Токоограничивающие реакторы

Использование заземляющего дугогасящего реактора – что это такое, особенности работы. Нейтраль заземленная через дугогасящий реактор

Определение эффективно заземленной нейтрали

ЭЗН применяется в высоковольтных сетях 110 кВ и более. В случае замыкания фазы на землю, представляет собой однофазное КЗ.

Оно сопровождается значительными токами в месте повреждения, в результате чего срабатывает система защиты с отключением напряжения. Дадим определение, что это такое.

Эффективно заземленная нейтраль — это заземленная нейтраль в сетях трехфазного напряжения выше 1000 В, коэффициент замыкания на землю которой ≤ 1,4.

На ниже приведенном рисунке представлена схема ЭЗН:

Это значит, что при однофазном замыкании на землю, напряжение других, не поврежденных фаз, увеличится на величину, не превышающую значения 1,4.

И рассчитывается по нижеприведенной формуле:

Это имеет большое значение для высоковольтных сетей. Т.к. при такой схеме напряжение неповрежденных фаз не значительно превышает номинальное. А это значит, что нет необходимости увеличивать изоляцию сетей и оборудования.

Эксплуатация сетей с ЭЗН будет обходиться значительно дешевле. При этом следует учитывать, что экономия увеличивается по мере возрастания напряжения в линии.

Что такое глухозаземленная нейтраль?

Начнем с определения нейтрали, в электротехнике под этим термином подразумевается точка в месте соединения всех фазных обмоток трансформаторов и генераторов, когда применяется тип подключения «Звезда». Соответственно, при включении «Треугольником» нейтрали быть не может.

Включение обмоток: а) «звездой»; б) «треугольником»
Включение обмоток: а) «звездой»; б) «треугольником»

Если нейтраль обмоток генератора или трансформатора заземлить, то такая система получит название глухозаземленной, с ее организацией можно ознакомиться ниже.

Сеть с глухозаземленной нейтралью
Рис. 2. Сеть с глухозаземленной нейтралью

4 6-35 .

. :

  • ;
  • ;
  • ;
  • ( );
  • ;
  • ;
  • .

( 1-69 ):

  • ();
  • ( );
  • ;
  • ( ).

. 1 , .
, .1.2.16 , 1 2003 ., … 3-35 , , . , 6-35 , . , , , 35 (, 35 . ).
.
. ( ) . 6-10 , , (. 1), .
( ). ( ) :

  • 30 3-6 ;
  • 20 10 ;
  • 15 15-20 ;
  • 10 3-20 , , 35 ;
  • 5 6-20 .

() .
, . :

  • ;
  • ( ).
  • :
  • ( ) ;
  • ( , ) – , ;
  • , ;
  • ;
  • ;
  • ;
  • , ( ).

, -6(10), -6(10), -35 6-35 .
, , , . , – , . , . , , , , , , , , , 4050- . . 1, , . , .
. , , , .

,

. , , . , (.2).
. 20- ( Petersen coil ).
:

  • ;
  • ( );
  • , ( );
  • , .

:

  • ;
  • ;
  • ;
  • ;
  • ;
  • ;
  • ;
  • , .

. . , , , () . .
, , . 6-10 , , . . , . .
, , , , , . , . , , , 3-5 . , , , , ( ). . .

, ( )

, . , , (. . 1).

1.

635 + +    
1112     + +
425     + +
425     + +
    1030 + +
1020 +      
1030     +  
1224     +  
6,6 +   +  
1020   +    
1030   +    
6,317     +  
11     + +
1020   +    
20 + +    
6-10 , , (. 3).
, , , (. 4), ( ) (. 4).
: .
, , , . , Electricite de France, , , . . , 10 . , . 5-7 . .
, 10-2000 . , , : , ; ; . Electricite de France , 300 , 1000 . 500 . Electricite de France 20 ( 50 ). . . , , , , , , 35-38 (100 6 150 10 ).
. , , 400 , .
:
  • ;
  • ( );
  • ;
  • ( );
  • ( );
  • , .

