Эффективно заземленной нейтралью: Чем называют эффективно заземленную нейтраль?

Эффективно заземленная нейтраль что это такое?

Передача электричества на большие расстояния осуществляется посредством сетей высокого напряжения. При этом каждая сеть дотирована собственными средствами защиты для обеспечения ее безопасной эксплуатации. Величина питающего напряжения определяет схему, по которой заземляется нейтраль. Согласно ПУЭ, в сетях, где напряжение не превышает значения в 0.4 кВ, используются глухозаземленные нейтрали, а для электросетей с напряжением в диапазоне 0.6 – 35 кB предусмотрено использование схем, в которых нейтраль изолириована. Для линий 110 – 1150 кB предусмотрена установка эффективно заземленных нейтралей – ЭЗН. Эти схемы позволяют предотвращать вероятность возникновения перенапряжения в случае возникновения КЗ одной фазы.

Определение схемы, устройство

Схема ЭЗH предназначена для использования в электросетях более 110кB. В случае замыкания одной фазы на землю такая схема представляется в виде однофазного короткого замыкания. Как правило, в местах с повреждением возникают токи большого напряжения. Благодаря срабатыванию защитной системы опасное напряжение отключается. Исходя из этого, эффективно заземленной нейтралью определяется нейтраль, имеющая заземление и включенная в схемы электросетей с подачей трехфазного напряжения, превышающего отметку в 1000B и коэффициент замыкания которого ≤ 1,4. При однофазном замыкании на землю, в фазах, где отсутствуют какие-либо повреждения, происходит увеличение напряжения на величину, которая не превышает значение 1.4.

Для расчетов используется следующая формула:

Если в высоковольтных электросетях используется такая схема заземления, в увеличении изоляции оборудования и самих сетей нет необходимости. К тому же, стоимость эксплуатации и обслуживания ЭЗH является ниже.

Нормативные требования

Согласно регламенту ПУЭ, максимальное значение сопротивления заземления в электросетях, в структуру которых включена эффективно изолированная нейтраль, не должно превышать 0. 5 Ом, а уровень сопротивления искусственных заземлителей – не менее 1.0 Ом. Данное правило действительно для электроустановок более 1000B с режимом токов КЗ равными или превышающими 500А.

Схемы глухо заземленной нейтрали и ЭЗH практически аналогичны друг другу. Действие обоих направлено на предупреждение дуговых перенапряжений – токи КЗ уменьшаются искусственным увеличением нулевых последовательностей. С этой целью на подстанциях производится заземление не всех нейтралей трансформаторов, а лишь части из них. Также могут быть применены резисторы.

Результатом таких решений является увеличение напряжения на целых проводниках. Одной из самых серьезных аварий считается короткое замыкание между фазами. В то же время, токи KЗ, как и напряжение, будут иметь меньшую величину, нежели в случае однофазных коротких замыканий. Ввиду этого для проведения расчетных действий используются большие значения, характерные именно для однофазного КЗ.

Главное предназначение эффективно заземленной нейтрали – применение в схемах высоковольтных электросетей с напряжением в 110кB и больше. Также использование данной схемы возможно в сетях, где напряжение не превышает 1000B: на объектах с полным отсутствием каких-либо электрических установок и их монтаж пока не предполагается, где существует риск возникновения пожара или же смонтировано оборудование, которое может выйти из строя или является взрывоопасным.

Иными словами, эффективно заземленная нейтраль используется в электросетях, где напряжение не превышает 1000B, при этом главным условием является отсутствие пожароопасных и взрывоопасных устройств и оборудования.

Наибольшая эффективность применения ЭЗH наблюдается в городских электросетях.

Специфика функционирования подобных электролиний заключается в возможности применения кабеля, рассчитанного на 6 кB, в электросетях, где напряжение составляет 10 кB, а коэффициент замыкания на землю не превышает значения одной единицы. Благодаря этому возможна передача большей мощности, коэффициент которой составляет 1.73, а периодической замены коммутаторов и электрического кабеля не требуется.

Какими достоинствами и недостатками обладает ЭЗH?

