Статьи и схемы
/ Режимы работы нейтрали
Эффективно заземлённая нейтраль
Производство, преобразование, транспортировка, распределение и потребление электрической энергии 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. Однако, в процессе эксплуатации неизбежны нарушения симметрии трехфазной системы, которые могут быть вызваны: В любом случае, несимметрия ведет к появлению токов обратной и нулевой последовательности, а также апериодической составляющей токов, которые могут быть опасны для сохранности оборудования. Поэтому несимметрия должна быть устранена как можно быстрее. На быстродействие релейной защиты при неполнофазных режимах значительное влияние имеет режим работы нейтрали сети. Различают несколько режимов работы нейтрали: У каждого режима есть свои достоинства и недостатки. В сетях напряжением до 35 кВ включительно применяют изолированную нейтраль. Это означает, что средняя точка обмоток ВН трансформатора не соединена с землей. Однофазное замыкание при такой системе электроснабжения на землю, не приводит к аварийному отключению поврежденной линии, так как ток замыкания на землю довольно незначителен, его величина обусловлена только емкостью двух неповрежденных фаз относительно земли. Ток однофазного замыкания на землю, в сетях до 35 кВ не способен поддерживать горение дуги. Для сохранности трансформаторов при таких режимах работы, изоляцию его нейтрали выполняют на класс напряжения соответствующий изоляции линейных вводов. При значительных емкостных токах линий до 35 кВ, применяют дугогасящие катушки, подключаемые к нейтрали трансформаторов. Гашение дуги обеспечивается индуктивностью катушки, которая компенсирует емкостный ток замыкания на землю. Системой электроснабжения с эффективно заземленной нейтралью считается сеть, в которой заземлена часть нейтральных обмоток силовых трансформаторов. Однофазное короткое замыкание, в таких сетях, приводит к отключению поврежденного участка. Ток короткого замыкания проходит от места повреждения до ближайших заземленных нейтралей трансформаторов по земле, распределяясь в соответствии с сопротивлением петли фаза — ноль. К трансформаторам, нейтрали которого не заземлены, ток короткого замыкания в дальнейшем - КЗ не протекает. Для этого часть нейтралей в сети оставляют незаземленной, увеличивая тем самым сопротивление петли замыкания и, ограничивая однофазные токи КЗ. Общий баланс заземленных и незаземленных нейтралей рассчитывается исходя из условий селективной работы устройств РЗА и ограничения токов КЗ. Кроме того, важным условием при выборе точек заземления, является условие ограничения перенапряжения на нейтральных обмотках при несимметричных повреждениях. На силовом оборудовании класс изоляции нейтралей как правило, принимают на один класс напряжения ниже номинального напряжения обмоток ВН. Такая практика позволяет сэкономить на изоляции и габаритах оборудования, что дает высокий экономический эффект. Однако с другой стороны, сниженный уровень изоляции нейтрали ведет к необходимости применения оборудования, которое бы ограничивало перенапряжения и токи в нулевом выводе. В качестве защиты от кратковременных перенапряжений могут применяться ограничители перенапряжений, для ограничения токов применяются 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. При повреждении изоляции фазного провода, и прикосновении его к заземленным конструкциям, происходит немедленное отключение поврежденного участка сети. Бетонные стены и полы в многоквартирных домах, также имеют потенциал земли. Ток КЗ имеет достаточные значения для срабатывания защитной коммутационной аппаратуры. В последнее время, для повышения уровня электробезопасности, помимо 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. Следует отметить, что автотрансформаторы любого класса напряжения всегда работают с глухозаземленной нейтралью. Изоляция обмоток СН автотрансформатора выполнена, исходя из значения типовой мощности, которая меньше номинальной, а значит и уровень изоляции сниженный. В этом, собственно говоря, и состоит экономическая выгодность автотрансформатора перед трансформатором. При неполнофазных коммутациях автотрансформаторов, в электромагнитной системе возникают опасные перенапряжения, которые могут быть ограничены глухим заземлением нулевого вывода. Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что режим работы нейтрали оказывает существенное влияние на надежность электроснабжения и режим работы энергосистемы в целом. Перейти на форум Пользователи FAQ Электротехнические термины Обратная связь. Новые статьи — Как устроена и работает светодиодная люстра с дистанционным пультом: Режимы работы нейтралей в электрических сетях Электроснабжение.
