно нейтрали равны симметричным ЭДС Еа, Ев, Ес как при нормальном режиме работы, а составляющие обратной последовательности равны нулю.
К основным показателям сети с эффективным заземлением нейтрали относятся возникающие при замыкании фазы на землю в заданной точке напряжения рабочей частоты на неповрежденных фазах и на нейтрали, а также отношение тока однофазного к. з. на землю к току симметричного трехфазного к. з. в той же точке т.
Для расчета этих показателей необходимо предварительно определить возможные соотношения между продольными сопротивлениями прямой, обратной и нулевой последовательностей основных элементов сети и ее результирующими сопротивлениями.

• Назад
• Вперёд

• Назад
• Вперёд

• Вы здесь:  
• Главная
• Архив
• Подстанции
• Слесарь-электромонтажник

Еще по теме:

• Коммунальные предприятия против «выскочек края сети»
• Решение режимных задач электрических сетей 6—35 кВ на ЭВМ
• Мероприятия по повышению пропускной способности городской сети
• Эксплуатация городской сети
• Защита сельских сетей от кз

Заземление нейтрали, что это такое?

Перейти к содержимому

Для защиты оборудования и людей от повреждений изоляции существует система защиты, называемая «система заземления нейтрали». Эта система позволяет создать путь, по которому будет протекать неисправность, срабатывая на своем пути защитное устройство. Это называется «петлей замыкания на землю».

Когда возникает неисправность, она выбирает кратчайший и наиболее проводящий путь. Поэтому, если в распределительной сети возникает неисправность, она может легко распространиться на пользователя и наоборот. Благодаря системе заземления неисправность стекает в землю там, где ее спланировала энергетическая компания.

Несколько режимов нейтрали

Режимы нейтрали отличаются друг от друга способом соединения нейтрали, земли и токопроводящих частей. В исправной системе токопроводящая часть электрооборудования не находится под напряжением, но может стать таковым и представлять опасность для людей.

Есть три нейтральные системы: Сосредоточьтесь на каждой из них …

Первая буква описывает соединение на стороне источника распределения, а вторая — на стороне пользователя.

T : подключен к земле

N : подключен к нейтрали

I : изолирован от земли

Система TT: Нейтраль подключена к земле, а также к токопроводящим частям источника распределения и пользователя. .

Система TN : Нейтраль подключается к земле, а проводящие части подключаются к нейтрали.

В системе такого типа можно выделить две разные конфигурации:

• Система TN-C: Нейтраль и земля объединены. Нейтраль обеспечивает функцию заземления, в этом случае она называется PEN (нейтральная электрическая защита).
• Система TN-S: Нейтраль и заземляющий провод разделены. Токопроводящие части подключаются к земле и к нейтрали в общей точке источника распределения.

IT-система: Нейтраль изолирована от земли или соединена с землей с помощью устройства, позволяющего предотвратить прерывание питания при первой неисправности, но отключить только при второй. Токопроводящие части со своей стороны заземлены.

А на воздушных линиях электропередач какая основная система заземления?

В соответствии с заявками пользователей одна система будет предпочтительнее другой.

Например, система TNS более эффективна, чем TT, поскольку нейтраль и защита разделены, что позволяет избежать слишком высокой чувствительности к значениям по умолчанию, но делает эту систему более дорогой.

Мы наблюдаем использование ИТ-системы для крупных потребителей или конкретных, таких как промышленность, больницы, потому что они не могут допустить прерывания при каждой неисправности. Эта система сложна в реализации и предполагает присутствие оператора на месте каждый час для управления системой и обеспечения отключения питания в случае необходимости.

Во всем мире система TT часто используется на воздушных линиях электропередач, потому что ее проще установить и она более доступна. Кроме того, эта система обеспечивает защиту людей.

 

Как нейтраль связана с землей?  

Поэтому необходимо заземлить нейтраль вдоль распределительной сети. В частности, нейтраль витой линии соединена с землей через полную систему заземления. Эта цепь должна гарантировать электрическую проводимость, механическую стойкость с течением времени и коррозионную стойкость, чтобы идеально выполнять свою роль протекания тока короткого замыкания и, следовательно, обеспечивать защиту людей и товаров.

MexCom2022-04-14T15:49:53+02:00 Ссылка для загрузки страницы Перейти к началу

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.

Сеть с глухозаземленным заземлением

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 сети

Мы 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.

Сеть с глухозаземленным заземлением и коротким замыканием на землю

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 сети

Другим решающим фактором для уровня ожидаемого тока короткого замыкания является сопротивление в месте повреждения, которое мы также традиционно обозначаем как:

Сопротивление короткого замыкания.

Таким образом, наш ток однофазного короткого замыкания на землю рассчитывается следующим образом:

Формула для однофазного короткого замыкания на землю в сетях с глухим заземлением

Положительный импеданс в сумме удваивается, поскольку положительный и отрицательный импеданс одинаковы. размер и Z2 был упрощен заменен.

Другие важные особенности

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 глухозаземленным заземлением

Однако, поскольку токи короткого замыкания в сети с глухозаземленным заземлением могут достигать нескольких 1000 ампер, контактное напряжение также выше, чем в сетях с изолированной нейтралью или с компенсацией замыкания на землю. С другой стороны, преимуществом является очень быстрое время выключения, которое эффективно снижает риск косвенного ущерба здоровью из-за более длительных токов короткого замыкания на землю.