В процессе применения эффективно заземленной нейтрали в электросетях свыше 110 кB обеспечиваются следующие преимущества:

• При возникновении коротких замыканий, схемы эффективно заземленных нейтралей обеспечивают стабилизировать их потенциалы, препятствуя возникновению довольно устойчивой заземляющей дуги.
• В случае короткого замыкания изоляция кабеля и электроустройств подвержена меньшему напряжению. Благодаря этому возможно использование изоляционных материалов, которые имеют более малый запас прочности. Следовательно, обеспечивается и экономический эффект путем снижения финансовых затрат на эксплуатацию сетей.
• Возможность установки и использования селективных автоматических устройств защиты с коротким временем реагирования. Так, мгновенное срабатывание защиты предотвращает усугубление возникших неисправностей.

Все же, ЭЗH имеют и некоторые недостатки. Среди них указаны:

• Независимо от времени и интенсивности короткого замыкания, неисправный участок обесточивается полностью. Как правило, в дополнение к комплектации релейных систем электрозащиты идут и автоматические средства повторного включения напряжения. Если отключение электричества было произведено автоматически, возрастает риск нарушений в подаче напряжения бесперебойно. Это, в свою очередь, может негативно сказаться на подключенных к этой сети потребителях и продуктивности их деятельности. Учитывая все эти факты, наиболее ответственные потребители электроэнергии принимают решение об установке дополнительных устройств, обеспечивающих бесперебойную подачу напряжения.
• При коротких замыканиях возникают повышенные электромагнитные импульсы, которые отрицательно сказываются на работе и функциональности средств связи. Поэтому, как правило, необходима их дополнительная экранизация.
• Эксплуатация ЭЗH предполагает установку более сложных средств защиты с минимальным временем срабатывания в случае короткого замыкания.
• Если токи короткого замыкания существенно выше допустимых значений, генераторная установка выходит из режима синхронизации. Иными словами, при становлении КЗ генератор как-бы притормаживается.
• Токи высокого напряжения, которые возникают в следствие коротких замыканий, могут повредить кабель и его изоляцию. Также существует риск механического разрушения изоляционных устройств на самих линиях электропередачи, повреждений металлических компонентов статора в генераторе, если произойдет пробой изоляции на землю.
• При повышении шагового напряжения, которое возникает также в случае короткого замыкания на землю, существенно возрастает опасность для людей – их может ударить током.
• В случае обрыва нейтральных проводов и при отсутствующем дублирующем заземлении используемое на объекте электрооборудование остается практически без защиты.

Подводим итоги

Резюмируя все выше сказанное в статье, принцип функционирования электросетей с эффективно заземленными нейтралями можно описать следующим образом: при происхождении замыканий на землю, их большая часть сопровождается высоким током коротких замыканий, после чего происходит их самоустранение, как только отключается подача напряжения в сети. При повторном автоматическом включении напряжения в линии передачи электричества ее работа полностью восстанавливается.

В случае, если заземлена лишь часть трансформаторов, это приводит к уменьшению токов короткого замыкания. К примеру, если подстанция предполагает монтаж двух трансформаторных установок, лишь один их них будет подключен к устройству заземления.

Проверка электроустановки лицензированной электролабораторией.

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 …

Системы с изолированной и заземленной нейтралью на судах

B MANIKANDAN ETO 17 июля 2016 г.

Изолированная нейтраль система или система с изолированной нейтралью (INS)

Изолированная система

Изолированная система – это система, которая полностью электрически изолированный от земли (корпус корабля)

Причина использования изолированная система

Приоритетным требованием на борту судна является поддержание непрерывность электроснабжения оборудования в случае одиночного замыкания на землю возникает неисправность. В изолированной системе одно замыкание на землю не прерывает питание, но вызывает предупреждение на система обнаружения Земли. Это позволяет оператору найти и устранить неисправность.

Преимущества система с изолированной нейтралью

Предотвращает риск потери основных услуг, таких как рулевое управление шестерня

Одно замыкание на землю прерывает не подачу питания, а замыкание на землю. система обнаружения неисправностей выдаст предупреждение

Заземленная система

Заземленная система имеет один полюс или нейтраль, подключенную к земля

На борту судов основная система обычно изолирована для шины. бар напряжением 440 В

Когда напряжение превышает 1000 В, нейтраль генератор должен быть заземлен.