Нейтралями электроустановок называют общие точки обмотки генераторов или трансформаторов, соединенные в звезду. Вид связи нейтралей машин и трансформаторов с землей в значительной степени определяет уровень изоляции электроустановок и выбор коммутационной аппаратуры, значения перенапряжений и способы их ограничения, токи при однофазных замыканиях на землю, условия работы релейной защиты и безопасности в электрических сетях, электромагнитное влияние на линии связи и т. В России к первой и второй группам относятся сети напряжением кВ, нейтрали трансформаторов или генераторов которых изолированы от земли или заземлены через заземляющие реакторы. Сети с эффективно-заземленными нейтралями применяют на напряжение выше 1 кВ. В них коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4. Коэффициентом замыкания на землю называют отношение разности потенциалов между неповрежденной фазой и землей в точке замыкания на землю поврежденной фазы к разности потенциалов между фазой и землей в этой точке до замыкания. В соответствии с рекомендациями Международного электротехнического комитета МЭК к эффективно-заземленным сетям относят сети высокого и сверхвысокого напряжения, нейтрали которых соединены с землей непосредственно или через небольшое активное сопротивление. В Советском Союзе к этой группе относятся сети напряжением кВ и выше. Режим работы нейтрали определяет ток замыкания на землю. Сети, в которых ток однофазного замыкания на землю менее А, называют сетями с малыми токами замыкания на землю в основном это сети с незаземленными и резонансно-заземленными нейтралями. Токи более А соответствуют сетям с большими токами замыкания на землю это сети с эффективно-заземленными нейтралями. В сетях с незаземленными нейтралями токи при однофазном замыкании на землю протекают через распределенные емкости фаз, которые для упрощения анализа процесса условно заменяют емкостями, сосредоточенными в середине линий рис. Междуфазные емкости при этом не рассматриваются, так как при однофазных повреждениях их влияние на токи в земле не сказывается. Трехфазная сеть с незаземленной нейтралью а - нормальный режим; б - режим замыкания фазы А на землю; в - устройство для обнаружения замыканий на землю. В нормальном режиме работы напряжения фаз сети относительно земли симметричны и равны фазному напряжению, а емкостные зарядные токи фаз относительно земли также симметричны и равны между собой рис. Геометрическая сумма емкостных токов трех фаз равна нулю. Емкостный ток нормального режима в одной фазе в современных сетях с незаземленной нейтралью, как правило, не превышает нескольких ампер и практически не влияет на загрузку генераторов. Например, при замыкании на землю фазы А рис. Ток на землю фазы А, обусловленный ее собственной емкостью, будет равен нулю, так как эта емкость оказывается закороченной. Ток I С оказывается в 3 раза больше, чем емкостный ток фазы в нормальном режиме:. В случае замыкания на землю через переходное сопротивление напряжение поврежденной фазы относительно земли будет больше нуля, но меньше фазного, а неповрежденных фаз - больше фазного, но меньше линейного. Меньше будет и ток замыкания на землю. При однофазных замыканиях на землю в сетях с незаземленной нейтралью треугольник линейных напряжений не искажается, поэтому потребители, включенные на междуфазные напряжения, продолжают работать нормально. В то же время необходимо отметить, что при работе сети с замкнутой на землю фазой становится более вероятным повреждение изоляции другой фазы и возникновение междуфазного короткого замыкания через землю рис. Вторая точка замыкания может находиться на другом участке электрически связанной сети. Таким образом, короткое замыкание затронет несколько участков сети, вызывая их отключение. Например, в случае, показанном на рис. Двойные замыкания на землю в сети с незаземленной нейтралью. В связи с изложенным в сетях с незаземленными нейтралями обязательно предусматривают специальные сигнальные устройства, извещающие персонал о возникновении однофазных замыканий на землю. Устройства контроля подключаются к сети через измерительный трансформатор напряжения типа НТМИ или через группу однофазных трансформаторов типа ЗНОМ. Вторичные обмотки измерительных трансформаторов рис. Обмотка I позволяет измерять напряжения всех фаз, обмотка II предназначена для контроля геометрической суммы напряжений всех фаз. Нормально на зажимах