:

  • ;
  • ( );
  • ( ).
  

. 1. .

. 2. , .

. 3. , .

. 4. 6-10 .

. 5*. .

. .
, 6-35 . , , , . 4-25 . .5 13,8 . .5, . , 120 . 13,8/0,12 , – . .5* . . . , .
, . , ( ).

. 5. 4-25 . . 6-35 , , . 35 , . , . , 600 . , .

?

, . , , . -, , .
, :

  • ;
  • , ;
  • ;
  • ;
  • ;
  • .

, , .

transp.gif

transp.gif

1. ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Дугогасящая матушка была предложена Петерсеном в 1916 г. в результате его первой работы по исследованию явлений при замыкании на землю. Это был весьма редкий случай в технике, когда важное достижение явилось результатом работы одного человека, одинаково выдающегося как в анализе основных фактов так и в умении предложить простое решение проблемы и дать его ясное и законченное теоретическое обоснование. Напомним, что в свое время было выдвинуто несколько проектов, претендовавших на то, что они свободны от недостатков, якобы имеющихся в предложении Петерсена. Однако оказалось, что они не имеют никаких преимуществ и не являются независимыми от работы Петерсена, которая была настолько обширна, что заключала в себе все множество вариантов решения проблемы, рассматриваемых в § 11 настоящей главы.

Изолированная нейтраль

Изолированная нейтраль нашла достаточно широкое применение в отечественных энергетических системах. Данный способ заземления применяется для генераторов или трансформаторов. В этом случае их нейтральные точки не соединяются с заземляющим контуром. В распределительных сетях на 6-10 киловольт нейтральной точки может не быть вообще, поскольку соединение трансформаторных обмоток выполняется методом треугольника.

Изолированная и глухозаземленная нейтраль

В соответствии с ПУЭ, режим изолированной нейтрали может быть ограничен емкостным током, представляющим собой ток однофазного замыкания на землю сети. Его компенсация с помощью дугогасящих реакторах предусматривается при следующих значениях:

  • Ток свыше 30 ампер, напряжение 3-6 киловольт;
  • Ток свыше 20 ампер, напряжение 10 киловольт;
  • Ток свыше 15 ампер, напряжение 15-20 киловольт;
  • Ток свыше 10 ампер, напряжение 3-20 киловольт, с металлическими и железобетонными опорами воздушных ЛЭП
  • Все электрические сети с напряжением 35 киловольт.
  • В блоках «генератор-трансформатор» при токе 5 ампер и генераторном напряжении 6-20 киловольт.

От чего зависит выбор нулевой точки соединения?

Виды нейтралей

Выбор режима нейтрали зависит от ряда характеристик, среди которых можно выделить:

Надежность сети. Первый критерий связывается с выстраиванием защиты относительно однофазного замыкания на землю. Для работы сети 10-35 кВ зачастую применяется изолированная нейтраль, которая не отключает линию из-за упавшей ветки и даже провода на землю. А для сети 110 кВ и выше требуется моментальное отключение, для чего применяется эффективно заземленная.Стоимость. Важный критерий, который определяет выбор. Реализовать изолированную сеть намного дешевле, что связывается с отсутствием необходимости в четвертом проводе, экономией средств на траверсы, изоляцию и на прочие нюансы.Устоявшаяся практика. Как отмечалось выше, режимы нейтралей трансформаторов выбираются на основании общемировой и государственной статистики. Это говорит о том, что большинство производственных предприятий, создающих силовое оборудование, придерживаются этих норм. Из-за этого выбор предопределен заводом-изготовителем трансформатора или генератора.

Рассмотрим далее каждую вариацию в отдельности и узнаем преимущества и недостатки. Заметим, что существует пять основных режимов.