Заземление нейтрали

Как упоминалось ранее, для систем, имеющих более 1000 V, нейтраль будет заземлена.

К защитить систему от высокого тока короткого замыкания, обычно нейтраль заземление через резистор или трансформатор. В случае замыкания на землю это желательно, чтобы ток короткого замыкания не превышал полный ток нагрузки генератор.

Что такое замыкание на землю?

Замыкание на землю происходит из-за разрыва изоляции, что позволяет касание проводника корпуса или заземленного металлического корпуса.

Что такое обрыв цепи?

Обрыв цепи происходит из-за обрыва проводника, поэтому что ток не может течь.

Что такое короткое замыкание?

Это связано с двойным разрывом изоляции, позволяющим обоим проводники должны быть соединены так, чтобы проходил очень большой ток или происходило короткое замыкание имеет место. Ток замыкания зависит от полное сопротивление цепи в момент возникновения неисправности.

Каковы причины короткого схема?

Короткое замыкание может произойти из-за пробоя изоляции из-за перегрева или попадания влаги/воды.

Клеммные соединения ослабевают из-за вибрации или любого другие причины, при этом два кабеля соприкасаются.

Кабели, подверженные воздействию огня, механических повреждений, порезов и т.п., могут привести к коротким замыканиям.

Заземление электрооборудование

Для защиты от опасности поражения электрическим током и возможную пожароопасность, металлические ограждения и другие нетоковедущие металлические части оборудования должны быть заземлены. Это позволяет потенциалу во время замыкания на землю стать равным нулю и также обеспечивает путь с наименьшим сопротивлением для прохождения тока к земной шар. (корпус корабля).

ТРАНСФОРМАТОР БАЛАНСИРОВОЧНОГО ТОКА

Значение земли неисправности

Если происходит замыкание на землю (при условии, что система заземлена), будет эквивалентно короткому замыканию через корпус корабля. Результирующий большой ток немедленно перегорает предохранитель и питание оборудования прекращается. Если это произойдет с важным оборудованием, таким как рулевой механизм, корабль потеряет управление. Большой ток также может вызвать искрение. повреждения в месте неисправности.

Каковы причины замыканий на землю?

• Сырость
• Механическое повреждение
• Загрязнение грязью
• Повышение температуры
• Старение

Предотвращение земли неисправностей

• Для предотвращения попадание влаги и пыли
• Обеспечьте защиту от механических повреждений
• Кабельные вводы и уплотнения Exact должны использоваться на концах кабеля
• Испытания изоляции должны проводиться на регулярной основе
• Обслуживание оборудования строго в соответствии с PMS

Эффект одной земли неисправность

Одиночное замыкание на землю в изолированной распределительной сети системы, не приведет к срабатыванию какого-либо защитного снаряжения, и система будет продолжать нормально функционировать.

Одиночное замыкание на землю не обеспечивает замкнуть цепь, чтобы не было тока замыкания на землю.

Эффект двух земных неисправности

Если замыкание на землю происходит в точке B на другой линии, неисправности будут эквивалентны короткому замыканию через корпус судна и вызовут защитные приспособления для работы

Следовательно, изолированная система более эффективна, чем система заземлена, потому что для изолированной системы требуется два заземления. неисправности на двух разных линиях, вызывающие отключение оборудования.

Замыкание на землю индикаторы

Правила требуют, чтобы индикаторы замыкания на землю были установлены к MSB для индикации наличия замыкания на землю на каждой изолированной секции распределительной системы. от замыканий на землю Индикаторы могут быть набором ламп или омметром, откалиброванным в кОм, чтобы показать значение сопротивления изоляции системы относительно земли.

Индикатор замыкания на землю с использованием ламп

Если система исправна (нет замыканий на землю), то лампы будет светиться с одинаковым блеском. Если замыкание на землю на одной линии, лампа, подключенная к этой линии, тусклая или погаснет, а остальные лампы загорятся ярче.

Недостатком этой системы является то, что она не очень чувствителен для индикации наличия неисправностей с высоким сопротивлением/импедансом.

