पृथक तटस्थ सर्किट. पृथक तटस्थ. उपकरण और कार्य. आवेदन

विद्युत नेटवर्क, जैसा कि आप जानते हैं, वोल्टेज वर्ग के आधार पर विभाजित होते हैं - 1000V तक और उससे ऊपर। न्यूट्रल किसी तारे में जुड़े ट्रांसफार्मर और जनरेटर के लिए एक सामान्य वाइंडिंग बिंदु है। यदि वाइंडिंग सर्किट एक त्रिकोण है और शून्य की आवश्यकता है, तो हम सर्किट को वापस बुला सकते हैं। हम केवल नेटवर्क पर विचार करेंगे प्रत्यावर्ती धारा.

1 केवी तक के नेटवर्क में न्यूट्रल ग्राउंडिंग के प्रकार

में विद्युत नेटवर्क 1000V तक वोल्टेज, तीन तटस्थ ग्राउंडिंग सिस्टम का उपयोग करने की प्रथा है - ये TN, IT, TT हैं। प्रत्येक अक्षर का एक विशिष्ट अर्थ होता है, आइए जानें:

• पहला अक्षर बताता है कि बिजली आपूर्ति के न्यूट्रल को कैसे ग्राउंड किया जाता है।
• टी (टेरा) - मृत-पृथ्वी तटस्थ
• मैं (पृथक) - तटस्थ पृथक है (और - पृथक, याद रखने में आसान)
• दूसरा पत्र पृथ्वी पर उजागर प्रवाहकीय भागों (एचएफसी) को ग्राउंड करने की विधि दिखाता है
• एन (तटस्थ) - एचएफसी को बिजली आपूर्ति के ठोस रूप से ग्राउंडेड न्यूट्रल के माध्यम से ग्राउंड किया जाता है
• टी-एचआरई बिजली आपूर्ति की परवाह किए बिना ग्राउंडेड हैं

बदले में, TN प्रणाली को तीन उपप्रणालियों में विभाजित किया गया है - TN-C, TN-S और TN-C-S। इस उपप्रणाली के ढांचे के भीतर, तीसरे अक्षर (सी - गठबंधन, एस - अलग) शून्य सुरक्षात्मक (पीई) और शून्य कामकाजी (एन) कंडक्टर के कार्यों के एक तार में संयोजन या पृथक्करण को दर्शाते हैं।

आइए अब प्रत्येक प्रणाली पर अधिक विस्तार से विचार करें।

टीएन अर्थिंग सिस्टम

इस प्रणाली में, न्यूट्रल को ठोस रूप से ग्राउंड किया जाता है, और उजागर प्रवाहकीय भागों को इस ठोस ग्राउंडेड न्यूट्रल के माध्यम से ग्राउंड किया जाता है। ठोस रूप से ग्राउंडेड - इसका मतलब है कि न्यूट्रल सीधे ग्राउंडिंग डिवाइस (बोल्ट, वेल्डिंग द्वारा) या कम प्रतिरोध (वर्तमान ट्रांसफार्मर) के माध्यम से जुड़ा हुआ है।

1 केवी तक के नेटवर्क में, एकल-चरण और तीन-चरण लोड को बिजली देने के लिए ग्राउंडेड न्यूट्रल का उपयोग किया जाता है।

टीटी अर्थिंग प्रणाली

टीटी प्रणाली मानती है कि बिजली आपूर्ति तटस्थ ठोस रूप से ग्राउंडेड है, और उपकरण एचआरई एक ग्राउंडिंग डिवाइस द्वारा ग्राउंडेड हैं जो विद्युत रूप से स्रोत तटस्थ से जुड़ा नहीं है। अर्थात्, एक सुरक्षात्मक पीई कंडक्टर उपभोक्ता द्वारा स्वयं बनाया जाता है, और किसी शक्ति स्रोत से नहीं आता है।

