Молниезащита
Справочные данные
Статьи / Справочные данные / Режимы работы нейтрали. Изолированная нейтраль, компенсированная нейтраль, глухозаземленная.
  21.12.11  |  

Режимы работы нейтрали. Изолированная нейтраль, компенсированная нейтраль, глухозаземленная.

Режимы работы нейтрали. Изолированная нейтраль, компенсированная нейтраль, глухозаземленная.
В электрических сетях России приняты следующие режимы работы нейтрали:

изолированная нейтраль (небольшие емкостные токи замыкания на землю; напряжения 6-5-35 кВ и 0,4 кВ);
компенсированная нейтраль (определенные превышения значений емкостных токов; напряжения 6+35 кВ);
эффективно заземленная (глухозаземленная) нейтраль (большие токи замыкания на землю; напряжения > 110 кВ; 0,4 кВ);
высокоомное и низкоомное заземление нейтрали (напряжения 6, 10 кВ).

Сокращения:

ОЗЗ - Однофазное замыкание на землю
Iс сум - суммарный емкостный ток
Uф mах - максимальное фазное напряжение
Uф ном - номинальное фазное напряжение

Таблица 1. Характеристика режима изолированной нейтрали

Достоинства

Недостатки

1. Возможность работы сети с ОЗЗ в течение ограниченного времени до принятия мер по безаварийному отключению поврежденного элемента.

2. Не требуются дополнительная аппаратура и затраты на заземление нейтрали.

3. Возможность самогашения дуги и самоликвидации части ОЗЗ.

4. Безопасность длительного воздействия перенапряжений, возникающих в переходных режимах ОЗЗ, для элементов с нормальной изоляцией.

5. Простое (в большинстве случаев) решение проблемы защиты и селективной сигнализации устойчивых ОЗЗ.

1. Высокая вероятность возникновения наиболее опасных дуговых перемежающихся ОЗЗ.

2. Высокая вероятность вторичных пробоев изоляции и перехода ОЗЗ в двойные и многоместные замыкания за счет перенапряжений до 3,5Uф mах при дуговых замыканиях.

3. Значительное (в несколько раз) увеличение действующего значения тока в месте повреждения при дуговых перемежающихся ОЗЗ за счет свободных составляющих переходного процесса.

4. Возможность существенных повреждений электрических машин током в месте повреждения, прежде всего, при дуговых перемежающихся ОЗЗ.

5. Возможность возникновения феррорезонансных процессов в сети и повреждений ТН.

6. Высокая степень опасности для человека и животных, находящихся вблизи места ОЗЗ.

7. Ограничения по величине Iс сум на развитие сети.

8. Высокая степень помех по ЛЭП при дуговых ОЗЗ.



Таблица 2. Характеристика режима резонансного заземления нейтрали (компенсированная нейтраль)

Достоинства

Недостатки

1. Возможность работы сети с ОЗЗ до принятия мер по безаварийному отключению поврежденного элемента.

2. Уменьшение тока в месте повреждения (при резонансной настройке ДГР остаточный ток содержит только некомпенсируемые активную составляющую и высшие гармоники).

3. Значительное снижение скорости восстановления напряжения на поврежденной фазе после обрыва дуги тока ОЗЗ.

4. Высокая вероятность (с учетом пп. 2

и 3) самогашения дуги и самоликвидации большей части ОЗЗ (при ограниченных значениях остаточного тока в месте повреждения).

5. Практически исключается возможность возникновения дуговых перемежающихся ОЗЗ.

6. Уменьшение кратности перенапряжений на неповрежденных фазах по сравнению с изолированной нейтралью (до значений 2,5Uф ном при первом пробое изоляции или дуговых прерывистых ОЗЗ).

7. Безопасность длительного воздействия перенапряжений в установившемся и переходном режимах ОЗЗ для элементов

с нормальной изоляцией.

8. Исключается возможность возникновения феррорезонансных процессов в сети.

9. Уменьшение влияния дуговых ОЗЗ на линии связи.

1. Дополнительные затраты на заземление нейтрали через ДГР и устройства для автоматического управления настройкой компенсации.

2. Трудности с решением проблемы защиты и селективной сигнализации ОЗЗ.

3. Возможность возникновения прерывистых дуговых ОЗЗ, сопровождающихся перенапряжениями на неповрежденных фазах до 2,5  

4. Увеличение вероятности возникновения дуговых прерывистых ОЗЗ и максимальных перенапряжений на неповрежденных фазах до (2,6—3)  при расстройках компенсации.

5. Возможность (с учетом пп. 3 и 4) вторичных пробоев в точках сети с ослабленной изоляцией.

