Σπίτι · ηλεκτρική ασφάλεια · Απομονωμένο ουδέτερο κύκλωμα. Απομονωμένο ουδέτερο. Συσκευή και εργασία. Εφαρμογή

Απομονωμένο ουδέτερο κύκλωμα. Απομονωμένο ουδέτερο. Συσκευή και εργασία. Εφαρμογή

Τα ηλεκτρικά δίκτυα, όπως γνωρίζετε, χωρίζονται ανάλογα με την κατηγορία τάσης - έως και πάνω από 1000V. Το ουδέτερο είναι ένα κοινό σημείο περιέλιξης για μετασχηματιστές και γεννήτριες που συνδέονται σε ένα αστέρι. Εάν το κύκλωμα περιέλιξης είναι τρίγωνο και χρειάζεται μηδέν, τότε μπορούμε να ανακαλέσουμε το κύκλωμα. Θα εξετάσουμε μόνο τα δίκτυα εναλλασσόμενο ρεύμα.

Τύποι ουδέτερης γείωσης σε δίκτυα έως 1 kV

ΣΕ ηλεκτρικά δίκτυατάση έως 1000V, συνηθίζεται να χρησιμοποιούνται τρία ουδέτερα συστήματα γείωσης - αυτά είναι TN, IT, TT. Κάθε ένα από τα γράμματα έχει ένα συγκεκριμένο νόημα, ας το καταλάβουμε:

  • Το 1ο γράμμα περιγράφει πώς γειώνεται ο ουδέτερος του τροφοδοτικού.
    • T (terra) - νεκρή γη ουδέτερο
    • I (απομονώνω) - το ουδέτερο είναι απομονωμένο (και - απομονωμένο, εύκολο να το θυμάστε)
  • Το 2ο γράμμα δείχνει τη μέθοδο γείωσης εκτεθειμένων αγώγιμων μερών (HFC) στη γη
    • N (ουδέτερο) - Τα HFC γειώνονται μέσω του σταθερά γειωμένου ουδέτερου του τροφοδοτικού
    • Τα T - HRE είναι γειωμένα ανεξάρτητα από την παροχή ρεύματος

Με τη σειρά του, το σύστημα TN χωρίζεται σε τρία υποσυστήματα - TN-C, TN-S και TN-C-S. Στο πλαίσιο αυτού του υποσυστήματος, τα τρίτα γράμματα (C - συνδυασμού, S - separe) υποδηλώνουν τον συνδυασμό ή τον διαχωρισμό σε ένα καλώδιο των λειτουργιών του μηδενικού προστατευτικού (PE) και του μηδενικού αγωγού εργασίας (N).

Ας εξετάσουμε τώρα κάθε σύστημα με περισσότερες λεπτομέρειες.

Σύστημα γείωσης TN

Σε αυτό το σύστημα, ο ουδέτερος είναι σταθερά γειωμένος και τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη γειώνονται μέσω αυτού του στερεά γειωμένου ουδέτερου. Στερεά γειωμένο - αυτό σημαίνει ότι ο ουδέτερος συνδέεται απευθείας με τη συσκευή γείωσης (με μπουλόνι, συγκόλληση) ή μέσω χαμηλής αντίστασης (μετασχηματιστής ρεύματος).

Σε δίκτυα έως 1 kV, χρησιμοποιείται γειωμένος ουδέτερος για την τροφοδοσία μονοφασικών και τριφασικών φορτίων.

Σύστημα γείωσης TT

Το σύστημα TT υποθέτει ότι ο ουδέτερος τροφοδοσίας ρεύματος είναι σταθερά γειωμένος και τα HRE του εξοπλισμού γειώνονται από μια συσκευή γείωσης που δεν είναι ηλεκτρικά συνδεδεμένη με το ουδέτερο πηγής. Δηλαδή, δημιουργείται ένας προστατευτικός αγωγός πολυαιθυλενίου στον ίδιο τον καταναλωτή και δεν προέρχεται από πηγή ρεύματος.

Σύστημα γείωσης πληροφορικής


Σε ένα σύστημα πληροφορικής, ο ουδέτερος της γεννήτριας ή του μετασχηματιστή απομονώνεται ή γειώνεται μέσω συσκευών υψηλής σύνθετης αντίστασης και τα HRE γειώνονται ανεξάρτητα. Αυτό το σύστημα δεν συνιστάται για κτίρια κατοικιών, που χρησιμοποιείται όπου το πρώτο σφάλμα γείωσης δεν απαιτεί διακοπή ρεύματος. Αυτές μπορεί να είναι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις με αυξημένες απαιτήσεις για την αξιοπιστία της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας.

Τύποι ουδέτερης γείωσης σε δίκτυα ισχύος άνω του 1kV

Σε δίκτυα με τάσεις πάνω από 1000V, χρησιμοποιείται ένας απομονωμένος (μη γειωμένος) ουδέτερος, ένας αποτελεσματικά γειωμένος ουδέτερος και ένας συντονισμένα γειωμένος ουδέτερος. Ένας νεκρός ουδέτερος χρησιμοποιείται μόνο σε δίκτυα έως 1 kV.


Ιστορικά το πρώτο σύστημα γείωσης. Το ουδέτερο σημείο του τροφοδοτικού δεν είναι συνδεδεμένο στη συσκευή γείωσης. Οι περιελίξεις συνδέονται σε ένα τρίγωνο και αποδεικνύεται ότι δεν υπάρχει σημείο μηδέν. Χρησιμοποιείται για τάση 3-35kV.


Αυτός ο τύπος γείωσης χρησιμοποιείται σε δίκτυα με τάσεις πάνω από 110 kV. Το πλεονέκτημα είναι ότι για μονοφασικές βλάβες σε μη κατεστραμμένες φάσεις, η τάση προς τη γείωση θα είναι 0,8 φάση προς φάση σε κανονική λειτουργία. Σε αυτό το σύστημα, ο ίδιος ο βρόχος γείωσης κατασκευάζεται λαμβάνοντας υπόψη τη ροή υψηλών ρευμάτων βραχυκυκλώματος, γεγονός που τον καθιστά περίπλοκο και ακριβό.


Χρησιμοποιείται σε δίκτυα 3-35kV. Χρησιμοποιείται για τη μείωση του μεγέθους των ρευμάτων βραχυκυκλώματος. Ιστορικά, ήταν ο δεύτερος τρόπος να γειωθεί ο ουδέτερος. Η γείωση μέσω μιας αντίστασης χρησιμοποιείται σε όλο τον κόσμο, μέσω ενός αντιδραστήρα - στις χώρες της πρώην Σοβιετικής Ένωσης.

Γείωση μέσω του αντιδραστήρα - ελλείψει βραχυκυκλώματος, το ρεύμα μέσω του αντιδραστήρα είναι μικρό. Όταν εμφανίζεται σφάλμα φάσης-γης, ένα χωρητικό ρεύμα βραχυκυκλώματος και ένα επαγωγικό ρεύμα αντιδραστήρα ρέουν μέσω του σφάλματος. Αν η τιμή τους είναι ίση, τότε δεν υπάρχει ρεύμα στη θέση του κυκλώματος (φαινόμενο συντονισμού).

Η γείωση μέσω μιας αντίστασης μπορεί να είναι χαμηλής και υψηλής αντίστασης. Η διαφορά στην ποσότητα του ρεύματος που παράγεται από την αντίσταση όταν εμφανίζεται σφάλμα γείωσης. Η υψηλή αντίσταση χρησιμοποιείται σε δίκτυα με χαμηλά χωρητικά ρεύματα, οπότε το βραχυκύκλωμα δεν χρειάζεται να απενεργοποιηθεί αμέσως. Η γείωση χαμηλής αντίστασης, αντίθετα, χρησιμοποιείται για ρεύματα υψηλής χωρητικότητας.

Η επιλογή των τύπων ουδέτερης γείωσης εξαρτάται από τους ακόλουθους παράγοντες:

  • χωρητική τιμή ρεύματος δικτύου
  • αποδεκτή τιμή μονοφασικού βραχυκυκλώματος
  • δυνατότητα απενεργοποίησης μονοφασικού κυκλώματος
  • τύπος και τύπος προστασίας ρελέ
  • ασφάλεια του προσωπικού
  • διαθεσιμότητα αποθεματικού

Αν δεν θέλετε να χάσετε αυτό το υλικό, μοιραστείτε το με τους φίλους σας στα κοινωνικά δίκτυα!