आईटी ग्राउंडिंग सिस्टम

एक आईटी प्रणाली में, जनरेटर या ट्रांसफार्मर के न्यूट्रल को उच्च प्रतिबाधा उपकरणों के माध्यम से अलग या ग्राउंड किया जाता है, और एचआरई को स्वतंत्र रूप से ग्राउंड किया जाता है। आवासीय भवनों के लिए इस प्रणाली की अनुशंसा नहीं की जाती है, इसका उपयोग वहां किया जाता है जहां पहले पृथ्वी दोष के लिए बिजली रुकावट की आवश्यकता नहीं होती है। ये बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता के लिए बढ़ी हुई आवश्यकताओं वाले विद्युत प्रतिष्ठान हो सकते हैं।

1kV से ऊपर के बिजली नेटवर्क में न्यूट्रल ग्राउंडिंग के प्रकार

1000V से ऊपर के वोल्टेज वाले नेटवर्क में, एक पृथक (अनग्राउंडेड) न्यूट्रल, एक प्रभावी रूप से ग्राउंडेड न्यूट्रल और एक रेजोनेंटली ग्राउंडेड न्यूट्रल का उपयोग किया जाता है। डेड-अर्थड न्यूट्रल का उपयोग केवल 1kV तक के नेटवर्क में किया जाता है।

ऐतिहासिक रूप से पहला ग्राउंडिंग सिस्टम। बिजली आपूर्ति का तटस्थ बिंदु ग्राउंडिंग डिवाइस से जुड़ा नहीं है। वाइंडिंग्स एक त्रिकोण में जुड़े हुए हैं और यह पता चलता है कि कोई शून्य बिंदु नहीं है। इसका उपयोग वोल्टेज 3-35kV के लिए किया जाता है।

इस प्रकार की ग्राउंडिंग का उपयोग 110 kV से अधिक वोल्टेज वाले नेटवर्क में किया जाता है। लाभ यह है कि अप्रकाशित चरणों पर एकल-चरण दोषों के लिए, सामान्य ऑपरेशन में पृथ्वी पर वोल्टेज 0.8 चरण-दर-चरण होगा। इस प्रणाली में, ग्राउंड लूप को उच्च शॉर्ट-सर्किट धाराओं के प्रवाह को ध्यान में रखते हुए बनाया जाता है, जो इसे जटिल और महंगा बनाता है।

इसका उपयोग 3-35kV नेटवर्क में किया जाता है। शॉर्ट सर्किट धाराओं के परिमाण को कम करने के लिए उपयोग किया जाता है। ऐतिहासिक रूप से, यह तटस्थ को ज़मीन पर उतारने का दूसरा तरीका था। एक अवरोधक के माध्यम से ग्राउंडिंग का उपयोग पूरी दुनिया में, एक रिएक्टर के माध्यम से - पूर्व सोवियत संघ के देशों में किया जाता है।

रिएक्टर के माध्यम से ग्राउंडिंग - शॉर्ट सर्किट की अनुपस्थिति में, रिएक्टर के माध्यम से करंट छोटा होता है। जब चरण-से-पृथ्वी दोष होता है, तो एक कैपेसिटिव शॉर्ट-सर्किट धारा और एक प्रेरक रिएक्टर धारा गलती से प्रवाहित होती है। यदि उनका मान बराबर है, तो सर्किट (अनुनाद घटना) के स्थान पर कोई धारा नहीं है।

एक अवरोधक के माध्यम से ग्राउंडिंग कम-प्रतिरोध और उच्च-प्रतिरोध हो सकती है। ग्राउंड फॉल्ट होने पर प्रतिरोधक द्वारा उत्पन्न धारा की मात्रा में अंतर। उच्च-प्रतिरोध का उपयोग कम कैपेसिटिव धाराओं वाले नेटवर्क में किया जाता है, ऐसी स्थिति में शॉर्ट सर्किट को तुरंत बंद करने की आवश्यकता नहीं होती है। इसके विपरीत, कम-प्रतिरोध ग्राउंडिंग का उपयोग उच्च कैपेसिटिव धाराओं के लिए किया जाता है।

न्यूट्रल ग्राउंडिंग के प्रकार का चुनाव निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करता है:

• नेटवर्क कैपेसिटिव वर्तमान मूल्य
• एकल-चरण शॉर्ट सर्किट का स्वीकार्य मूल्य
• एकल-चरण सर्किट को बंद करने की संभावना
• रिले सुरक्षा का प्रकार और प्रकार
• कार्मिक सुरक्षा
• रिजर्व की उपलब्धता

