Rețele electrice cu un neutru efectiv împământat
Un neutru efectiv împământat este un neutru împământat al unei rețele de alimentare trifazate cu o tensiune mai mare de 1 kV, unde factorul de defecțiune la pământ nu depășește 1,4.
Ce înseamnă? Tensiunea fază-pământ în cazul unui scurtcircuit al unuia sau doi alți conductori de fază la pământ trebuie împărțită la tensiunea fază-pământ din acel moment până la momentul defectului la pământ, iar raportul trebuie să nu fie mai mare de 1,4.
Cu alte cuvinte, dacă apare o defecțiune fază-pământ într-o rețea trifazată cu un neutru izolat, atunci tensiunea dintre fazele rămase și pământ crește de aproximativ 1,73 ori în același timp pentru o rețea cu un neutru efectiv împământat, această valoare nu depășește 1,4. …
Acest aspect este important atunci când vine vorba de rețelele de înaltă tensiune, unde, datorită neutrului efectiv împământat, nu este necesară creșterea cantității de izolație în echipamente și în rețelele în sine, adică producția de rețele și dispozitive. care va funcționa în condiții cu un neutru efectiv împământat va fi întotdeauna mai ieftin.
Comisia Electrotehnică Internațională recomandă ca rețelele de foarte înaltă și de înaltă tensiune cu neutri conectați la pământ sau neutri conectați la pământ prin rezistență scăzută să fie clasificate ca rețele cu un neutru efectiv împământat. În special, în Rusia, rețelele cu o tensiune de 110 kV sunt clasificate ca rețele cu un neutru efectiv împământat.
Conform regulilor de funcționare tehnică a instalațiilor electrice ale consumatorilor, pentru rețelele cu un neutru efectiv împământat, rezistența maximă a dispozitivului de împământare este ajustată la 0,5 Ohm, ținând cont de împământarea naturală, iar dispozitivul de împământare artificială nu trebuie să aibă o rezistență mai mare de - mai mare de 1 Ohm. Acest lucru se aplică instalațiilor electrice de 1 kV în care curentul de defecțiune la pământ depășește 500 A.
Această prevedere este dictată de necesitatea trecerii curenților mari prin dispozitiv în cazul unui scurtcircuit la masă atunci când tensiunea rețelei este foarte mare sau ridicată și de cerința de a limita tensiunea dintre fazele de lucru și pământ, pentru a reduceți în caz de urgență o tensiune de depășire periculoasă și tensiunea de atingere, precum și compensarea potențialelor în afara stației.
Este necesar să se distribuie uniform potențialele pe teritoriul stației, precum și să se excludă apariția tensiunilor de treaptă la distanță de stație, ceea ce se realizează prin utilizarea dispozitivelor de egalizare a potențialului, care sunt o parte obligatorie a dispozitivelor de împământare pentru neutru efectiv împământat.
Nuanțele și cerințele importante în implementarea dispozitivelor de împământare pentru rețelele cu neutri legați efectiv la pământ creează dificultăți în calculul și construcția acestora, fac ca aceste structuri să aibă un consum intensiv de material, mai ales dacă solul are o rezistență ridicată, cum ar fi solul stâncos, pietros sau nisipos. Condițiile de construcție sunt strânse.
Desigur, unele așa-numitele dezavantaje sunt inerente rețelelor cu neutru efectiv împământat și sunt tipice. Prin neutrul împământat al transformatorului, în cazul unui scurtcircuit la pământ, apare un curent de scurtcircuit semnificativ și acesta trebuie eliminat rapid prin deconectare, datorită dispozitivelor de protecție cu relee.
În principal, scurtcircuitele la pământ în rețelele de înaltă tensiune de 110 kV sunt autodeconectate și datorită dispozitive de închidere automată puterea este restabilită. Pentru a putea drena curenți mari, se construiesc bucle de împământare, dar sunt scumpe.
Curenții de scurtcircuit monofazat la masă, în cazul unui număr mare de neutre ai transformatorului împământate, pot depăși curentul unui circuit trifazat și, pentru a elimina această stare de fapt, este un mod de împământare parțială a neutrelor transformatorului. utilizate, pentru această parte a transformatoarelor (110-220 kV) nu sunt împământate, neutrii sunt izolați prin conectarea la separatoare deschise. Sau limitează curentul de scurtcircuit al transformatorului la masă prin împământarea neutrului printr-o rezistență specială.
Pentru fiecare dintre secțiunile rețelei, numărul minim de neutri împământați se găsește prin calcule. Bazat cerințele de protecție a releului pentru a menține curenții de defect la pământ la un anumit nivel și pentru a asigura protecția izolației neutrelor împământate împotriva supratensiunilor, sunt selectate puncte de împământare adecvate ale sistemului de alimentare.
Faptul este că transformatoarele pentru 110 — 220 kV, în mod tradițional pentru producătorii noștri, se disting prin izolarea neutră redusă, de exemplu, pentru transformatoarele de 110 kV cu reglare a tensiunii sub sarcină, izolația neutră corespunde la 35 kV, deoarece dispozitivele de comutare cu clasa de izolație sunt incluse pe partea neutră 35 kV. Același lucru este valabil și pentru transformatoarele de 220 kV. Efectul economic este semnificativ.
Astfel de transformatoare sunt proiectate să funcționeze în rețele cu un neutru efectiv împământat, iar tensiunea în timpul unui scurtcircuit la pământ de la astfel de rețele nu va depăși o treime din valoarea liniei, adică 42 kV pentru 110 kV.
Pentru protecția la supratensiune a neutrelor împământate, pentru protecția în regimuri fără sarcină cu conexiuni de fază parțială sau întreruperi ale transformatoarelor cu neutri izolați, se folosesc dispozitive-vanne de protecție la supratensiune de scurtă durată. Neutrele sunt protejate de limitatoare pentru tensiunea maxima admisa de stingere de 50 kV.