Ένας άλλος τρόπος για να αποφευχθεί η εμφάνιση τόξου και οι σχετικές υπερτάσεις κατά τη διάρκεια ενός μονοφασικού σφάλματος γείωσης είναι η νεκρή γείωση του ουδέτερου. Ένας σταθερά γειωμένος ουδέτερος είναι ένας μετασχηματιστής ή ουδέτερος γεννήτριας που συνδέεται απευθείας σε μια συσκευή γείωσης.

Μονοφασικό σφάλμα γείωσης (π.χ. φάσεις ΕΝΑ)σε συστήματα με κωφούς γειωμένο ουδέτερο(Εικ. 1.5) είναι βραχυκύκλωμα, αφού η κατεστραμμένη φάση βραχυκυκλώνεται μέσω της γείωσης και του ουδέτερου του μετασχηματιστή ή της γεννήτριας. Το ρεύμα στη θέση σφάλματος περιορίζεται μόνο από τις αντιστάσεις των τροφοδοτικών και επομένως είναι ρεύμα βραχυκυκλώματος. Ταυτόχρονα, το ρεύμα σφάλματος πρακτικά δεν είναι: εξαρτάται από την τιμή της αντίστασης μόνωσης και την χωρητικότητα του συστήματος σε σχέση με το έδαφος, καθώς Υ 0 » Υ ΕΝΑ ; Υ 0 » Υ σι ; Υ 0 » Υ ντο ; Υ 0 = l/r 3 , άρα το ρεύμα. μονοφασικό βραχυκύκλωμα γη , πχ φάσεις ΕΝΑ,ορίζεται από την έκφραση

εκείνοι. με κωφή γείωση του ουδέτερου (r 3 -> 0; Y 0 -> ∞) η τιμή Εγώ 3 ΕΝΑ μπορεί να έχει πολύ μεγάλης σημασίας(χιλιάδες αμπέρ). Οι τάσεις των μη κατεστραμμένων φάσεων σε σχέση με τη γη καθορίζονται από το γεωμετρικό άθροισμα των κανονικών τάσεων U " σιΚαι U " ντοκαι μικρά πρόσθετα εξαρτήματα λόγω της αντίστασης των περιελίξεων των μετασχηματιστών και των καλωδίων τροφοδοσίας. αλλά οι ποσότητες U " σιΚαι U " ντολιγότερο από 0,8 U μεγάλο .

Σε περίπτωση μονοφασικής βλάβης γείωσης σε σύστημα με νεκρό ουδέτερο, το μονοφασικό ρεύμα βραχυκυκλώματος καταστέλλει το χωρητικό ρεύμα και ενεργοποιεί την προστασία ρελέ, η οποία αποσυνδέει το κατεστραμμένο τμήμα του συστήματος.

I 3A U’ C U’ B

Ρύζι. 1.5. Τάση συστήματος πάνω από 1000 V με σταθερά γειωμένο ουδέτερο:

α-σχεδιαστικό ισοδύναμο κύκλωμα σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης. β- διανυσματικό διάγραμμα τάσεων.

Η μείωση των μονοφασικών ρευμάτων βραχυκυκλώματος σε ένα σύστημα με σταθερά γειωμένο ουδέτερο επιτυγχάνεται με ουδέτερη γείωση σε ορισμένους μετασχηματιστές συστήματος ή με την εισαγωγή μιας αντίστασης περιορισμού ρεύματος (ενεργό Rή επαγωγική μεγάλο). Η αποκάλυψη του ουδέτερου σε ορισμένους από τους μετασχηματιστές του συστήματος στοχεύει στη μείωση του ρεύματος ενός μονοφασικού βραχυκυκλώματος στην τιμή του ρεύματος ενός βραχυκυκλώματος τριών φάσεων, το οποίο καθορίζει την απαραίτητη ικανότητα διακοπής των διακοπτών κυκλώματος. Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, η μείωση του αριθμού των νεκρών γειωμένων ουδέτερων δεν επιτυγχάνει τον στόχο και η λειτουργία του συστήματος γίνεται πιο περίπλοκη. Στη συνέχεια, πρέπει να καταφύγετε στη γείωση του ουδέτερου των μετασχηματιστών του συστήματος μέσω αντίστασης του ενός ή του άλλου είδους. Αλλά ταυτόχρονα, δεν είναι δυνατό να απαλλαγούμε εντελώς από υπερτάσεις ή αύξηση της τάσης των "υγιών" φάσεων σε σχέση με το έδαφος σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης.

Κατά τη γείωση του ουδέτερου μέσω επαγωγικής αντίδρασης Χ R(αντιδραστήρας), το ρεύμα στη θέση του σφάλματος θα είναι σημαντικά μεγαλύτερο από το χωρητικό ρεύμα σφάλματος γείωσης, αλλά όχι περισσότερο από τις επιτρεπόμενες τιμές, που περιορίζονται από την πιθανότητα ενός σταθερού σφάλματος τόξου στη γη. Οι τάσεις των μη κατεστραμμένων φάσεων σε σχέση με τη γείωση σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης είναι (0,8 ... 1,0) U l (επίπεδο μόνωσης - όπως σε συστήματα με απομονωμένο ουδέτερο). Οι ουδέτεροι αντιδραστήρες αυξάνουν τη σταθερότητα του συστήματος σε περίπτωση μονοφασικών σφαλμάτων γείωσης και περιορίζουν τις υπερτάσεις μεταγωγής σε αποδεκτά όρια.

Κατά τη γείωση του ουδέτερου μέσω ενεργού αντίστασης RΤο ρεύμα στη θέση σφάλματος θα είναι μεγαλύτερο από το χωρητικό ρεύμα σφάλματος γείωσης (αλλά μικρότερο από ό,τι όταν γείωση του ουδέτερου Χ R), και οι τάσεις των μη κατεστραμμένων φάσεων σε σχέση με τη γη μπορεί να είναι υψηλότερες από ό,τι σε ένα σύστημα με απομονωμένο ουδέτερο (1,73 ... 1,9) £ / f. Με τη σωστή τιμή Rη ευστάθεια του συστήματος με μονοφασικά σφάλματα γείωσης είναι συνήθως υψηλότερη από ό,τι με ένα νεκρό ουδέτερο. Από την άποψη των υπερτάσεων μεταγωγής, τα συστήματα με ουδέτερο γειωμένο μέσω R είναι παρόμοια με συστήματα με σταθερά γειωμένο ουδέτερο (το χαμηλότερο). Ουδέτερη γείωση μέσω Rείναι ένα αποτελεσματικό μέτρο για την πρόληψη υπερτάσεων κατά τη διάρκεια μεταβατικών σφαλμάτων γείωσης, όπως Rεκτρέπει τη χωρητικότητα του δικτύου, προκαλώντας μια διαδικασία απεριοδικής εκφόρτισης (τα καλύτερα αποτελέσματα από αυτή την άποψη εμφανίζονται σε τιμή R, ίσος Χ ντο =1 / ιЗωС ή κοντά σε αυτό. Αξιοπιστία ουδέτερης γείωσης Rυψηλότερη από μέσω x p. Οι ενεργές και αντιδραστικές αντιστάσεις περιορισμού ρεύματος, γειώνοντας τον ουδέτερο, συνήθως επιλέγουν μια τέτοια τιμή στην οποία το ρεύμα σφάλματος γείωσης υπερβαίνει το δυνατό μέγιστο ρεύμα φορτίου.

Συστήματα με ουδέτερη γείωση R, σε σύγκριση με ένα σύστημα του οποίου ο ουδέτερος είναι γειωμένος Χ R, έχουν τα ακόλουθα μειονεκτήματα: για να επιτευχθεί ο ίδιος βαθμός περιορισμού του ρεύματος σφάλματος γείωσης, απαιτείται μεγάλη τιμή αντίστασης ( R), δεδομένου ότι η αντίσταση του αντιδραστήρα ( Χ p) προστίθεται αριθμητικά με την επαγωγική αντίδραση του συστήματος, και κατά συνέπεια, η τάση στο σύστημα και η απώλεια ισχύος κατά τα βραχυκυκλώματα είναι μεγαλύτερες. εποικοδομητική εκπλήρωση Rπιο δύσκολο, ειδικά σε συστήματα υψηλής τάσης και υψηλής ισχύος, και το κόστος κατασκευής είναι υψηλότερο από ό,τι για τους αντιδραστήρες (η ψύξη γίνεται πιο δύσκολη).