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एकल-चरण पृथ्वी दोष के दौरान चाप की घटना और संबंधित ओवरवॉल्टेज को रोकने का एक और तरीका तटस्थ की मृत अर्थिंग है। सॉलिड ग्राउंडेड न्यूट्रल एक ट्रांसफार्मर या जनरेटर न्यूट्रल होता है जो सीधे ग्राउंडिंग डिवाइस से जुड़ा होता है।

एकल-चरण पृथ्वी दोष (जैसे चरण ए)बहरे के साथ सिस्टम में धरती से तटस्थ(चित्र 1.5) एक शॉर्ट सर्किट है, क्योंकि क्षतिग्रस्त चरण जमीन के माध्यम से शॉर्ट-सर्किट होता है और ट्रांसफार्मर या जनरेटर का तटस्थ होता है। गलती स्थान पर करंट केवल बिजली आपूर्ति के प्रतिरोधों द्वारा सीमित है और इसलिए यह शॉर्ट सर्किट करंट है। उसी समय, गलती वर्तमान व्यावहारिक रूप से नहीं है: यह इन्सुलेशन प्रतिरोध के मूल्य और जमीन के सापेक्ष सिस्टम की क्षमता पर निर्भर करता है, क्योंकि वाई 0 » वाई ए ; वाई 0 » वाई बी ; वाई 0 » वाई सी ; वाई 0 = एल/आर 3, तो वर्तमान। एकल-चरण शॉर्ट सर्किट धरती , जैसे चरण ए,अभिव्यक्ति द्वारा परिभाषित किया गया है

वे। न्यूट्रल की बहरी ग्राउंडिंग के साथ (आर 3 -> 0; वाई 0 -> ∞) मान मैं 3 ए बहुत हो सकता है बडा महत्व(हजारों एम्पीयर)। पृथ्वी के सापेक्ष अक्षुण्ण चरणों का वोल्टेज सामान्य तनावों के ज्यामितीय योग द्वारा निर्धारित किया जाता है यू " बीऔर यू " सीऔर ट्रांसफार्मर और आपूर्ति तारों की वाइंडिंग के प्रतिरोध के कारण छोटे अतिरिक्त घटक; लेकिन मात्रा यू " बीऔर यू " सी 0.8 से कम यू एल .

डेड-अर्थड न्यूट्रल वाले सिस्टम में सिंगल-फेज अर्थ फॉल्ट की स्थिति में, सिंगल-फेज शॉर्ट-सर्किट करंट कैपेसिटिव करंट को दबा देता है और रिले प्रोटेक्शन को सक्रिय कर देता है, जो सिस्टम के क्षतिग्रस्त सेक्शन को डिस्कनेक्ट कर देता है।

आई 3ए यू' सी यू' बी

चावल। 1.5. ठोस रूप से ग्राउंडेड न्यूट्रल के साथ 1000 वी से ऊपर सिस्टम वोल्टेज:

आपातकालीन मोड में ए-डिज़ाइन समतुल्य सर्किट; बी- तनाव का वेक्टर आरेख।

ठोस रूप से ग्राउंडेड न्यूट्रल वाले सिस्टम में एकल-चरण शॉर्ट-सर्किट धाराओं में कमी कुछ सिस्टम ट्रांसफार्मर पर न्यूट्रल ग्राउंडिंग द्वारा या वर्तमान-सीमित प्रतिरोध (सक्रिय) शुरू करके प्राप्त की जाती है आरया आगमनात्मक एल). सिस्टम में कुछ ट्रांसफार्मरों पर न्यूट्रल को निकालने का उद्देश्य एकल-चरण शॉर्ट सर्किट के करंट को तीन-चरण शॉर्ट सर्किट के करंट के मूल्य तक कम करना है, जो सर्किट ब्रेकरों की आवश्यक ब्रेकिंग क्षमता निर्धारित करता है। हालाँकि, कुछ मामलों में, डेड-ग्राउंडेड न्यूट्रल्स की संख्या को कम करने से लक्ष्य हासिल नहीं होता है और सिस्टम का संचालन अधिक जटिल हो जाता है। फिर आपको किसी न किसी प्रकार के प्रतिरोध के माध्यम से सिस्टम ट्रांसफार्मर के न्यूट्रल को ग्राउंडिंग का सहारा लेना होगा। लेकिन एक ही समय में, आपातकालीन मोड में जमीन के सापेक्ष "स्वस्थ" चरणों के ओवरवॉल्टेज या वोल्टेज में वृद्धि से पूरी तरह से छुटकारा पाना संभव नहीं है।

