Режими на работа на неутралите на трансформаторите на захранващата система

Трансформаторите имат неутрали, чийто режим на работа или методът на работно заземяване се дължат на:

• изисквания за безопасност и защита на труда на персонала,

• допустими токове на земна повреда,

• пренапрежения, произтичащи от повреди на земята, както и работното напрежение на непокътнатите фази на електрическата инсталация спрямо земята, които определят нивото на изолация на електрическите устройства,

• необходимостта от осигуряване на надеждна работа на релето за заземяване,

• възможността за използване на най -простите схеми на електрическите мрежи.

При еднофазна земна повреда се нарушава симетрията на електрическата система: фазовите напрежения спрямо промяната на земята се появяват токове на земна повреда, възникват пренапрежения в мрежите. Степента на промяна на симетрията зависи от неутрален режим.

Неутралният режим оказва значително влияние върху режимите на работа на електрическите приемници, схемите на захранващата система, параметрите на избраното оборудване.

Мрежово неутрално Представлява набор от взаимосвързани неутрални точки и проводници, които могат да бъдат изолирани от мрежата или свързани към земята чрез ниско или високо съпротивление.

Използват се следните неутрални режими:

• глухо заземен неутрален,

• изолиран неутрален,

• ефективно заземен неутрален.

Изборът на неутрален режим в електрическите мрежи се определя от непрекъснатото захранване на потребителите, надеждност на работата, безопасност на обслужващия персонал и ефективност на електрическите инсталации.

Неутрали на трансформатори трифазни електрически инсталации, към намотките на които са свързани електрически мрежи, могат да бъдат заземени директно чрез индуктивно или активно съпротивление или изолирани от земята.

Ако неутралата на намотката на трансформатора е свързана към заземяващото устройство директно или чрез ниско съпротивление, тогава тази неутрала се нарича глухо заземен, и мрежите, свързани към него, съответно, — мрежи със заземен неутрал.

Извиква се неутрал, който не е свързан към заземяващо устройство изолиран неутрален.

Мрежи, неутралната от които е свързана към заземяващото устройство чрез реактор (индуктивно съпротивление), което компенсира капацитивния ток на мрежата, се наричат ​​мрежи с резонансно обосновани или компенсиран неутрален.

Мрежи, чиято неутрала е заземена чрез резистор (съпротивление), се нарича мрежа с резистивно заземен неутрален.

Електрическа мрежа с напрежение по-високо от 1 kV, при което коефициентът на земна повреда не надвишава 1,4 (коефициентът на земната повреда е съотношението на потенциалната разлика между неповредената фаза и земята в точката на земна повреда на друг или две други фази към потенциалната разлика между фазата и земята в този момент преди затваряне) се нарича мрежа с ефективно заземен неутрален.

Електрическите инсталации, в зависимост от мерките за електрическа безопасност, са разделени на 4 групи:

• електрически инсталации с напрежения над 1 kV в мрежи с ефективно заземена неутрала (с високи токове на повреда на земята),

• електрически инсталации с напрежение над 1 kV в мрежи с изолирана неутрала (с ниски токове на заземяване),

• електрически инсталации с напрежение до 1 kV със заземена неутрала,

• електрически инсталации с напрежение до 1 kV с изолирана неутрала.

Неутрални режими на трифазни системи

Напрежение, kV Неутрален режим Забележка 0,23 Глухи заземени неутрални Изисквания за безопасност. Всички електрически корпуси са заземени 0,4 0,69 Изолиран неутрален За да се подобри надеждността на захранването 3,3 6 10 20 35 110 Ефективно заземен неутрален За да се намали напрежението на отворените фази спрямо земята, когато една фаза е късо съединена със земята и да се намали номиналното напрежение на изолацията 220 330 500 750 1150

Системи с глухо заземен неутрален са системи с висок ток на повреда на земята. В случай на късо съединение, късото съединение се изключва автоматично. В 0,23 kV и 0,4 kV системи това изключване е продиктувано от изискванията за безопасност. Всички рамки на оборудването са заземени едновременно.

Системи 110 и 220 kV и нагоре се изпълняват с ефективно заземен неутрален… В случай на късо съединение, късото съединение също се изключва автоматично. Тук заземяването на неутрала води до намаляване на номиналното изолационно напрежение. То е равно на фазовото напрежение на неповредените фази спрямо земята. За да се ограничи големината на токовете на земната повреда, не всички неутрали на трансформаторите са заземени (ефективно заземяване).

Неутрални режими на трифазни системи: a — заземена неутрална, b — изолирана неутрална

Изолирана неутрална наречена неутрална, не свързана със заземяващо устройство или свързана чрез устройства, които компенсират капацитивния ток в мрежата, трансформатори на напрежение и други устройства с голяма устойчивост.

Система с изолиран неутрален използвани за подобряване на надеждността на захранването. Характеризира се с факта, че когато една фаза е затворена към земята, напрежението на фазовите проводници спрямо земята се увеличава до линейно напрежение, и симетрията на напреженията е нарушена. Капацитивен ток протича между линия и неутрала. Ако е по -малко от 5А, тогава е разрешено да продължи работата до 2 часа за турбинни генератори с мощност до 150 MW и за хидрогенератори — до 50 MW. Ако се установи, че късото съединение не е възникнало в намотката на генератора, а в мрежата, тогава работата е разрешена за 6 часа.

Мрежите от 1 до 10 kV са мрежи с генераторно напрежение на електроцентрали и локални разпределителни мрежи. При заземяване на една фаза в такава система, напрежението на неповредените фази спрямо земята се увеличава до стойността на напрежението в мрежата. Следователно изолацията трябва да бъде оценена за това напрежение.

Основното предимство на изолирания неутрален режим е възможността да се доставя енергия на захранващи потребители и потребители с еднофазна земна повреда.

Недостатъкът на този режим е затрудненото откриване на местоположението на земния разлом.

Повишената надеждност на режима (т.е. възможността за нормална работа в случай на еднофазни повреди на земята, които съставляват значителна част от повредата на електрическото оборудване) на изолираната неутрала води до задължителната й употреба при напрежения над 1 kV нагоре до 35 kV включително, тъй като тези мрежи доставят големи групи консуматори и консуматори на енергия.

От напрежение 110 kV и повече, използването на изолиран неутрален режим става икономически неизгодно, тъй като увеличаването на напрежението спрямо земята от фаза до линейна изисква значително увеличаване на фазовата изолация. Използването на изолиран неутрален режим до 1 kV е разрешено и оправдано с повишени изисквания за електрическа безопасност.

Прочетете също: Използването на електрически мрежи с изолирана неутрала