Έτσι, η εισαγωγή ενός μονοφασικού βραχυκυκλώματος στον ουδέτερο του αντιδραστήρα για τον περιορισμό του ρεύματος είναι ένα πιο οικονομικά εφικτό μέτρο που έχει λάβει την κατάλληλη κατανομή. Το πεδίο εφαρμογής της μεθόδου ουδέτερης γείωσης μέσω ενεργητικής αντίστασης περιορίζεται κυρίως σε γεννήτριες και δίκτυα τάσης γεννήτριας.

Τα κύρια πλεονεκτήματα ενός συστήματος με νεκρή ουδέτερη γείωση είναι τα εξής: σταθεροποιείται το ουδέτερο δυναμικό και εξαλείφεται η πιθανότητα σταθερών τόξων γείωσης και οι συνέπειές τους. διευκολύνεται η λειτουργία της μόνωσης κατά τη διάρκεια σφαλμάτων γης και μεταβατικών περιπτώσεων, γεγονός που καθιστά δυνατή είτε τη μείωση του επιπέδου μόνωσης (και επομένως εξοικονόμηση κόστους), είτε την αύξηση της αξιοπιστίας των εγκαταστάσεων ως αποτέλεσμα μεγαλύτερου περιθωρίου ασφάλειας στη μόνωση ενώ διατήρηση του επιπέδου μόνωσης σε σύγκριση με άλλες μεθόδους ουδέτερης γείωσης. εξασφαλίζεται η εφαρμογή καθαρής, αξιόπιστης, επιλεκτικής και γρήγορης προστασίας ρελέ. διευκολύνεται η λειτουργία του συστήματος σε σχέση με την ουδέτερη λειτουργία.

Ωστόσο, ένα σύστημα με νεκρή ουδέτερη γείωση έχει μια σειρά από μειονεκτήματα: οποιοδήποτε μονοφασικό σφάλμα γείωσης είναι βραχυκύκλωμα και η προστασία ρελέ αποσυνδέει αμέσως το κατεστραμμένο τμήμα, δηλ. διακόπτεται η αδιάλειπτη τροφοδοσία ρεύματος, η οποία απαιτεί τη χρήση συσκευών αυτόματης επαναφοράς υψηλής ταχύτητας για τον περιορισμό των νεκρών σπασίμων και την εφαρμογή συστημάτων με πλεονασμό για τους πιο υπεύθυνους καταναλωτές, γεγονός που οδηγεί σε αυξημένο κόστος, πρόσθετες επενδύσεις και ζημιές από την ανεπαρκή προσφορά προϊόντων ; υπάρχει σημαντική ηλεκτρομαγνητική επίδραση στις γραμμές επικοινωνίας, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση του κόστους προστασίας των τελευταίων. το κόστος της προστασίας ρελέ αυξάνεται λόγω του τριφασικού σχεδιασμού του. τα ρεύματα βραχυκυκλώματος μπορούν να φτάσουν πολύ υψηλές τιμές (υπερβαίνοντας τα τριφασικά ρεύματα βραχυκυκλώματος) κατά τη διάρκεια σφαλμάτων γης, γεγονός που είναι η αιτία δυναμικών καταστροφικών δυνάμεων που επεκτείνονται σε σημαντικό μέρος του συστήματος (βλάβη στο σίδερο του στάτη κατά τη μόνωση βλάβες στο περίβλημα, σπασίματα θήκης καλωδίου, καταστροφή στοιχειοσειρών μονωτή σε καλώδια ρεύματος κ.λπ.). σε υψηλά ρεύματα βραχυκυκλώματος, η ροπή συγχρονισμού μειώνεται (οι σύγχρονοι κινητήρες μπορεί να επιβραδύνουν και οι σταθμοί που λειτουργούν παράλληλα μπορεί να βγουν εκτός συγχρονισμού). υπάρχει κίνδυνος τραυματισμού ατόμων λόγω υψηλών τάσεων επαφής και βήματος λόγω ρευμάτων βραχυκυκλώματος κατά τη διάρκεια μονοφασικού σφάλματος γείωσης. αυξάνουν σημαντικά το κόστος των συσκευών γείωσης.

Η τυφλή γείωση των ουδέτερων ηλεκτρικών εγκαταστάσεων όχι μόνο αποτρέπει την εμφάνιση υπερτάσεων τόξου σε αυτές, αλλά οδηγεί και σε ελαφρύτερη μόνωση σε σχέση με το έδαφος, γεγονός που καθιστά δυνατή τη μείωση του κόστους και η εξοικονόμηση αυξάνεται με την αύξηση της τάσης δικτύου. Από αυτή την άποψη, ο νεκρός ουδέτερος έχει βρει ευρεία εφαρμογή σε συστήματα με τάση 110 kV και άνω. Εάν είναι απαραίτητο να περιοριστεί το ρεύμα ενός μονοφασικού βραχυκυκλώματος, ο ουδέτερος ενός τμήματος των μετασχηματιστών γειώνεται.

Δίκτυα με νεκρό ουδέτερο χρησιμοποιούνται επίσης σε συστήματα με τάσεις έως 1000 V. Συνιστάται η χρήση του σε τριφασικά συστήματα ισχύος με τάση 220 και 380 V με σημαντικά διακλαδισμένο δίκτυο.