आगमनात्मक प्रतिक्रिया के माध्यम से तटस्थ को ग्राउंड करते समय एक्स आर(रिएक्टर), फॉल्ट स्थान पर करंट कैपेसिटिव अर्थ फॉल्ट करंट से काफी अधिक होगा, लेकिन अनुमेय मूल्यों से अधिक नहीं होगा, जो पृथ्वी पर स्थिर आर्क फॉल्ट की संभावना से सीमित होगा। आपातकालीन मोड में पृथ्वी के सापेक्ष अप्रकाशित चरणों का वोल्टेज (0.8 ... 1.0) यू एल (इन्सुलेशन स्तर - पृथक तटस्थ वाले सिस्टम में) है। तटस्थ रिएक्टर एकल-चरण पृथ्वी दोष के मामले में सिस्टम की स्थिरता को बढ़ाते हैं और स्विचिंग ओवरवॉल्टेज को स्वीकार्य सीमा तक सीमित करते हैं।

सक्रिय प्रतिरोध के माध्यम से तटस्थ ग्राउंडिंग करते समय आरफॉल्ट स्थान पर करंट कैपेसिटिव अर्थ फॉल्ट करंट से अधिक होगा (लेकिन न्यूट्रल के माध्यम से अर्थिंग करते समय से कम होगा एक्स आर), और पृथ्वी के सापेक्ष अप्रकाशित चरणों का वोल्टेज एक पृथक तटस्थ (1.73 ... 1.9) £ / एफ वाले सिस्टम की तुलना में अधिक हो सकता है। सही मान के साथ आरएकल-चरण पृथ्वी दोष वाले सिस्टम की स्थिरता आमतौर पर मृत-पृथ्वी तटस्थ की तुलना में अधिक होती है। ओवरवॉल्टेज स्विच करने के दृष्टिकोण से, आर के माध्यम से न्यूट्रल अर्थ वाले सिस्टम ठोस अर्थ वाले न्यूट्रल (सबसे कम) वाले सिस्टम के समान होते हैं। के माध्यम से तटस्थ ग्राउंडिंग आरग्राउंड फॉल्ट क्षणिक के दौरान ओवरवॉल्टेज को रोकने के लिए एक प्रभावी उपाय है आरनेटवर्क की कैपेसिटेंस को शंट करता है, जिससे एपेरियोडिक डिस्चार्ज प्रक्रिया होती है (इस संबंध में सर्वोत्तम परिणाम के मूल्य पर होते हैं) आर, बराबर एक्स सी =1 / जेЗωС या उसके करीब। न्यूट्रल अर्थिंग की विश्वसनीयता आरएक्स पी से अधिक। वर्तमान-सीमित सक्रिय और प्रतिक्रियाशील प्रतिरोध, तटस्थ को ग्राउंड करते हुए, आमतौर पर ऐसा मान चुनते हैं जिस पर पृथ्वी दोष धारा संभावित अधिकतम लोड धारा से अधिक हो जाती है।

न्यूट्रल अर्थ थ्रू वाले सिस्टम आर, एक ऐसी प्रणाली की तुलना में जिसके न्यूट्रल के माध्यम से भूसंपर्क किया जाता है एक्स आर, निम्नलिखित नुकसान हैं: पृथ्वी दोष धारा की समान डिग्री की सीमा को प्राप्त करने के लिए, एक बड़े प्रतिरोध मूल्य की आवश्यकता होती है ( आर), रिएक्टर प्रतिरोध के बाद से ( एक्सपी) को सिस्टम के आगमनात्मक प्रतिक्रिया के साथ अंकगणितीय रूप से जोड़ा जाता है, और परिणामस्वरूप, सिस्टम में वोल्टेज और शॉर्ट सर्किट के दौरान बिजली की हानि अधिक होती है; रचनात्मक पूर्ति आरअधिक कठिन, विशेष रूप से उच्च वोल्टेज और उच्च शक्ति प्रणालियों में, और निर्माण की लागत रिएक्टरों की तुलना में अधिक है (शीतलन अधिक जटिल हो जाता है)।