обмотки II напряжение равно нулю, поскольку равна нулю геометрическая сумма фазных напряжений всех трех фаз в сети с незаземленной нейтралью. При металлическом замыкании одной фазы в сети первичного напряжения на землю на зажимах обмотки II появляется напряжение, равное геометрической сумме напряжений двух неповрежденных фаз рис. При замыкании на землю через переходное сопротивление напряжение на обмотке II в зависимости от сопротивления в месте замыкания будет В. Реле напряжения, подключаемое к обмотке II, будет при соответствующей настройке реагировать на повреждения изоляции первичной сети и приводить в действие сигнальные устройства звонок, табло. Персонал электроустановки может проконтролировать напряжение небаланса вольтметром V 2 и установить поврежденную фазу вольтметром V 1. Напряжение в поврежденной фазе будет наименьшим. Отыскание места замыкания на землю после получения сигнала должно начинаться немедленно, и повреждение должно устраняться в кратчайший срок. Допустимая длительность работы с заземленной фазой определяется Правилами технической эксплуатации ПТЭ и в большинстве случаев не должна превышать 2 ч. Более опасно однофазное замыкание на землю через дугу, так как дуга может повредить оборудование и вызвать двух- или трехфазное КЗ последнее часто наблюдается при однофазных замыканиях на землю одной из жил трехфазного кабеля. Особенно опасны дуги внутри машин и аппаратов, возникающие при однофазных замыканиях на заземленные корпуса или сердечники. При определенных условиях в месте замыкания на землю может возникать так называемая перемежающаяся дуга, то есть дуга, которая периодически гаснет и зажигается вновь. Перемежающаяся дуга сопровождается возникновением перенапряжений на фазах относительно земли, которые могут достигать 3,5 U ф. Эти перенапряжения распространяются на всю электрически связанную сеть, в результате чего возможны пробои изоляции и образование КЗ в частях установки с ослабленной изоляцией. Наиболее вероятно возникновение перемежающихся дуг при емкостном токе замыкания на землю более А, причем опасность дуговых перенапряжений для изоляции возрастает с увеличением напряжения сети. Допустимые значения тока нормируются и не должны превышать следующих значений:. В сетях кВ, имеющих линии на железобетонных и металлических опорах, допускается I c не более 10 А. В блочных схемах генератор-трансформатор на генераторном напряжении емкостный ток не должен превышать 5А. Работа сети с незаземленной изолированной нейтралью применяется и при напряжении до 1 кВ. При этом основные свойства сетей с незаземленной нейтралью сохраняются и при этом напряжении. Кроме того, эти сети обеспечивают высокий уровень электробезопасности и их следует применять для передвижных установок, торфяных разработок и шахт. Для защиты от опасности, возникающей при пробое изоляции между обмотками высшего и низшего напряжений, в нейтрали или фазе каждого трансформатора устанавливается пробивной предохранитель. В сетях кВ для уменьшения тока замыкания на землю с целью удовлетворения указанных выше норм применяется заземление нейтралей через дугогасящие реакторы. В нормальном режиме работы ток через реактор практически равен нулю. При полном замыкании на землю одной фазы дугогасящий реактор оказывается под фазным напряжением и через место замыкания на землю протекает наряду с емкостным током I C также индуктивный ток реактора I L рис. Благодаря этому дуга в месте повреждения не возникает и устраняются связанные с нею опасные последствия. По рассчитанному значению Q в каталоге подбираются реакторы требуемой номинальной мощности. При этом необходимо учитывать, что регулировочный диапазон реакторов должен быть достаточным для обеспечения возможно более полной компенсации емкостного тока при вероятных изменениях схемы сети например, при отключении линий и т. Устройство дугогасящих реакторов а - типа РЗДСОМ, б - типа РЗДПОМ. В России применяют дугогасящие реакторы разных типов. Наиболее распространены реакторы типа РЗДСОМ рис. Обмотки этих реакторов располагаются на составном магнитопроводе с чередующимися воздушными зазорами и имеют отпайки для регулирования тока компенсации. Реакторы имеют масляное охлаждение. Более точно, плавно и автоматически можно производить настройку компенсации в реакторах РЗДПОМ, индуктивность которых изменяется с изменением немагнитного зазора в сердечнике рис. Дугогасящие реакторы