Пути заземления в электросетях до 1 кВ

В электросетях с токонапряжением менее 1000 В подключают данные виды заземления нейтрали:

  • TN. Глухое подсоединение, посредством которого подключены проводящие элементы открытого типа (ОПЧ). Заземление называют глухим, когда нейтраль подсоединяется напрямую к прибору заземления (например, сваркой) либо через приборы с небольшой сопротивляемостью (например, токовый трансформатор). В системах с токонапряжением менее 1 кВ к нейтрали глухого подсоединения прибегают с целью питания трех- и однофазных нагрузок.
  • IT. Генераторная шина (или трансформаторов) подсоединена посредством систем с высокими показателями сопротивляемости. Открытые проводные элементы заземлены отдельно. Подобная схема не подходит для жилых построек. К ней прибегают при обстоятельствах, когда при первоначальном замыкании на землю прерывание питания не нужен. Как пример — электроаппаратура с повышенными требованиями к надежности электроснабжения.
  • TT. Нейтраль электропитания глухозаземлена. ОПЧ подсоединены устройством, которое не контактирует с шиной электроисточника. Другими словами, PE-проводник формируется непосредственно у потребителя, а не берет начало в источнике питания.

Заземление нейтрали трансформатора

Как расшифровывать буквы:

  1. Начальная говорит о пути заземления нейтрали: T — глухое, I — изолированное.
  2. Вторая демонстрирует метод подсоединения ОПЧ: N — посредством нейтрали электропитания глухозаземленного типа (neutral), T — отдельно от источника электропитания.
  3. Кроме того TN-тип включает три подвида: TN-S, -C и -C-S. Где «С» и «S» означают «combine» и «separe» соответственно. Буквы указывают на наличие централизации или разъединения в электропроводе нулевого предохранительного и действующего проводника (PE и N соответственно).

Технические особенности

В данной системе, где используется общая средняя точка, помимо межфазного присутствует и фазное напряжение. Последнее образуется между рабочим нулем и линейными проводами. Наглядно отличие первого от второго продемонстрировано ниже.

Разница между фазным и линейным напряжением
Разница между фазным и линейным напряжением

Разность потенциалов UF1, UF2 и UF3 принято называть фазными, а величины UL1, UL2 и UL3 – линейными или межфазными. Характерно, что UL превышает UF примерно в 1,72 раза.

В идеально сбалансированной сети трехфазного электрического тока должны выполняться поддерживаться следующие соотношения:

UF1= UF2=UF3;

UL1=UL2=UL3.

На практике добиться такого результата невозможно по ряду причин, например из-за неравномерной нагрузки, токов утечки, плохой изоляции фазных проводников и т.д. Когда нейтраль заземлена, дисбаланс линейных и фазных характеристик энергосистемы существенно снижается, то есть, рабочий ноль позволяет выравнивать потенциалы.

Обрыв нулевого провода считается серьезной аварией, которая с большой вероятностью приведет к нарушению симметрии нагрузки, более известной под термином «перекос фаз». В таких случаях в сетях однофазных потребителей произойдет резкое увеличение амплитуды электрического тока, что с большой вероятностью выведет из строя оборудование, рассчитанное на напряжение 220 В. Получить более подробную информацию о перекосе фаз и способах защиты от него, можно на страницах нашего сайта.

Окраска фазы

В тех случаях, когда монтаж электроустановки выполнен при помощи жестких металлических шин, применяется окраска шин несмываемой краской следующих цветов:

  • желтый — фаза А (L1);
  • зеленый — фаза В(L2);
  • красный — фаза С (L3);
  • голубой — нулевая шина;
  • продольные или наклонные полосы желтого и зеленого цвета — шина заземления.

Расцветка фаз должна сохраняться в пределах всего устройства, но не обязательно на всей поверхности шины. Допускается маркировать обозначение фазы только в местах подсоединения. На окрашенной поверхности можно продублировать цвет символами «ЖЗК» для краски соответствующих цветов.

Если шины недоступны для осмотра или работы, когда на них присутствует напряжение, то допускается их не окрашивать.