इस प्रकार, वर्तमान को सीमित करने के लिए रिएक्टर के न्यूट्रल में एकल-चरण शॉर्ट सर्किट की शुरूआत एक अधिक आर्थिक रूप से व्यवहार्य उपाय है जिसे उचित वितरण प्राप्त हुआ है। सक्रिय प्रतिरोध के माध्यम से तटस्थ ग्राउंडिंग विधि का दायरा मुख्य रूप से जनरेटर और जनरेटर वोल्टेज नेटवर्क तक सीमित है।

डेड न्यूट्रल ग्राउंडिंग वाले सिस्टम के मुख्य लाभ इस प्रकार हैं: न्यूट्रल क्षमता स्थिर हो जाती है और स्थिर ग्राउंडिंग आर्क और उनके परिणामों की संभावना समाप्त हो जाती है; पृथ्वी दोष और क्षणिक के दौरान इन्सुलेशन के संचालन को सुविधाजनक बनाया जाता है, जो या तो इन्सुलेशन के स्तर को कम करना संभव बनाता है (और इसलिए लागत में बचत करता है), या तटस्थ ग्राउंडिंग के अन्य तरीकों की तुलना में इन्सुलेशन स्तर को बनाए रखते हुए इन्सुलेशन में सुरक्षा के एक बड़े मार्जिन के परिणामस्वरूप प्रतिष्ठानों की विश्वसनीयता में वृद्धि करता है; स्पष्ट, विश्वसनीय, चयनात्मक और तेज़ रिले सुरक्षा का कार्यान्वयन सुनिश्चित किया जाता है; तटस्थ मोड के संबंध में सिस्टम के संचालन को सुविधाजनक बनाया गया है।

हालाँकि, डेड न्यूट्रल ग्राउंडिंग वाले सिस्टम में कई नुकसान हैं: कोई भी एकल-चरण ग्राउंड फॉल्ट एक शॉर्ट सर्किट है और रिले सुरक्षा तुरंत क्षतिग्रस्त अनुभाग को डिस्कनेक्ट कर देती है, अर्थात। निर्बाध बिजली आपूर्ति बाधित हो जाती है, जिसके लिए डेड ब्रेक को सीमित करने के लिए हाई-स्पीड ऑटो-रिक्लोजिंग उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है और सबसे जिम्मेदार उपभोक्ताओं के लिए अतिरेक के साथ सिस्टम के कार्यान्वयन की आवश्यकता होती है, इससे लागत में वृद्धि, अतिरिक्त निवेश और उत्पादों की कम आपूर्ति से नुकसान होता है; संचार लाइनों पर एक महत्वपूर्ण विद्युत चुम्बकीय प्रभाव होता है, जिससे बाद की सुरक्षा की लागत में वृद्धि होती है; इसके तीन-चरण डिज़ाइन के कारण रिले सुरक्षा की लागत बढ़ जाती है; पृथ्वी दोष के दौरान शॉर्ट-सर्किट धाराएं बहुत उच्च मूल्यों (तीन-चरण शॉर्ट सर्किट की धाराओं से अधिक) तक पहुंच सकती हैं, जो गतिशील विनाशकारी शक्तियों का कारण है जो सिस्टम के एक महत्वपूर्ण हिस्से तक फैलती हैं (केस पर इन्सुलेशन टूटने के दौरान स्टेटर आयरन को नुकसान, केबल शीथ टूटना, बिजली लाइनों पर इन्सुलेटर स्ट्रिंग का विनाश, आदि); उच्च शॉर्ट-सर्किट धाराओं पर, सिंक्रोनाइज़िंग टॉर्क कम हो जाता है (सिंक्रोनस मोटर्स धीमा हो सकता है, और समानांतर में काम करने वाले स्टेशन सिंक्रोनिज़्म से बाहर जा सकते हैं); एकल-चरण पृथ्वी दोष के दौरान शॉर्ट-सर्किट धाराओं के कारण उच्च संपर्क और स्टेप वोल्टेज के कारण लोगों को चोट लगने का खतरा होता है; ग्राउंडिंग उपकरणों की लागत में उल्लेखनीय वृद्धि।