должны устанавливаться на узловых питающих подстанциях, связанных с компенсируемой сетью не менее чем тремя линиями. При компенсации сетей генераторного напряжения реакторы располагают обычно вблизи генераторов. Наиболее характерные способы присоединения дугогасящих реакторов показаны на рис. В схеме на рис. Следует отметить, что при этом цепь подключения реактора должна проходить через окно сердечника трансформатора тока нулевой последовательности ТНП , что необходимо для обеспечения правильной работы защиты генератора от замыканий на землю. При подключении дугогасящих реакторов через специальные трансформаторы и трансформаторы собственных нужд, по мощности соизмеримые с мощностью реакторов, необходимо учитывать их взаимное влияние. В первую очередь это влияние сказывается в уменьшении действительного тока компенсации по сравнению с номинальным из-за наличия последовательно включенного с реактором сопротивления обмоток трансформатора. Особенно резко ограничивающее действие обмоток трансформатора сказывается при использовании схемы соединения обмоток звезда-звезда, так как при однофазных замыканиях на землю индуктивное сопротивление у них примерно в 10 раз больше, чем при междуфазных КЗ. По этой причине для подключения реакторов предпочтительнее трансформаторы со схемой соединения обмоток звезда-треугольник. В свою очередь наличие дугогасящего реактора в нейтрали трансформатора обусловливает при однофазных замыканиях на землю дополнительную нагрузку на его обмотки, что приводит к повышенному нагреву. Это особенно важно учитывать при использовании для подключения реактора трансформаторов, имеющих нагрузку на стороне низшего напряжения, например трансформаторов собственных нужд электростанций и подстанций. Допустимая мощность реактора, подключаемого к нагруженному трансформатору, определяется из выражения. С учетом перегрузки трансформатора, допустимой на время работы сети с заземленной фазой и определяемой коэффициентом перегрузочной способности k пер , допустимая мощность реактора, подключаемого к данному трансформатору, равна. При подключении реактора к специальному ненагруженному трансформатору необходимо выдержать условие если перегрузка трансформатора допустима. В сетях с резонансно-заземленной компенсированной нейтралью, так же как и в сетях с незаземленными нейтралями, допускается временная работа с замкнутой на землю фазой до тех пор, пока не представится возможность произвести необходимые переключения для отделения поврежденного участка. При этом следует учитывать также допустимое время продолжительной работы реактора 6ч. Наличие дугогасящих реакторов особенно ценно при кратковременных замыканиях на землю, так как при этом дуга в месте замыкания гаснет и линия не отключается. Следовательно, по своим основным свойствам эти сети аналогичны сетям с незаземленными изолированными нейтралями. В сетях кВ и выше определяющим в выборе способа заземления нейтралей является фактор стоимости изоляции. Здесь применяется эффективное заземление нейтралей, при котором во время однофазных замыканий напряжение на неповрежденных фазах относительно земли равно примерно 0,8 междуфазного напряжения в нормальном режиме работы. Это основное достоинство такого способа заземления нейтрали. Однако рассматриваемый режим нейтрали имеет и ряд недостатков. Так, при замыкании одной фазы на землю образуется короткозамкнутый контур через землю и нейтраль источника с малым сопротивлением, к которому приложена ЭДС фазы рис. Возникает режим КЗ, сопровождающийся протеканием больших токов. Во избежание повреждения оборудования длительное протекание больших токов недопустимо, поэтому КЗ быстро отключаются релейной защитой. Правда, значительная часть однофазных повреждений в электрических сетях напряжением кВ и выше относится к самоустраняющимся, то есть исчезающим после снятия напряжения. В таких случаях эффективны устройства автоматического повторного включения АПВ , которые, действуя после работы устройств релейной защиты, восстанавливают питание потребителей за минимальное время. Второй недостаток - значительное удорожание выполняемого в распределительных устройствах контура заземления, который должен отвести на землю большие токи КЗ и поэтому представляет собой в данном случае сложное инженерное сооружение. Третий недостаток - значительный ток однофазного КЗ, который при большом количестве заземленных нейтралей