Заземяващи системи за електрически мрежи до и над 1000 V

Има няколко варианта за работа на електрическите мрежи, в зависимост от тяхната система за заземяване. Нека накратко да характеризираме съществуващите заземителни системи за електрически мрежи с клас на напрежение до и над 1000 V.

Мрежи с клас на напрежение до 1000 V

TN-C система

В електрическата мрежа на тази конфигурация неутралният извод на захранващия трансформатор е здраво заземен, тоест той е електрически свързан към земния контур на трансформаторната подстанция. По цялата дължина от подстанцията до консуматора нулевият и защитният проводник са обединени в едно общо — т.нар. PEN проводник.

Тази мрежа осигурява «Неутрализиране» на електрически уреди — свързване на нулевия и защитния проводник към комбинирания проводник PEN. Тази мрежа е остаряла и се прилага само в промишлеността и уличното осветление.

Нулирането на електрически уреди в ежедневието е забранено поради опасността от възникване на опасен потенциал върху нулираните сгради, поради което такава мрежа в стари сгради се експлоатира изключително като двупроводна — използват се само нулеви и фазови проводници.

TN-C-S система

Тази мрежа се различава от предишната по това, че комбинираният PEN проводник е разделен в определена точка, като правило, след влизане в сградата — на неутрален проводник N и защитен заземяващ проводник PE.

Конфигурационната мрежа TN-C-S е най-разпространената в наше време. Тази мрежа е една от препоръчаните системи според PUE и може да се внедри в нови съоръжения.

Заземителна система TN-C:

1 — заземяващ проводник на нулата (средна точка) на захранването, 2 — открити проводящи части, N — неутрален работен проводник — неутрален работен (неутрален) проводник, PE — защитен проводник — защитен проводник (заземяващ проводник, нулев защитен проводник, защитен проводник на системата за еквипотенциално свързване), PEN — комбинирани нулеви защитни и нулеви работни проводници — комбинирани нулеви защитни и нулеви работни проводници.

TN-S система

Конфигурацията на тази електрическа мрежа се различава от предишните по това, че предвижда отделянето на комбинирания проводник на захранващата подстанция, по цялата дължина на линията, неутралният и заземяващият проводник са разделени.

Тази система се използва при изграждането на нови съоръжения и е най -предпочитаната от всички налични. Но поради по-високата цена на внедряване (необходимостта от поставяне на отделен защитен проводник), често се предпочита конфигурационната мрежа TN-C-S.

TN-S система за заземяване:

Заземяваща система TN-C-S:

TT система

В такъв случай силов трансформатор неутрален също има твърдо заземяване, но окабеляването на крайния потребител е заземено от отделен заземяващ контур, който не е електрически свързан към заземената неутрала на трансформатора.

Тази система за заземяване се препоръчва за използване в случай на незадоволително състояние на електрическите мрежи, при които работата на предоставеното заземяване може да бъде опасна.

По принцип това са мрежи TN-C, в които заземяването не е осигурено по принцип, както и мрежи TN-CS, които не отговарят на изискванията на PUE по отношение на механичната якост на комбинирания проводник, както и наличието на многократното му заземяване.

TT система за заземяване:

1 — заземяващ проводник на нулата (средната точка) на захранването, 2 — открити проводящи части, 3 — заземител на открити проводящи части, N — неутрален работен проводник — неутрален работен (нулев) проводник, PE — защитен проводник — защитен проводник (заземяващ проводник, нулев защитен проводник, защитен проводник на системата за еквипотенциално свързване).

информационна система

Неутралите на силовите трансформатори в мрежата на тази конфигурация не са заземени, тоест те са изолирани от заземяващата верига на подстанцията. Защитният заземяващ проводник може да бъде свързан към заземителния контур на подстанцията или директно при потребителя към съществуващия заземителен контур.

ИТ система за заземяване:

1 — заземяващо съпротивление на нулата на захранването (ако има такова), 2 — заземяващ проводник, 3 — открити проводящи части, 4 — заземяващо устройство, PE — защитен проводник — защитен проводник (заземяващ проводник, нулев защитен проводник, защитен проводник на системата за еквипотенциално свързване).

Тази система за заземяване се използва за захранване на съоръжения, които имат специални изисквания за безопасност и надеждност. Това са помещенията на електрически инсталации на електроцентрали, подстанции, опасни индустрии, по -специално минната промишленост, взривни помещения и др.

Мрежи с клас на напрежение над 1000 V

Електрическите инсталации и мрежи от клас напрежение 6, 10 и 35 kV работят в повечето случаи в изолиран неутрален режим… Поради липсата на неутрално заземяване, късо съединение на една от фазите към земята не е късо съединение и не се деактивира от защитата.

В случай на късо съединение в мрежата на тази конфигурация, нейната краткосрочна работа е разрешена, като правило, за времето за намиране на повредения участък и отделянето му от мрежата. Тоест, при наличие на късо съединение в мрежата с изолирана неутрала, потребителите не губят захранване, но продължават да работят в същия режим, с изключение на повредената зона, в която е режим на непълна фаза наблюдавано — прекъсване в една от фазите.

Опасността за тази мрежа се крие във факта, че в случай на еднофазно късо съединение, токовете се разпространяват към земята от мястото, където проводникът пада с 8 м в открито пространство и 4 м в помещения. Човек, който попада в обхвата на разпространение на тези течения, ще бъде фатално шокиран.

Неутралната мрежа от 6 и 10 kV може да бъде заземена специални компенсиращи реактори и намотки за потискане на дъгата, за да компенсират токовете на земната повреда. Тази система от заземяващи мрежи се използва при наличие на големи токове на земна повреда, които могат да бъдат опасни за електрическото оборудване на тези мрежи. Такава система за заземяване за електрически мрежи се нарича резонансни или компенсирани.

Електрическите мрежи с клас на напрежение 110 и 150 kV имат ефективна система за заземяване. С тази система за заземяване повечето силови трансформатори в електрическата мрежа имат твърдо неутрално заземяванеи някои трансформатори имат неутрално заземен чрез разрядници или ограничители на пренапрежение… Селективното заземяване на неутралите намалява токове на късо съединение в електрическите мрежи.

В резултат на изчисления се избира на кои подстанции неутралите на трансформаторите да бъдат заземени, за да се осигури най -ефективната работа на електрическата мрежа. Заземяването на неутралите през разрядници или ограничители на пренапрежение се извършва с цел защита на намотката на силовите трансформатори от възможно пренапрежение.

Мрежите с клас на напрежение 220-750 kV работят в твърдо заземен неутрален режим, тоест в такива мрежи всички изходи на неутралните намотки на силови трансформатори и автотрансформатори са електрически свързани към контур за заземяване на подстанция.