Στα σύγχρονα συστήματα ισχύος, τα δίκτυα 110 kV και άνω λειτουργούν με αποτελεσματική γείωση ουδέτερων περιελίξεων μετασχηματιστές ισχύος. Δίκτυα με τάση 35 kV και κάτω λειτουργούν με απομονωμένο ουδέτερο ή γείωση μέσω αντιδραστήρων τόξου.
Κάθε τύπος γείωσης έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του.
Σε δίκτυα με απομονωμένο ουδέτερο μονοφασικό βραχυκύκλωμαστη γείωση δεν θα προκαλέσει βραχυκύκλωμα. Ένα μικρό ρεύμα ρέει στο σφάλμα λόγω της χωρητικότητας των δύο φάσεων στη γείωση. Σημαντικός χωρητικά ρεύματασυνήθως αντισταθμίζονται εν όλω ή εν μέρει με τη συμπερίληψη ενός αντιδραστήρα τόξου στον ουδέτερο μετασχηματιστή. Το υπολειπόμενο χαμηλό ρεύμα ως αποτέλεσμα της αντιστάθμισης δεν είναι σε θέση να διατηρήσει το τόξο στο σφάλμα, επομένως η κατεστραμμένη περιοχή, κατά κανόνα, δεν σβήνει αυτόματα. Ένα μεταλλικό μονοφασικό σφάλμα γείωσης συνοδεύεται από αύξηση της τάσης σε μη κατεστραμμένες φάσεις σε γραμμική και όταν συμβαίνει σφάλμα μέσω τόξου, ενδέχεται να προκύψουν υπερτάσεις που εξαπλώνονται σε ολόκληρο το ηλεκτρικά συνδεδεμένο δίκτυο, το οποίο μπορεί να περιέχει περιοχές με εξασθενημένη μόνωση. Για την προστασία των μετασχηματιστών που λειτουργούν σε δίκτυα με απομονωμένο ουδέτερο ή με αντιστάθμιση χωρητικά ρεύματα, από τις επιδράσεις των αυξημένων τάσεων, η μόνωση των ουδέτερων τους γίνεται για την ίδια κατηγορία τάσης με τη μόνωση των γραμμικών εισόδων. Με αυτό το επίπεδο μόνωσης, δεν απαιτούνται μέσα προστασίας των ουδέτερων, εκτός από απαγωγείς τύπου βαλβίδας που συνδέονται παράλληλα με τον αντιδραστήρα τόξου.
Σε δίκτυα με αποτελεσματική ουδέτερη γείωση (Εικ. 1.19), ένα μονοφασικό σφάλμα γείωσης οδηγεί σε βραχυκύκλωμα. Ρεύμα βραχυκύκλωμαΤο (βραχυκύκλωμα) εκτείνεται από τη θέση του σφάλματος μέσω του εδάφους έως τους γειωμένους ουδέτερους των μετασχηματιστών Τ1Και Τ2κατανέμεται αντίστροφα με την αντίσταση των κλαδιών. Το κατεστραμμένο τμήμα τίθεται εκτός λειτουργίας με τη δράση προστασίας από σφάλματα γείωσης. Μέσω μετασχηματιστών (TKΚαι Τ4),τα ουδέτερα των οποίων δεν έχουν κωφή γείωση, το ρεύμα ενός μονοφασικού βραχυκυκλώματος δεν περνά.
Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι ένα μονοφασικό βραχυκύκλωμα είναι συχνό (έως και το 80% των περιπτώσεων βραχυκυκλώματος στα συστήματα ισχύος είναι μονοφασικά βραχυκυκλώματα) και σοβαρού τύπου βλάβη, λαμβάνονται μέτρα για τη μείωση των ρευμάτων βραχυκυκλώματος. Ένα τέτοιο μέτρο είναι η μερική γείωση των ουδέτερων μετασχηματιστών.
Τα ουδέτερα των αυτομετασχηματιστών δεν είναι γειωμένα, καθώς έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν με την υποχρεωτική γείωση των άκρων της κοινής περιέλιξης.
Ο αριθμός των γειωμένων ουδέτερων σε κάθε τμήμα του δικτύου καθορίζεται με υπολογισμούς και λαμβάνεται ως ελάχιστος. Κατά την επιλογή σημείων γείωσης για ουδέτερους στο σύστημα ισχύος, καθοδηγούνται τόσο από τις απαιτήσεις προστασίας ρελέ όσον αφορά τη διατήρηση των ρευμάτων σφάλματος γείωσης σε ένα ορισμένο επίπεδο όσο και από την εξασφάλιση της προστασίας της μόνωσης των γειωμένων ουδέτερων από υπερτάσεις. Η τελευταία περίσταση οφείλεται στο γεγονός ότι όλοι οι μετασχηματιστές 110-220 kV των οικιακών εγκαταστάσεων έχουν μειωμένο επίπεδο ουδέτερης μόνωσης. Έτσι, για μετασχηματιστές 110 kV με ρύθμιση τάσης υπό φορτίο, το ουδέτερο επίπεδο μόνωσης αντιστοιχεί στην τυπική κατηγορία τάσης των 35 kV, η οποία οφείλεται στη συμπερίληψη συσκευών μεταγωγής με κατηγορία μόνωσης 35 kV από την ουδέτερη πλευρά. Οι μετασχηματιστές 220 kV έχουν επίσης ουδέτερο επίπεδο μόνωσης χαμηλότερο κατά κατηγορία. Σε όλες τις περιπτώσεις, αυτό δίνει ένα σημαντικό οικονομικό αποτέλεσμα και όσο μεγαλύτερο τόσο υψηλότερη είναι η κατηγορία τάσης του μετασχηματιστή.
Η επιλογή του καθορισμένου επιπέδου απομόνωσης των ουδέτερων μετασχηματιστών που προορίζονται για λειτουργία σε δίκτυα με αποτελεσματικά γειωμένο ουδέτερο δικαιολογείται τεχνικά από την τιμή τάσης που μπορεί να εμφανιστεί στον ουδέτερο κατά τη διάρκεια ενός μονοφασικού βραχυκυκλώματος. Και μπορεί να φτάσει σχεδόν το 1/3 της τάσης γραμμής (για παράδειγμα, για δίκτυα 110 kV, περίπου 42 kV - αποτελεσματική αξία). Προφανώς, η μόνωση κλάσης 35 kV του γειωμένου ουδέτερου πρέπει να προστατεύεται από υπερτάσεις. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια διαδρομών (ή συνδέσεων) ανοιχτής φάσης μετασχηματιστών χωρίς φορτίο με απομονωμένο ουδέτερο διαδικασία μετάβασηςσυνοδεύεται από βραχυπρόθεσμες αυξήσεις. Αρκετά αξιόπιστη προστασίαουδέτερα από βραχυπρόθεσμες υπερτάσεις είναι η χρήση απαγωγέων βαλβίδων. Τα ουδέτερα των μετασχηματιστών 110 kV προστατεύονται από απαγωγείς 2xRVS-20 με την υψηλότερη επιτρεπόμενη ενεργή τάση σβέσης 50 kV.
Ωστόσο, η πρακτική δείχνει ότι όχι μόνο οι βραχυπρόθεσμες υπερτάσεις μπορούν να επηρεάσουν τον ουδέτερο των μετασχηματιστών. Τα ουδέτερα μπορεί να επηρεαστούν από την τάση φάσης συχνότητας ισχύος (για δίκτυα 110 kV 65-67 kV), η οποία είναι επικίνδυνη τόσο για τη μόνωση του μετασχηματιστή όσο και για τον απαγωγέα στο ουδέτερο του. Μια τέτοια τάση μπορεί να εμφανιστεί και να παραμείνει απαρατήρητη για μεγάλο χρονικό διάστημα (δεκάδες λεπτά) σε λειτουργίες μεταγωγής ανοιχτής φάσης από διακόπτες, αποζεύκτες και διαχωριστές μη φορτωμένων μετασχηματιστών, καθώς και σε ορισμένες καταστάσεις έκτακτης ανάγκης.

Ρύζι. 1.19..

Εναλλαγή ανοιχτής φάσης μετασχηματιστών χωρίς φορτίο. Στο σχ. Το 1.20 δείχνει έναν τριφασικό μετασχηματιστή με απομονωμένο ουδέτερο. Από διανυσματικό διάγραμμαμπορεί να φανεί ότι με μια συμμετρική τάση δικτύου και παραμέτρους κυκλώματος, τα ρεύματα μαγνήτισης και οι μαγνητικές ροές στον πυρήνα είναι επίσης συμμετρικά, δηλ., και η τάση στο ουδέτερο είναι μηδέν.
Όταν ένας μετασχηματιστής εναλλάσσεται φάση προς φάση, η ηλεκτρική και μαγνητική του κατάσταση αλλάζει. Ενεργοποίηση του μετασχηματιστή από την πλευρά της περιέλιξης που συνδέεται με το αστέρι, με δύο φάσεις (Εικ. 1. 20, σι)οδηγεί στην εξαφάνιση της ροής φάΜεκαι η εμφάνιση στον ουδέτερο και στην αποσυνδεδεμένη φάση τάσης ίσης με το ήμισυ της φάσης:


Τάση σε ανοιχτές επαφές συσκευή μεταγωγής

Όταν εφαρμόζεται τάση σε μία φάση, όλες οι περιελίξεις του μετασχηματιστή και ο ουδέτερος του θα ενεργοποιούνται από τη φάση μεταγωγής. Μεταξύ των ανοιχτών επαφών της συσκευής, η τάση ρε U = U μεγάλο .
Κατά τη λειτουργία, η καθυστέρηση στην εξάλειψη των λειτουργιών ανοικτής φάσης των μετασχηματιστών χωρίς φορτίο έχει οδηγήσει επανειλημμένα σε ατυχήματα. Το καλύτερο μέτρο για την προστασία της μειωμένης μόνωσης των μετασχηματιστών από επικίνδυνες τάσεις είναι η κωφή γείωση των ουδετέρων τους. Επομένως, πριν από την ενεργοποίηση ή αποσύνδεση από το δίκτυο (αποζεύκτες, διαχωριστές ή διακόπτες αέρα) των μετασχηματιστών 110-220 kV, στους οποίους ο ουδέτερος προστατεύεται από απαγωγείς βαλβίδων, είναι απαραίτητο να γειωθεί ο ουδέτερος της περιέλιξης που είναι ενεργοποιημένος. υπό τάση ή απενεργοποιημένο, εάν δεν είναι συνδεδεμένος στους ίδιους διαύλους ή στη γραμμή τροφοδοσίας άλλος μετασχηματιστής με γειωμένο ουδέτερο.
Οι δοκιμές έχουν δείξει ότι η κωφή γείωση του ουδέτερου μετασχηματιστή διευκολύνει τις διαδικασίες απενεργοποίησης και ενεργοποίησης των ρευμάτων μαγνήτισης. Το τόξο καίει λιγότερο έντονα όταν ο μετασχηματιστής είναι απενεργοποιημένος και σβήνει γρήγορα.
Η αποσύνδεση του διακόπτη γείωσης στο ουδέτερο ενός μετασχηματιστή που λειτουργεί κανονικά με γειωμένο ουδέτερο προστατευμένο από απαγωγέα υπερτάσεων θα πρέπει να πραγματοποιείται αμέσως μετά την ενεργοποίηση της τάσης και τον έλεγχο της ενεργοποίησης πλήρους φάσης της συσκευής μεταγωγής. Είναι αδύνατο να αφήσετε το γειωμένο ουδέτερο για μεγάλο χρονικό διάστημα, εάν αυτό δεν προβλέπεται από τη λειτουργία του δικτύου. Με τη γείωση του ουδέτερου, γίνεται αλλαγή στην κατανομή των ρευμάτων μηδενικής ακολουθίας και παραβιάζεται η επιλεκτικότητα της προστασίας από μονοφασικά σφάλματα γείωσης.
Τα σχήματα ισχύος από γραμμές μονής και διπλής διέλευσης υποσταθμών 110-220 kV, κατασκευασμένα σύμφωνα με απλουστευμένα σχήματα, χρησιμοποιούνται πλέον ευρέως. Ο αριθμός των μετασχηματιστών που συνδέονται στη γραμμή δεν ρυθμίζεται και φτάνει τους τέσσερις ή τους πέντε. Εάν δύο ή περισσότεροι μετασχηματιστές είναι συνδεδεμένοι στη γραμμή (Εικ. 1.21), τότε είναι σκόπιμο να έχετε συνεχώς (ή κατά τη διάρκεια των λειτουργιών) τουλάχιστον ένας από αυτούς να έχει νεκρή ουδέτερη γείωση (μετασχηματιστές Τ2Και TKστο σχ. 1.21). Αυτό θα αποφύγει την εμφάνιση επικίνδυνων τάσεων στους απομονωμένους ουδέτερους άλλων μετασχηματιστών σε περίπτωση τροφοδοσίας τάσης ανοικτής φάσης στη γραμμή μαζί με τους μετασχηματιστές που είναι συνδεδεμένοι σε αυτήν.
Ναι, στο μονοφασική σύνδεση(φάση ΣΕ)γραμμή τροφοδοσίας υπό τάση (Εικ. 1.22, α) στους πυρήνες των αποσυνδεδεμένων φάσεων ενός μετασχηματιστή με νεκρό ουδέτερο Τ 1 στενή μαγνητική ροή φά σιμη αποσυνδεδεμένη φάση. Θα προκαλέσει στις περιελίξεις φάσης ΕΝΑΚαι ΜΕκατά προσέγγιση ίσον εμφαμοιβαία επαγωγή μι ΕΝΑΚαι μιΜε.Μετασχηματιστής Τ 1 θα είναι σε ισορροπημένη μονοφασική λειτουργία.
Με ένα μονοφασικό συμμετρικό σύστημα τάσεων στους γραμμικούς ακροδέκτες του μετασχηματιστή (το άθροισμα αυτών των τάσεων είναι μηδέν), η τάση στο μη γειωμένο ουδέτερο Τ2σε σχέση με το έδαφος είναι επίσης μηδέν:

Οπου
Με διφασική μεταγωγή (φάσεις ΕΝΑΚαι ΣΕ)γραμμή τροφοδοσίας (Εικ. 1.22, β) ο πυρήνας της αποσυνδεδεμένης φάσης κλείνει τη συνολική μαγνητική ροή φά ΕΝΑ +φά σι =-φά ντο, που θα προκαλέσει αμοιβαία επαγωγή EMF στην περιέλιξη της αποσυνδεδεμένης φάσης μι ντο, ίση σε τιμή και κατεύθυνση με την τάση φάσης U ντοαν ήταν ενεργοποιημένο. Έτσι, σχηματίζεται ένα συμμετρικό τριφασικό σύστημα τάσης στις εισόδους γραμμής όλων των μετασχηματιστών που συνδέονται με τη γραμμή, στην οποία η τάση στον απομονωμένο ουδέτερο του μετασχηματιστή Τ2ισούται με μηδέν:

Οπου



Ρύζι. 1.20. Πλήρης φάση (α) και δύο φάσεις (β) τρόποι ενεργοποίησης μετασχηματιστή χωρίς φορτίο με απομονωμένο ουδέτερο



Ρύζι. 1.21.

Σε δίκτυα με αποτελεσματικά γειωμένο ουδέτερο, μετασχηματιστές υπόκεινται σε επικίνδυνες υπερτάσεις σε συνθήκες έκτακτης ανάγκης,όταν, για παράδειγμα, όταν ένα καλώδιο σπάσει και συνδεθεί στη γείωση, για τον έναν ή τον άλλο λόγο, εκχωρείται ένα τμήμα του δικτύου που δεν έχει γειωμένο ουδέτερο στην πλευρά της πηγής ρεύματος. Σε ένα τέτοιο τμήμα, η τάση στα ουδέτερα των μετασχηματιστών γίνεται ίση σε τιμή και αντίστροφη ως ένδειξη του EMF της γειωμένης φάσης και η τάση των άθικτης φάσεων σε σχέση με τη γείωση αυξάνεται σε γραμμική. Οι υπερτάσεις που προκύπτουν σε αυτή την περίπτωση ως αποτέλεσμα της ταλαντωτικής επαναφόρτισης των χωρητικοτήτων φάσης προς το έδαφος αποτελούν σοβαρό κίνδυνο για τη μόνωση των μετασχηματιστών και του λοιπού εξοπλισμού του χώρου.
Σε δίκτυα με αποτελεσματικά γειωμένο ουδέτερο, σε περίπτωση που μέρος του δικτύου μεταβεί σε απομονωμένη ουδέτερη λειτουργία από σφάλματα γείωσης, παρέχονται προστασίες που ανταποκρίνονται σε τάση μηδενικής ακολουθίας 3 U Ο, που εμφανίζεται στους ανοικτούς ακροδέκτες τριγώνου του μετασχηματιστή τάσης όταν η φάση είναι συνδεδεμένη με τη γείωση. Οι προστασίες δρουν για να σκοντάψουν τους διακόπτες των μετασχηματιστών με μη γειωμένο ουδέτερο. Η προστασία γείωσης στο δίκτυο έχει ρυθμιστεί με τέτοιο τρόπο ώστε σε περίπτωση μονοφασικής βλάβης να απενεργοποιούνται πρώτα οι μετασχηματιστές που τροφοδοτούν το δίκτυο με απομονωμένο ουδέτερο και μετά οι μετασχηματιστές με γειωμένο ουδέτερο. Σε αυτούς τους υποσταθμούς 110 kV όπου οι μετασχηματιστές ισχύος δεν μπορούν να τροφοδοτηθούν από την πλευρά της μέσης τάσης και της χαμηλής τάσης, δεν έχει εγκατασταθεί τέτοια προστασία από σφάλματα γείωσης και δεν πραγματοποιείται επίσης νεκρή γείωση των ουδέτερων.
Συστάσεις για το λειτουργικό προσωπικό. Με βάση τα παραπάνω, μπορούν να γίνουν οι ακόλουθες συστάσεις στο επιχειρησιακό προσωπικό.
Όταν οι μετασχηματιστές ισχύος αφαιρούνται για επισκευή, καθώς και αλλαγές στα κυκλώματα του υποσταθμού, είναι απαραίτητο να παρακολουθείται η διατήρηση του ουδέτερου τρόπου γείωσης που υιοθετείται στο σύστημα ισχύος και να μην επιτρέπεται κατά τη μεταγωγή σε δίκτυα με αποτελεσματικά γειωμένο ουδέτερο, την κατανομή τμημάτων χωρίς ουδέτερη γείωση στους μετασχηματιστές που τροφοδοτούν το δίκτυο.
Προκειμένου να αποφευχθεί η αυτόματη κατανομή τέτοιων τμημάτων σε κάθε σύστημα ζυγών υποσταθμού, όπου είναι δυνατή η παροχή ρεύματος από δίκτυο διαφορετικής τάσης, είναι επιθυμητό να υπάρχει ένας μετασχηματιστής με γειωμένο ουδέτερο με τρέχουσα προστασίαμηδενική ακολουθία. Εάν ένας μετασχηματιστής του οποίου ο ουδέτερος είναι γειωμένος αφαιρεθεί για επισκευή, είναι απαραίτητο να γειωθεί πρώτα ο ουδέτερος ενός άλλου μετασχηματιστή που λειτουργεί παράλληλα με αυτόν.
Χωρίς αλλαγή της θέσης των ουδέτερων άλλων μετασχηματιστών, οι μετασχηματιστές με απομονωμένο ουδέτερο αποσυνδέονται (παλιομοδίτικοι μετασχηματιστές με μόνωση μολύβδου ίσης αντοχής) ή ένας ουδέτερος που προστατεύεται από απαγωγέα βαλβίδας.