विद्युत प्रतिष्ठानों के न्यूट्रल की ब्लाइंड ग्राउंडिंग न केवल उनमें आर्क सर्ज की घटना को रोकती है, बल्कि जमीन के संबंध में हल्के इन्सुलेशन की ओर भी ले जाती है, जिससे लागत कम करना संभव हो जाता है, और नेटवर्क वोल्टेज बढ़ने के साथ बचत भी बढ़ती है। इस संबंध में, डेड-अर्थड न्यूट्रल को 110 केवी और उससे अधिक के वोल्टेज वाले सिस्टम में व्यापक अनुप्रयोग मिला है। यदि एकल-चरण शॉर्ट सर्किट की धारा को सीमित करना आवश्यक है, तो ट्रांसफार्मर के एक हिस्से का न्यूट्रल ग्राउंडेड हो जाता है।

डेड-अर्थड न्यूट्रल वाले नेटवर्क का उपयोग 1000 वी तक के वोल्टेज वाले सिस्टम में भी किया जाता है। इसे 220 और 380 वी के वोल्टेज वाले तीन-चरण बिजली प्रणालियों में महत्वपूर्ण रूप से शाखित नेटवर्क के साथ उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

आधुनिक बिजली प्रणालियों में, 110 केवी और उससे ऊपर के नेटवर्क को वाइंडिंग न्यूट्रल की प्रभावी ग्राउंडिंग के साथ संचालित किया जाता है बिजली ट्रांसफार्मर. 35 केवी और उससे नीचे के वोल्टेज वाले नेटवर्क एक पृथक न्यूट्रल या आर्किंग रिएक्टरों के माध्यम से ग्राउंडिंग के साथ काम करते हैं।
प्रत्येक प्रकार की ग्राउंडिंग के अपने फायदे और नुकसान हैं।
पृथक तटस्थ वाले नेटवर्क में एकल-चरण शॉर्ट सर्किटग्राउंड करने से शॉर्ट सर्किट नहीं होगा। जमीन पर दो चरणों की क्षमता के कारण फॉल्ट पर एक छोटी धारा प्रवाहित होती है। महत्वपूर्ण कैपेसिटिव धाराएँआमतौर पर तटस्थ ट्रांसफार्मर में एक आर्किंग रिएक्टर को शामिल करके पूर्ण या आंशिक रूप से मुआवजा दिया जाता है। मुआवजे के परिणामस्वरूप अवशिष्ट कम धारा गलती पर चाप को बनाए रखने में सक्षम नहीं है, इसलिए क्षतिग्रस्त क्षेत्र, एक नियम के रूप में, स्वचालित रूप से बंद नहीं होता है। धात्विक एकल-चरण पृथ्वी दोष के साथ अक्षुण्ण चरणों पर रैखिक में वोल्टेज में वृद्धि होती है, और जब एक चाप के माध्यम से दोष होता है, तो ओवरवॉल्टेज हो सकता है जो पूरे विद्युतीय रूप से जुड़े नेटवर्क में फैल सकता है, जिसमें कमजोर इन्सुलेशन वाले क्षेत्र शामिल हो सकते हैं। पृथक तटस्थ या मुआवजे के साथ नेटवर्क में काम करने वाले ट्रांसफार्मर की सुरक्षा के लिए कैपेसिटिव धाराएँबढ़े हुए वोल्टेज के प्रभाव से, उनके न्यूट्रल का इन्सुलेशन रैखिक इनपुट के इन्सुलेशन के समान वोल्टेज वर्ग के लिए किया जाता है। अलगाव के इस स्तर के साथ, आर्किंग रिएक्टर के समानांतर जुड़े वाल्व-प्रकार के अरेस्टर को छोड़कर, न्यूट्रल की सुरक्षा के किसी साधन की आवश्यकता नहीं होती है।
प्रभावी न्यूट्रल ग्राउंडिंग (चित्र 1.19) वाले नेटवर्क में, एकल-चरण ग्राउंड फॉल्ट से शॉर्ट सर्किट होता है। मौजूदा शार्ट सर्किट(शॉर्ट सर्किट) गलती वाले स्थान से जमीन के माध्यम से ट्रांसफार्मर के ग्राउंडेड न्यूट्रल तक चलता है टी1और टी2शाखाओं के प्रतिरोध के विपरीत वितरित। क्षतिग्रस्त खंड को अर्थ फॉल्ट प्रोटेक्शन की कार्रवाई से परिचालन से बाहर कर दिया जाता है। ट्रांसफार्मर के माध्यम से (टी.केऔर टी4),जिनके न्यूट्रल में बहरी जमीन नहीं है, एकल-चरण शॉर्ट सर्किट का करंट पास नहीं होता है।
इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि एकल-चरण शॉर्ट सर्किट अक्सर होता है (बिजली प्रणालियों में शॉर्ट सर्किट के 80% मामले एकल-चरण शॉर्ट सर्किट होते हैं) और गंभीर प्रकार की क्षति होती है, शॉर्ट सर्किट धाराओं को कम करने के उपाय किए जाते हैं। ऐसा ही एक उपाय ट्रांसफार्मर न्यूट्रल की आंशिक अर्थिंग है।
ऑटोट्रांसफॉर्मर के न्यूट्रल ग्राउंडेड नहीं होते हैं, क्योंकि उन्हें सामान्य वाइंडिंग के सिरों की अनिवार्य ग्राउंडिंग के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
नेटवर्क के प्रत्येक अनुभाग में ग्राउंडेड न्यूट्रल की संख्या गणना द्वारा स्थापित की जाती है और इसे न्यूनतम के रूप में लिया जाता है। बिजली प्रणाली में न्यूट्रल के लिए ग्राउंडिंग पॉइंट चुनते समय, उन्हें एक निश्चित स्तर पर अर्थ फॉल्ट धाराओं को बनाए रखने के संदर्भ में रिले सुरक्षा की आवश्यकताओं और उछाल से ग्राउंडेड न्यूट्रल के इन्सुलेशन की सुरक्षा सुनिश्चित करने के द्वारा निर्देशित किया जाता है। बाद की परिस्थिति इस तथ्य के कारण है कि घरेलू संयंत्रों के सभी 110-220 केवी ट्रांसफार्मर में तटस्थ इन्सुलेशन का स्तर कम है। तो, लोड के तहत वोल्टेज विनियमन वाले 110 केवी ट्रांसफार्मर के लिए, तटस्थ इन्सुलेशन स्तर 35 केवी के मानक वोल्टेज वर्ग से मेल खाता है, जो तटस्थ पक्ष से 35 केवी के इन्सुलेशन वर्ग के साथ स्विचिंग उपकरणों को शामिल करने के कारण होता है। 220 केवी ट्रांसफार्मर में एक वर्ग द्वारा कम तटस्थ इन्सुलेशन स्तर भी होता है। सभी मामलों में, यह एक महत्वपूर्ण आर्थिक प्रभाव देता है, और ट्रांसफार्मर का वोल्टेज वर्ग जितना अधिक होगा।
प्रभावी ढंग से ग्राउंडेड न्यूट्रल वाले नेटवर्क में संचालन के लिए इच्छित ट्रांसफार्मर के न्यूट्रल के अलगाव के निर्दिष्ट स्तर का चुनाव तकनीकी रूप से वोल्टेज मान द्वारा उचित है जो एकल-चरण शॉर्ट सर्किट के दौरान न्यूट्रल पर दिखाई दे सकता है। और यह लाइन वोल्टेज के लगभग 1/3 तक पहुंच सकता है (उदाहरण के लिए, 110 केवी नेटवर्क के लिए, लगभग 42 केवी - प्रभावी मूल्य). जाहिर है, अर्थ्ड न्यूट्रल के 35 केवी क्लास इंसुलेशन को ओवरवॉल्टेज से बचाने की जरूरत है। इसके अलावा, पृथक तटस्थ के साथ अनलोड किए गए ट्रांसफार्मर के खुले चरण के ट्रिप (या कनेक्शन) के दौरान संक्रमण प्रक्रियाअल्पकालिक उछाल के साथ। पर्याप्त विश्वसनीय सुरक्षाअल्पकालिक ओवरवॉल्टेज से न्यूट्रल वाल्व अरेस्टर का उपयोग है। 110 केवी ट्रांसफार्मर के न्यूट्रल को 50 केवी के उच्चतम अनुमेय प्रभावी शमन वोल्टेज के साथ 2xRVS-20 अरेस्टर द्वारा संरक्षित किया जाता है।
हालाँकि, अभ्यास से पता चलता है कि न केवल अल्पकालिक ओवरवॉल्टेज ट्रांसफार्मर की तटस्थता को प्रभावित कर सकता है। न्यूट्रल बिजली आवृत्ति चरण वोल्टेज (110 केवी 65-67 केवी नेटवर्क के लिए) से प्रभावित हो सकते हैं, जो ट्रांसफार्मर के इन्सुलेशन और इसके न्यूट्रल में अरेस्टर दोनों के लिए खतरनाक है। ऐसा वोल्टेज प्रकट हो सकता है और अनलोड किए गए ट्रांसफार्मर के स्विच, डिस्कनेक्टर्स और सेपरेटर के साथ-साथ कुछ आपातकालीन मोड में खुले चरण स्विचिंग मोड में लंबे समय (दसियों मिनट) तक किसी का ध्यान नहीं जा सकता है।

