Режимы работы нейтралей в системах электроснабжения
Нейтраль — это общая точка обмотки фаз трансформаторов и генераторов, которые соединены звездой.
Во многих странах принята следующая классификация сетей по режиму работы нейтралей:
- Сети с изолированными нейтралями. Данный тип сетей характеризуется отсутствием нейтрали. Основной способ ее соединения — треугольник. В случае однофазных замыканий на землю на рабочих фазах не ощущается изменения в электропотреблении. Данная разновидность сетей применяется в распределительных сетях напряжением от 6 до 35 кВ.
- Сети с глухозаземленными нейтралями. Данный тип является самым распространенным и используется в сетях бытового потребления. В этом случае обмотка трансформаторов по низкой стороне выполняется соединением разомкнутая звезда, а нулевая точка заземлена через контур заземления трансформаторной подстанции или самого трансформатора. В случае повреждения на линии или появления однофазного замыкания образуется потенциал относительно земли, что является причиной активации защиты, которая отключает линию.
- Сети с эффективно-заземленными нейтралями. Данный тип используется в высоковольтных сетях, напряжение в которых составляет более 110 кВ. В данном случае силовая нулевая точка силовых трансформаторов, а также потенциал замыкания выносятся на землю. Для того чтобы увеличить эффективность работы элементов защиты применяется дополнительное оборудование — заземлитель нейтрали одноколонковый. Расположение коммутационного аппарата определяется режимными указаниями. Для распределительных сетей напряжением от 6 до 35 кВ может быть использован низкоомный резистор в качестве заземлителя.
- Сети с компенсированными нейтралями. Данный тип подразумевает использование заземления нулевой точки обмоток генератора или трансформатора через дугогасящие реакторы или катушки.
Статья: Режимы нейтралей
В сетях напряжением до 1000 В режим работы нейтралей обусловлен безопасностью работ, а в сетях напряжением от 1000 В определяется:
- Стоимостью изоляции оборудования.
- Величиной электрических токов однофазного короткого замыкания на землю.
Согласно требованиям «Правил устройства электрических установок», электроустановки с напряжением до 1000В должны функционировать с изолированной или глухозаземленной нейтралью.
Глухое заземление силовых трансформаторов на землю. Компенсированные нейтрали
Пример схемы с глухим заземлением изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Схема с глухим заземлением. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Здесь: 1 — источник электрической энергии; 2 — заземление нейтрали; 3 — потребители; 4 — открытые проводящие части; 5 — повторное заземление.
У данного типа нейтрали особая роль в обеспечении безопасности. Когда появляется короткое замыкание на землю, срабатывает защита, например, перегорают предохранители или отключаются автоматы. Относительно данных сетей разрабатываются системы защиты проводки в квартирах и домах.
К основным преимуществам нейтралей с глухим заземлением относится то, что они идеально подходят для распределения электроэнергии, а также обеспечивают высокую работоспособность специализированного и бытового трехфазного/однофазного оборудования. Еще одно преимущество заключается в том, что нет необходимости в дорогом и специализированном оборудовании для схемы защиты, достаточно предохранителей или автоматов.
Основными недостатками нейтралей с глухим заземлением являются нечувствительность по отношению к дальним коротким замыканиям и то, что срабатывание не возникает в случае отсутствия замыкания на землю. Для данных нейтралей необходим очень точный расчет омического сопротивления петли фазы-нуль и правильный подбор предохранителей или автоматических выключателей. Второй недостаток представляет собой опасность для человека, но он может быть исправлен при помощи изолированных проводов.
Компенсированное заземление нейтрали (или резонансно-заземленное) используется в распределительных сетях, напряжение в которых составляет от 6 до 35 кВ, а подключение выполнено кабельными линиями. Присоединение нулевой точки производится через плунжерные или регулируемые трансформаторы. Такая система делает возможным определение индуктивности в сетях в случае однофазного замыкания, способствующее обеспечению компенсации уровня электрического тока. Нейтраль данного типа сводит к минимуму риск развития аварии и перехода однофазного замыкания в междуфазное. Главное преимущество такой нейтрали состоит в том, что она обеспечивает высокую степень защиты изоляции кабельных линий.
К недостаткам ее можно отнести невозможность определения места замыкания, высокую сложность настройки, повышенные технические потери во время работы, а также выход из строя нескольких участков в случае неправильной настройки (цепная реакция).