трансформаторов, а также в сетях с автотрансформаторами может превышать токи трехфазного КЗ. Для уменьшения токов однофазного КЗ применяют, если это возможно и эффективно, частичное разземление нейтралей в основном в сетях кВ. Возможно применение для тех же целей токоограничивающих сопротивлений, включаемых в нейтрали трансформаторов. Такие сети применяются на напряжение до 1 кВ для одновременного питания трехфазных и однофазных нагрузок, включаемых на фазные напряжения рис. В них нейтраль трансформатора или генератора присоединяется к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление например, через трансформатор тока. Для фиксации фазного напряжения при наличии однофазных нагрузок применяют нулевой проводник, связанный с нейтралью трансформатора генератора. Этот проводник служит для выполнения также и функции зануления, то есть к нему преднамеренно присоединяют металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением. При наличии зануления пробой изоляции на корпус вызовет однофазное КЗ и срабатывание защиты с отключением установки от сети. При отсутствии зануления корпуса второй двигатель на рис. Целость нулевого проводника нужно контролировать, так как его случайный разрыв может вызвать перекос напряжений по фазам снижение его на загруженных фазах и повышение на незагруженных. Может быть принято при необходимости раздельное выполнение нулевого защитного и нулевого рабочего проводников. Общие сведения об электроустановках Основы энергосбережения Разные фото Термины, применяемые при эксплуатации электроустановок Утилизация пром и бытовых отходов Видео Энергия из вакуума Почему США тормозят развитие ядерной энергетики Поражение электрическим током со смертельным исходом Магазин. В зависимости от режима нейтрали электрические сети разделяют на четыре группы: К четвертой группе относятся сети напряжением , и В. Трехфазные сети с незаземленными изолированными нейтралями В сетях с незаземленными нейтралями токи при однофазном замыкании на землю протекают через распределенные емкости фаз, которые для упрощения анализа процесса условно заменяют емкостями, сосредоточенными в середине линий рис. Трехфазная сеть с незаземленной нейтралью а - нормальный режим; б - режим замыкания фазы А на землю; в - устройство для обнаружения замыканий на землю В нормальном режиме работы напряжения фаз сети относительно земли симметричны и равны фазному напряжению, а емкостные зарядные токи фаз относительно земли также симметричны и равны между собой рис. Емкостный ток фазы 1 где С - емкость фазы относительно земли. Для тока в месте повреждения можно записать: Ток I С оказывается в 3 раза больше, чем емкостный ток фазы в нормальном режиме: Приближенно ток I с , А, можно определить по следующим формулам: Двойные замыкания на землю в сети с незаземленной нейтралью В связи с изложенным в сетях с незаземленными нейтралями обязательно предусматривают специальные сигнальные устройства, извещающие персонал о возникновении однофазных замыканий на землю. Допустимые значения тока нормируются и не должны превышать следующих значений: Устройство дугогасящих реакторов а - типа РЗДСОМ, б - типа РЗДПОМ В России применяют дугогасящие реакторы разных типов. Размещение дугогасящих реакторов в сети На рис. Допустимая мощность реактора, подключаемого к нагруженному трансформатору, определяется из выражения 8 где S ном,т - номинальная мощность трансформатора; S max - максимальная мощность нагрузки. С учетом перегрузки трансформатора, допустимой на время работы сети с заземленной фазой и определяемой коэффициентом перегрузочной способности k пер , допустимая мощность реактора, подключаемого к данному трансформатору, равна 9 При подключении реактора к специальному ненагруженному трансформатору необходимо выдержать условие если перегрузка трансформатора допустима. Трехфазные сети с эффективно-заземленными нейтралями В сетях кВ и выше определяющим в выборе способа заземления нейтралей является фактор стоимости изоляции. Трехфазная сеть с эффективно-заземленной нейтралью Однако рассматриваемый режим нейтрали имеет и ряд недостатков. Сети с глухозаземленными нейтралями Такие сети применяются на напряжение до 1 кВ для одновременного питания трехфазных и однофазных нагрузок, включаемых на фазные напряжения рис.
История успеха видео
Значение соляной кислоты
Сколько готовится курица в тандыре
Ru словарь англо русский
Garmin vivofit 2 инструкция