Δίκτυο με αποτελεσματική ουδέτερη γείωση - ένα δίκτυο στο οποίο γειώνεται τα περισσότερα απόουδέτερες περιελίξεις μετασχηματιστών ισχύος. Σε περίπτωση μονοφασικού βραχυκυκλώματος σε ένα τέτοιο δίκτυο, η τάση σε μη κατεστραμμένες φάσεις δεν πρέπει να υπερβαίνει την τάση 1,4 φάσης της κανονικής λειτουργίας του σετ. Στην ΕΣΣΔ, τα δίκτυα με τάση 110 kV και άνω, που λειτουργούν, κατά κανόνα, με σταθερά γειωμένο ουδέτερο, ταξινομούνται ως δίκτυα με αποτελεσματικά γειωμένο ουδέτερο.

Η αποσύνδεση ανοιχτής φάσης (ενεργοποίηση) ονομάζεται μεταγωγή, κατά την οποία οι διακόπτες, οι αποζεύκτες ή οι διαχωριστές στο κύκλωμα αποδεικνύονται ότι είναι ενεργοποιημένοι όχι από τρεις, αλλά από δύο ή ακόμα και μία φάση

Στη διαδικασία μεταφοράς, διανομής και κατανάλωσης ηλεκτρική ενέργειαχρησιμοποιείται ένα συμμετρικό σύστημα τριών φάσεων. Μια τέτοια συμμετρία μπορεί να επιτευχθεί φέρνοντας το γραμμικό και τάσεις φάσης. Επομένως, δημιουργείται ένα ομοιόμορφο φορτίο ρεύματος σε όλες τις φάσεις, ίση μετατόπιση φάσης τάσεων και ρευμάτων.

Αλλά κατά τη λειτουργία ενός τέτοιου συστήματος, εμφανίζονται συχνά καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, που οδηγούν σε διάφορες δυσλειτουργίες των αγωγών. Ως αποτέλεσμα, υπάρχει παραβίαση της συμμετρίας τριφασικό σύστημα. Τέτοιες παραβιάσεις πρέπει να διορθώνονται γρήγορα. Εχει μεγάλη επιρροήταχύτητα προστασίας ρελέ.

Η σωστή λειτουργία του εξαρτάται από τους ουδέτερους, οι οποίοι είναι μονωμένοι ή σταθερά γειωμένοι. Καθένα από αυτά έχει τα δικά του μειονεκτήματα και πλεονεκτήματα και χρησιμοποιείται σε κατάλληλες συνθήκες εργασίας. Η κανονική λειτουργία του εξαρτάται από την τεχνική κατάσταση της προστασίας ρελέ.

Συσκευή

Απομονωμένο ουδέτεροδημιουργεί μια λειτουργία που έχει βρει εφαρμογή στα ρωσικά συστήματα ισχύος για, καθώς και στις γεννήτριες. Τα ουδέτερα σημεία τους δεν συνδέονται με τον βρόχο γείωσης. Σε δίκτυα υψηλής τάσης (από 6 έως 10 kV), δεν απαιτείται ουδέτερο σημείο, καθώς οι περιελίξεις του μετασχηματιστή κατασκευάζονται σύμφωνα με το σχήμα του τριγώνου.

Σύμφωνα με τους κανόνες, είναι δυνατό να περιοριστεί η απομονωμένη ουδέτερη λειτουργία στο ρεύμα χωρητικότητας. Αυτό το ρεύμα εμφανίζεται όταν μια φάση είναι κλειστή.

Το ρεύμα σφάλματος μπορεί να αντισταθμιστεί με τη χρήση αντιδραστήρων σβέσης τόξου στις ακόλουθες περιπτώσεις:

  • Ρεύμα πάνω από 30 A, τάση από 3 έως 6 kV.
  • Το ρεύμα είναι περισσότερο από 20 A, η τάση είναι 10 kV.
  • Ρεύμα πάνω από 15 A, τάση από 15 έως 20 kV.
  • Ρεύμα πάνω από 10 A, τάση από 3 έως 20 kV, με στηρίγματα γραμμών μεταφοράς ισχύος.
  • Όλα τα δίκτυα τροφοδοσίας για τάση 35 kV.
  • Στην ομάδα "γεννήτρια-μετασχηματιστή" με φορτίο 5 Α και τάση στη γεννήτρια από 6 έως 20 kV.

Επιτρέπεται η αντιστάθμιση του ρεύματος σφάλματος στο κύκλωμα γείωσης αντικαθιστώντας το με ουδέτερη γείωση με ειδική αντίσταση. Σε αυτήν την περίπτωση, η σειρά προστασίας του ρελέ θα αλλάξει. Ο απομονωμένος ουδέτερος γειώθηκε για πρώτη φορά ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣμε μικρή τάση.

Σε οικιακά δίκτυα ισχύος, χρησιμοποιείται απομονωμένος ουδέτερος:

Σε δίκτυα DC 2 καλωδίων.
Σε τριφασικά δίκτυα AC έως 1 kV.
Σε δίκτυα 3 φάσεων από 6 έως 35 kilovolt, παρέχονται αποδεκτό ρεύμακλεισίματα.
Σε δίκτυα χαμηλής τάσης με προστατευτικές διατάξεις με τη μορφή διαχωριστικών μετασχηματιστών, προστατευτική μόνωση, για τη δημιουργία ενός ασφαλούς ανθρώπινου περιβάλλοντος.

Λειτουργική αρχή

Ο απομονωμένος ουδέτερος χρησιμοποιείται σε κυκλώματα τροφοδοσίας σε περιπτώσεις σύνδεσης δευτερεύουσες περιελίξειςμετασχηματιστές σύμφωνα με το σχήμα του τριγώνου, καθώς και όταν είναι αδύνατο να απενεργοποιήσετε την τροφοδοσία σε περίπτωση ατυχήματος. Επομένως, δεν υπάρχει ουδέτερο σημείο.

Ένα σφάλμα φάσης-γης δεν θεωρείται βραχυκυκλωμένο σε ένα απομονωμένο-ουδέτερο δίκτυο, καθώς δεν υπάρχει σύνδεση μεταξύ της γείωσης και των αγωγών του δικτύου. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν θα υπάρχει ρεύμα διαρροής όταν είναι κλειστό.

Αυτό συμβαίνει γιατί η μόνωση του καλωδίου δεν είναι ένα απόλυτο διηλεκτρικό, όπως άλλοι μονωτές, που έχουν μια ορισμένη ελάχιστη αγωγιμότητα. Όσο μεγαλύτερη είναι η γραμμή, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα διαρροής. Φανταστείτε έναν πυρήνα καλωδίου με επένδυση πυκνωτή. Το δεύτερο στρώμα θα είναι το έδαφος. Ο αέρας και η μόνωση θα είναι το διηλεκτρικό μεταξύ των ενεργών μερών χωρίς τάση και του καλωδίου. Η χωρητικότητα ενός τέτοιου φανταστικού πυκνωτή θα είναι όσο μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερη είναι η γραμμή μεταφοράς.


Ένα δίκτυο με απομονωμένο ουδέτερο είναι ένα κύκλωμα αντικατάστασης, λαμβάνοντας υπόψη την ειδική ηλεκτρική χωρητικότητα του δικτύου και την αντίσταση μόνωσης. Αυτό φαίνεται στο σχήμα.

Τέτοια εξαρτήματα κυκλώματος δημιουργούν ρεύμα διαρροής. Στο διάφορες συνθήκεςΣε τέτοια δίκτυα 380 βολτ, το ρεύμα διαρροής είναι αμελητέα και ανέρχεται σε λίγα χιλιοστά αμπέρ. Παρόλα αυτά, ένα τέτοιο βραχυκύκλωμα οδηγεί σε αστοχία δικτύου, αν και το δίκτυο μπορεί να εξακολουθεί να λειτουργεί για κάποιο χρονικό διάστημα.

Δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι σε παρόμοια δίκτυα, όταν η 1-φάση είναι κλειστή στο έδαφος, η τάση μεταξύ του εδάφους και των επισκευάσιμων φάσεων αυξάνεται σημαντικά. Αυτή η τάση πλησιάζει τα 380 βολτ (τάση γραμμής). Το γεγονός αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ηλεκτροπληξίαηλεκτρολόγοι.

Επίσης, ένας απομονωμένος ουδέτερος, όταν μια φάση βραχυκυκλώνεται με τη γείωση, συμβάλλει στη διάσπαση της μόνωσης και στην εμφάνιση βραχυκυκλώματος σε άλλες φάσεις, δηλαδή μπορεί να προκύψει βραχυκύκλωμα ενδιάμεσης φάσης με υψηλά ρεύματα. Για την παροχή προστασίας σε μια τέτοια κατάσταση, χρειάζονται ασφαλειακοί σύνδεσμοι ή διακόπτες κυκλώματος.

Ένα σφάλμα διπλής γείωσης είναι πολύ επικίνδυνο για τους εργαζόμενους στο δίκτυο. Επομένως, εάν υπάρχει μονοφασικό βραχυκύκλωμα στο δίκτυο, τότε ένα τέτοιο δίκτυο θεωρείται έκτακτης ανάγκης, αφού οι συνθήκες ασφαλείας μειώνονται απότομα. Η παρουσία «γείωσης» αυξάνει τον κίνδυνο ηλεκτροπληξίας όταν αγγίζετε ηλεκτροφόρα μέρη. Επομένως, τα βραχυκυκλώματα έστω και μιας φάσης προς τη γείωση πρέπει να εξαλειφθούν αμέσως.

Η ασήμαντη τιμή του ρεύματος σφάλματος 1 φάσης με έναν απομονωμένο ουδέτερο είναι ο λόγος για έναν τέτοιο παράγοντα που δεν μπορεί να αποσυνδεθεί ένα τέτοιο σφάλμα και. Επομένως, θα απαιτηθούν βοηθητικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις ρελέ που θα προειδοποιούν για λειτουργία έκτακτης ανάγκης.

Αυτό το σύστημα ισχύος απαιτεί σημαντικό αριθμό συναγερμών και προστατευτικές συσκευές, και επιβάλλονται υψηλά προσόντα στους εργαζόμενους που εξυπηρετούν τα δίκτυα.

Πλεονεκτήματα

Η λειτουργία απομονωμένης ουδέτερης λειτουργίας έχει το πλεονέκτημα ότι δεν χρειάζεται να απενεργοποιήσετε αμέσως το πρώτο σφάλμα γείωσης 1 φάσης. Ένα μικρό ρεύμα εμφανίζεται στα σημεία σφάλματος, που παρέχονται μικρή χωρητικότηταρεύμα προς τη γείωση.

Αυτή η λειτουργία χρησιμοποιείται σε περιορισμένο βαθμό, καθώς έχει αρκετά σοβαρά μειονεκτήματα.

Ελαττώματα

  • Δύσκολη αντιμετώπιση προβλημάτων.
  • Όλες οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις πρέπει να είναι απομονωμένες στην τάση γραμμής.
  • Εάν το κύκλωμα συνεχιστεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, τότε υπάρχει πραγματικός κίνδυνος ηλεκτροπληξίας σε ένα άτομο.
  • Με βραχυκυκλώματα 1 φάσης, δεν διασφαλίζεται η κανονική λειτουργία της προστασίας ρελέ, καθώς η τιμή του πραγματικού ρεύματος σφάλματος εξαρτάται άμεσα από τη λειτουργία του δικτύου τροφοδοσίας, δηλαδή από τον αριθμό των συνδεδεμένων διακλαδώσεων κυκλώματος.
  • Η διάρκεια ζωής της μόνωσης μειώνεται λόγω της σταδιακής συσσώρευσης ελαττωμάτων λόγω της έκθεσης σε υπερτάσεις τόξου για μεγάλο χρονικό διάστημα.
  • Μπορεί να εμφανιστεί ζημιά σε διάφορα μέρηλόγω βλάβης της μόνωσης σε άλλα σημεία όπου εμφανίζονται υπερτάσεις τόξου. Επομένως, πολλά καλώδια αποτυγχάνουν, όπως οι ηλεκτροκινητήρες και άλλες ηλεκτρικές εγκαταστάσεις.
  • Μπορεί να εμφανιστούν υπερτάσεις τόξου, τόξα χαμηλού ρεύματος σε σημεία σφάλματος γείωσης 1 φάσης.

Ως αποτέλεσμα, μπορεί να ειπωθεί ότι ένας σημαντικός αριθμός μειονεκτημάτων υπερτερεί όλων των πλεονεκτημάτων αυτής της λειτουργίας γείωσης. Αλλά υπό ορισμένες προϋποθέσεις, αυτή η μέθοδος δείχνει πλήρως την αποτελεσματικότητά της και δεν παραβιάζει τις απαιτήσεις των κανόνων των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων.

Είναι γνωστό ότι σε καλώδιο και εναέριες γραμμέςθρέψη υποσταθμοί μετασχηματιστώνυπάρχουν υψηλές τάσεις, κατά τη μετάδοση των οποίων είναι ιδιαίτερα σημαντικό να τηρούνται οι προφυλάξεις ασφαλείας. Όπως τα συστήματα τροφοδοσίας 380 Volt, οι γραμμές υψηλής τάσης (VL) ενεργοποιούνται σύμφωνα με σχέδια που παρέχουν αποτελεσματική προστασίααπό ζημιές από τάσεις που δρουν στο κύκλωμα. Ταυτόχρονα, σύμφωνα με Απαιτήσεις PUEτο ουδέτερο σημείο του μετασχηματιστή τροφοδοσίας (ουδέτερο) είναι πιο συχνά αξιόπιστα γειωμένο, δηλαδή συνδέεται με μια συσκευή γείωσης ειδικά εξοπλισμένη για το σκοπό αυτό - έναν φορτιστή.

Τρόποι ενεργοποίησης του ουδέτερου

Οι ιδιαιτερότητες της λειτουργίας των συστημάτων υψηλής τάσης (HV) είναι ότι σε περίπτωση διακοπής ή ζημιάς στη γραμμή, συνοδευόμενη από βραχυκύκλωμα ξεχωριστό σύρμαγείωση, τα ρεύματα διαρροής μπορεί να είναι πολύ υψηλά. Συνεπώς, τα μέτρα προστασίας που λαμβάνονται σε τέτοια δίκτυα διαφέρουν σημαντικά από εκείνα στα κυκλώματα τελικού χρήστη.

Για δίκτυα 6-35 kilovolt, οι ουδέτεροι τρόποι γείωσης που αναφέρονται παρακάτω είναι τυπικοί:

  • απευθείας σύνδεση με το φορτιστή, εξοπλισμένο απευθείας στον υποσταθμό ή στον πόλο υψηλής τάσης (στερεά γειωμένο ουδέτερο γείωσης).
  • σύνδεση μέσω ειδικού αντιδραστήρα τόξου ή αντισταθμιστή.
  • τη χρήση ενός συστήματος γείωσης για αυτούς τους σκοπούς, στο οποίο ο ουδέτερος συνδέεται μέσω μιας αντίστασης.
  • χωρίς σύνδεση με το φορτιστή εντός των ορίων της προστατευόμενης γραμμής ή αντικειμένου (απομονωμένος ουδέτερος).

Η εγκατάσταση ειδικών αντισταθμιστικών στοιχείων στο κύκλωμα σύνδεσης του ουδέτερου αγωγού βοηθά στη μείωση των χωρητικών στοιχείων των ρευμάτων βραχυκυκλώματος. Κατά τη λειτουργία ενός τέτοιου κυκλώματος, αυτά τα ρεύματα μπορούν να εξουδετερωθούν λόγω μιας ομαλής αλλαγής στην επαγωγή του πηνίου, η τάση στο οποίο έχει αντίστροφη φάση.

Σε μια ορισμένη τιμή, η αυτεπαγωγή πέφτει στο μηδέν. Για να βελτιωθεί η απόδοση μιας τέτοιας γείωσης, μια αντίσταση συνδέεται παράλληλα με την επαγωγή, η οποία παρέχει συνθήκες για τη ροή του ενεργού στοιχείου του ρεύματος που χρησιμοποιείται για τη λειτουργία του ρελέ προστασίας υψηλής τάσης. Άλλες επιλογές για την ενεργοποίηση του ουδέτερου θα συζητηθούν ξεχωριστά παρακάτω.