6. Невозможность скомпенсировать (без использования специальных устройств) в месте повреждения активную составляющую и высшие гармоники.

7. Увеличение (с учетом п. 6) остаточного тока в месте повреждения с ростом суммарного емкостного тока сети .

8. Ограничения (с учетом п. 7) на развитие сети.



Таблица 3. Характеристики режима высокоомного заземления нейтрали

через резистор

Достоинства

Недостатки

1. Возможность работы сети с ОЗЗ до принятия мер по безаварийному отключению поврежденного элемента (при ограниченных значениях тока замыкания в месте повреждения).

2. Возможность самогашения дуги и самоликвидации части ОЗЗ (при ограниченных значениях тока ОЗЗ в месте повреждения).

 3. Практически исключается возможность возникновения дуговых перемежающихся ОЗЗ.

4. Уменьшение кратности перенапряжений на неповрежденных фазах по сравнению с изолированной нейтралью (до значений 2,5   при первом пробое изоляции или дуговых прерывистых ОЗЗ).

5. Безопасность длительного воздействия перенапряжений в переходных режимах ОЗЗ для элементов с нормальной изоляцией.

6. Практически исключается возможность возникновения феррорезонансных процессов в сети.

7. Простое решение проблемы защиты и сигнализации устойчивых ОЗЗ.

1. Дополнительные затраты на заземление нейтрали сети через резистор.

2. Увеличение тока в месте повреждения.

3. Возможность возникновения прерывистых дуговых ОЗЗ, сопровождающихся перенапряжениями на неповрежденных фазах до 2,5 .

4. Возможность (с учетом п. 3) вторичных пробоев в точках сети с ослабленной изоляцией.

5. Ограничения на развитие сети по величине Iс сум.

6. Утяжеление условий гашения дуги в месте повреждения по сравнению с сетями, работающими с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостного тока ОЗЗ.

7. Большая мощность заземляющего резистора (десятки киловатт) и проблемы с обеспечением его термической стойкости при устойчивых ОЗЗ.



Таблица 4. Характеристики режима низкоомного заземления нейтрали

через резистор

Достоинства

Недостатки

1. Практически исключается возможность дальнейшего развития повреждения, например, перехода ОЗЗ в двойное замыкание на землю или междуфазное КЗ (при быстром отключении поврежденного элемента).

2. Простое решение проблемы защиты от ОЗЗ.

3. Полностью исключается возможность возникновения дуговых прерывистых ОЗЗ (при достаточном для их подавления значении накладываемого активного тока).

4. Уменьшается длительность воздействия на изоляцию элементов сети перенапряжений на неповрежденных фазах в переходных режимах ОЗЗ.

5. Исключается возможность возникновения феррорезонансных процессов в сети.

 6. Уменьшается вероятность поражения людей или животных током ОЗЗ в месте повреждения.

1. Дополнительные затраты на заземление нейтрали сети через резистор.

2. Невозможность работы сети с ОЗЗ.

 3. Увеличение числа отключений оборудования и линий из-за переходов кратковременных самоустраняющихся (при других режимах заземления нейтрали) пробоев изоляции в полные (завершенные) пробои.

4. Возможность увеличения в некоторых случаях объема повреждения оборудования (из-за увеличения тока ОЗЗ).

5. Возможность возникновения дуговых прерывистых ОЗЗ при недостаточно больших значениях накладываемого активного тока.

6. Возможность вторичных пробоев в точках с ослабленной изоляцией за счет перенапряжений на неповрежденных фазах (при первом пробое изоляции до 2,5 ) до ключения защитой поврежденного элемента.

7. Увеличение числа отключений выключателей элементов сети.



При глухом заземлении нейтрали замыкание одной фазы на землю является однофазным КЗ, характеризующимся большим током. Напряжение фаз по отношению к земле при этом не выше фазного номинального; исключаются перемежающиеся дуги. Однофазные КЗ отключаются автоматически. Отключение приводит к перерывам в электроснабжении потребителей.

Другим недостатком глухого заземления (глухозаземленной) нейтрали является значительное усложнение и удорожание заземляющих устройств. Последнее связано с тем, что для систем с большим током замыкания на землю ПУЭ допускают максимальное сопротивление заземляющего контура 0,5 Ом, поэтому число заземляющих электродов должно быть значительным. Вследствие значительного тока однофазного КЗ, который может быть больше тока трехфазного КЗ, глухо заземляют не все нейтрали трансформаторов.




Другие статьи:

Категории электроприемников по надежности электроснабжения (ПУЭ)
УХЛ. Климатические условия работы электрооборудования УХЛ, У, ХЛ.
Степень защиты IP. Степени защиты электрооборудования IP