Цвет фазных проводов, подключенных к жестким шинам, может не совпадать с ними по расцветке, поскольку видна разница в принятых системах обозначений гибких проводников и жестких стационарных распределительных шин.

Методы включения нейтрали

Для электросетей от 6 до 35 кВ прибегают к нижеприведенным способам заземления нейтрали:

  • Подсоединение к ЗУ напрямую. Последнее установлено прямо у многовольтной опоры или вблизи проводки (подключение глухого типа).
  • Подключение посредством компенсатора либо же дугогасящего реактора (компенсированный тип).
    Монтаж резистора в трансформаторную шину (первый путь подключения при высокоомном заземлении).
  • Подключение общей точки напрямую к земле (в случае сетей с эффективно заземленной нейтралью). Создает оптимальную обстановку для токового потока в землю. Относят к слишком бюджетозатратным.

  • Применение обмотки с подсоединением к разомкнутому треугольнику (второй путь подключения при подсоединении высокоомного вида).
  • Отсутствие подсоединения к ЗУ в пределах предохраняемой линий (изолированный вариант).

Каждое из приведенных подключений должно быть обеспечено повторным заземлением на стороне ЗУ. Это обеспечит безопасность эксплуатации электричества. В противном случае при непредусмотренном обрыве нейтрального проводника аппаратура останется без защиты.

Поделиться на Facebook

Поделиться в ВК

Поделиться в ОК

Поделиться в Twitter

Поделиться в Google Plus

Просим Вас стать нам лучше!!!

Принцип действия сетей с глухозаземленной нейтралью

Теперь рассмотрим подробно, с какой целью заземляется нейтраль и как подобная реализация обеспечивает должный уровень электробезопасности, для этого перечислим обстоятельства, которые могут привести к поражению электротоком:

  • Непосредственное прикосновение к токоведущим элементам. В данном случае никакое заземление не поможет. Необходимо ограничивать доступ к таким участкам и быть внимательным при приближении к ним.
  • Образование зон с шаговым напряжением в результате аварий на ВЛ или других видах электрохозяйства.
  • Повреждения внутренней изоляции может привести к «пробою» на корпус электроустановки, то есть, на нем появляется опасное для жизни напряжение.
  • В результате нарушения электроизоляции токоведущих линий под напряжением могут оказаться кабельные каналы, короба и другие металлические конструкции, используемые при трассировке.

В идеале между нейтралью и землей разность потенциалов должна стремиться к нулю. Подключение к заземляющему контуру на вводе потребителя существенно способствует выполнению этого условия, в тех случаях, когда ТП находится на значительном удалении. При правильной организации заземления такая особенность может спасти человеческую жизнь, как минимум, в двух последних случаях из указанного выше списка.

Чтобы избежать пагубного воздействия электротока необходимо заземлять корпуса электроприборов, а также и других металлических частей электроустановок зданий. Это приведет к тому, что при «пробое» возникнет замыкание фазы на землю. В результате произойдет автоматическое отключение снабжения питанием электроприемников, вызванное срабатыванием устройства защиты от токов КЗ.

Даже если защита не сработает, а кто-либо прикоснется к металлическому элементу, все равно ток будет течь по заземляющему проводнику, поскольку в этой цепи будет меньшее сопротивление.

Движение тока при КЗ на корпус
Движение тока при КЗ на корпус

Говоря о принципе работы защиты заземленной нейтрали нельзя не отметить быстрый выход в аварийный режим, когда один из фазных проводов замыкается на шину PEN. По сути, это КЗ на нейтраль, следствием которого является резкое возрастание тока, приводящее к защитному отключению энергоустановки или проблемного участка цепи.

При определенных условиях можно даже организовать защиту от образования опасных зон с шаговым напряжением. Для этого на пол в потенциально опасном помещении стелют (если необходимо, то замуровывают в бетон) металлическую сеть, подключенную к общему заземляющему контуру.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...