Κάθε ένα από αυτά τα σχήματα απαιτεί μια υποχρεωτική συσκευή στην πλευρά λήψης ενός ξεχωριστού φορτιστή που παρέχει εκ νέου γείωση του ουδέτερου και δημιουργεί ασφαλείς συνθήκεςΛειτουργία VL.

Χωρίς αυτή τη συσκευή, τα χρησιμοποιούμενα κυκλώματα μεταγωγής δεν μπορούν να εκπληρώσουν αποτελεσματικά τα κυκλώματα τους προστατευτικές λειτουργίες, γιατί σε περίπτωση τυχαίας θραύσης στον ουδέτερο αγωγό, ο ηλεκτρικός εξοπλισμός των υποσταθμών θα παραμείνει απροστάτευτος.

Είναι δυνατή μια άλλη επιλογή, στην οποία η ουδέτερη γείωση σε δίκτυα 6-35 kV πραγματοποιείται μέσω της συμπερίληψης κοινό σημέιοστο δίκτυο τροφοδοσίας, που ονομάζεται αποτελεσματική γείωση και υλοποιείται μέσω της δημιουργίας πρακτικά ιδανικές συνθήκεςγια την αποστράγγιση του ρεύματος στη γείωση. Ωστόσο, θεωρείται πολύ ακριβό και συνήθως χρησιμοποιείται μόνο σε υποσταθμούς τροφοδοσίας με τάσεις εισόδου 110 κιλοβολτ και άνω.

Συστήματα με απομονωμένο ουδέτερο από τη γη

Ο τρόπος λειτουργίας των δικτύων με απομονωμένο ουδέτερο είναι αρκετά κοινός στις περισσότερες περιοχές της Ρωσίας. Με αυτή τη μέθοδο σύνδεσης, το ουδέτερο σημείο της γεννήτριας τροφοδοσίας (μετασχηματιστής) με τη διάταξη των περιελίξεων σύμφωνα με το σχήμα "τρίγωνο" παραμένει μη γειωμένο.

Ο λόγος για τη ζήτηση για την υπό εξέταση επιλογή είναι ότι με αυτό το ουδέτερο σχήμα σύνδεσης, οποιοδήποτε βραχυκύκλωμα φάσης-γείωσης δεν μπορεί να θεωρηθεί βραχυκύκλωμα (λόγω της έλλειψης επικοινωνίας μέσω της γείωσης). Επιπλέον, σε μια τέτοια κατάσταση έκτακτης ανάγκης, το δίκτυο υψηλής τάσης μπορεί να λειτουργήσει χωρίς μεγάλη ζημιά για αρκετές ώρες.

Άλλα πλεονεκτήματα αυτού του κυκλώματος περιλαμβάνουν τα χαμηλά ρεύματα στο σημείο του σφάλματος μίας φάσης προς τη γη (OSZ) λόγω της ασήμαντης χωρητικότητας του δικτύου σε σχέση με το έδαφος.

Σπουδαίος! Κυματικά ρεύματα στο αυτή την επιλογήη ενεργοποίηση είναι πολύ μικρότερη από ό,τι στην περίπτωση σφαλμάτων φάσης-φάσης, κάτι που είναι ένα άλλο πλεονέκτημα αυτών των δικτύων.

Από αυτή την άποψη, τέτοια συστήματα δεν χρειάζονται ειδικά μέσα ταχείας δράσης προστασίας από SPE, γεγονός που μειώνει σημαντικά το κόστος λειτουργίας τους.

Στον αριθμό σημαντικές ελλείψειςμια τέτοια σύνδεση θα πρέπει να περιλαμβάνει:

  • η πιθανότητα σχηματισμού υπέρτασης με φαινόμενα τόξου και σχετικά μικρά ρεύματα (έως δεκάδες αμπέρ) στο σημείο SPZ.
  • τη σχετική πιθανότητα βλάβης σε καλώδια ή εξοπλισμό υψηλής τάσης λόγω καταστροφής της μόνωσης λόγω υπερτάσεων τόξου·
  • την απαίτηση να λαμβάνεται υπόψη η αυξημένη τάση (γραμμική 380 Volt), εάν είναι απαραίτητο, για την αξιόπιστη απομόνωση του γραμμικού ηλεκτρικού εξοπλισμού·
  • δυσκολία στην αναγνώριση ακριβής τοποθεσίαβλάβη.

Έτσι, πριν επιλέξετε αυτή τη μέθοδο σύνδεσης του ουδέτερου, πρέπει να ληφθούν υπόψη όλα τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα, καθώς και να υπολογιστεί πιθανές συνέπειεςκαταστάσεις έκτακτης ανάγκης.

μέσω χαμηλής αντίστασης

Η γείωση του ουδέτερου με μια μικρή ονομαστική αντίσταση εφαρμόζεται ευρέως σε λίγες μόνο χώρες (ιδίως στη Ρωσία και τη Λευκορωσία). Ταυτόχρονα, φαίνεται πιο λογικό να χρησιμοποιείται μια αντίσταση υψηλής αντίστασης (RB-mode) σε αυτά τα κυκλώματα, η οποία παρέχει χαμηλό επίπεδο υπερτάσεων στη λειτουργία SFG.


Άλλοι τύποι ουδέτερης γείωσης περιλαμβάνουν τη χρήση συνδυασμένων επιλογών για τη σύνδεσή της με χρήση επαγωγής (λειτουργίες LB συν RB).

Αλλά μετά από προσεκτική μελέτη αυτών των προσεγγίσεων, αποδεικνύεται ότι οι αντιστάσεις υψηλής αντίστασης διαφέρουν όχι μόνο σε σημαντικές διαστάσεις, αλλά έχουν επίσης αξιοπρεπές βάρος και κόστος. Η παραλλαγή της εγκατάστασης αντιδραστήρων σβέσης τόξου που εξετάστηκε παραπάνω έχει επίσης τα δικά της χαρακτηριστικά και μειονεκτήματα που είναι χαρακτηριστικά της.

Ως αποτέλεσμα, πριν από την επιλογή μιας λειτουργίας με αντίσταση χαμηλής αντίστασης, θα πρέπει να πραγματοποιηθούν ολοκληρωμένες μελέτες και υπολογισμοί, λαμβάνοντας υπόψη όλους τους παραπάνω παράγοντες.

Υπάρχουν δύο γνωστοί τρόποι για την εφαρμογή γείωσης χαμηλής αντίστασης, ένας από τους οποίους περιλαμβάνει την εγκατάσταση ενός στοιχείου αντίστασης σε αυτά τα κυκλώματα, το οποίο διασφαλίζει τη λειτουργία προστασίας ρεύματος σε περίπτωση σφάλματος. Η δεύτερη προσέγγιση χρησιμοποιεί κυκλώματα επαγωγικής γείωσης σχεδιασμένα να προστατεύουν από σφάλματα διπλής φάσης.

Η ωμική έκδοση λαμβάνει υπόψη πρόσθετα στοιχεία ρεύματος στο ουδέτερο, υπερβαίνοντας χωρητικές τιμές OZZ περίπου 3 ή περισσότερες φορές. Σε κυκλώματα με αντιδραστική (επαγωγική) γείωση, το επίπεδο αυτών των στοιχείων δεν πρέπει να υπερβαίνει το άθροισμα των ρευμάτων λειτουργίας από διπλά κυκλώματακαι χωρητικό βραχυκύκλωμα στο SPE.

Σημειώνουμε επίσης ότι σύμφωνα με το PUE, οι εξεταζόμενοι τρόποι λειτουργίας συνήθως χωρίζονται σε βραχυπρόθεσμους και μακροπρόθεσμους. Στην τελευταία περίπτωση, τα στοιχεία γείωσης τοποθετούνται μόνιμα στην ουδέτερη αλυσίδα σύνδεσης. Η χρήση αυτής της μεθόδου σύνδεσης σύμφωνα με τις απαιτήσεις ασφαλείας επιτρέπεται μόνο με γείωση επαρκώς υψηλής ποιότητας (RЗ ≤ 0,5 Ohm), η οποία είναι ακατάλληλη τόσο για οικονομικούς λόγους όσο και για το κόστος εργασίας.