Индикатор замыкания на землю с помощью омметра

Эта система может включать в себя переключатель, который подает аварийный сигнал, когда сопротивление изоляции падает до установленного значения. В цепь подается небольшое постоянное напряжение. распределительная система. Результирующий ток показывает сопротивление изоляции. максимальный ток контроля замыкания на землю 250 мкА.

Альтернативное расположение кОмметра

Места общего пользования замыкания на землю на судне

• Светильники на открытой палубе.
• В прачечной стиральные машины залиты водой
• В камбузе, печах, конфорках и т. д.
• Капание воды на электрическое оборудование.
• Конденсат влаги в клеммной коробке двигателя.
• Перегрев двигателей, приводящий к плавлению лака на обмотки.
• Грязный электрический аппарат с отслеживанием поверхности (утечка текущий)
• Ослабление стопорных гаек клемм из-за вибрации и т. д., что приводит к прикосновению кабеля к телу.
• Из-за старения изоляция может треснуть из-за хрупкости, что может привести к замыканиям на землю.

Обработка земли замыкания

• Замыкания на землю должны быть устранены при обнаружении.
• Поврежденная изоляция проводника должна быть отремонтирована или заменена.
• Сырость или влагу следует удалять осторожно и постепенно. отопление с помощью ламп.
• Машины следует содержать в чистоте от грязи и пыли.

Измеритель изоляции с 3 режимами

• Мониторинг
• Диагностика.
• Тест.

Что такое разница между мониторингом и поиском неисправностей?

Применение трех режимов измерителя изоляции:

Мониторинг: для проверки исправности изоляции двигателей, кабелей и т. д. путем измерения значений IR.

Диагностика: Измеритель изоляции/мегомметр можно также использовать для проверить целостность кабелей, обмоток двигателя и т. д. найти неисправность O/C.

Тест: для проверки исправности счетчика изоляции. Здесь 1000 В или 500 В доступны или нет. Иногда батарея/ячейка может быть разряжена цифровой счетчик.

Что такое нейтрал Заземляющий резистор (NER)?

Резисторы заземления нейтрали обычно используются для обработки токи неисправности. NER также называют резисторами заземления нейтрали. НЭР используется в системе распределения переменного тока для ограничения переходных перенапряжений, которые через нейтральную точку генератора до безопасного уровня во время неисправности.

Как правило, NER подключается между нейтралью генератора и землей. NER ограничивают токи короткого замыкания до значения, которое предотвращает повреждение оборудования, до сих пор допускайте адекватный поток тока короткого замыкания для срабатывания защиты устройства.

NER должны выдерживать огромное количество энергии в течение всего времени действия неисправности в соответствии со стандартами IEEE32. Поэтому выбор НЭР очень важен для обеспечения безопасности оборудования и персонала и бесперебойность электроснабжения.

Заземление нейтрали резистор из чего?

НЭР изготовлен из нержавеющей стали. Потому что

• Меньше коррозии
• Высокотемпературное исполнение
• Экономические причины

Технические характеристики Резистор заземления нейтрали

Повышение температуры:  

предельно кратковременный подъем температуры для резистивная составляющая 760°C согласно IEEE32

Номинальное напряжение:  

напряжение между фазой и нейтралью | единица Напряжение деленное от root3

Номинальный ток:  

Начальный ток, который будет протекать через НЭР в холодное время. Как правило, значение тока при полной нагрузке такое же, как и при номинальном токе. Текущий.

Рейтинг времени:  

Это продолжительность времени, в течение которого NER должен быть выдерживают номинальное напряжение.

Кратковременный рейтинг:  

Как правило, это 10, 30 или 60 секунд. в зависимости от конструктивных параметров системы защиты. IS-3043 рекомендует 30 сек. рейтинг.

Непрерывная оценка:  

Обычно это 10 % от тока полной нагрузки. для здоровой системы NER должен быть рассчитан на непрерывную оценку от 5 % до 10 % от полный ток нагрузки.

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 надежно 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 замыкания.

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

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

Положительное полное сопротивление в сумме удваивается, поскольку положительное и отрицательное полное сопротивление одинаковы. размер и Z2 был упрощен заменен.

Прочие 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.