चावल। 1.19..

अनलोड किए गए ट्रांसफार्मर का ओपन-फेज स्विचिंग। अंजीर पर. 1.20 पृथक तटस्थ के साथ तीन-चरण ट्रांसफार्मर दिखाता है। से वेक्टर आरेखयह देखा जा सकता है कि एक सममित मुख्य वोल्टेज और सर्किट पैरामीटर के साथ, कोर में चुंबकीयकरण धाराएं और चुंबकीय प्रवाह भी सममित हैं, यानी, और तटस्थ पर वोल्टेज शून्य है।
जब एक ट्रांसफार्मर को चरण दर चरण स्विच किया जाता है, तो इसकी विद्युत और चुंबकीय स्थिति बदल जाती है। दो चरणों के साथ, तारे से जुड़ी वाइंडिंग की तरफ से ट्रांसफार्मर को चालू करना (चित्र 1. 20, बी)प्रवाह के लुप्त होने की ओर ले जाता है एफसाथऔर आधे चरण के बराबर वोल्टेज के तटस्थ और डिस्कनेक्ट किए गए चरण पर उपस्थिति:


खुले संपर्कों पर वोल्टेज स्विचिंग डिवाइस

जब वोल्टेज को एक चरण में लागू किया जाता है, तो ट्रांसफार्मर और उसके न्यूट्रल की सभी वाइंडिंग स्विच किए गए चरण द्वारा सक्रिय हो जाएंगी। उपकरण के खुले संपर्कों के बीच, वोल्टेज डी यू = यू एल .
संचालन में, अनलोड किए गए ट्रांसफार्मर के खुले-चरण मोड को समाप्त करने में देरी के कारण बार-बार दुर्घटनाएँ हुई हैं। ट्रांसफार्मर के कम इन्सुलेशन को खतरनाक वोल्टेज से बचाने का सबसे अच्छा उपाय उनके न्यूट्रल की बधिर ग्राउंडिंग है। इसलिए, 110-220 केवी ट्रांसफार्मर के नेटवर्क (डिस्कनेक्टर, सेपरेटर या एयर सर्किट ब्रेकर) पर स्विच करने या डिस्कनेक्ट करने से पहले, जिसमें तटस्थ को वाल्व-प्रकार के गिरफ्तारियों द्वारा संरक्षित किया जाता है, वाइंडिंग के तटस्थ को ग्राउंड करना आवश्यक है जो सक्रिय या डिस्कनेक्ट हो गया है, यदि ग्राउंडेड न्यूट्रल वाला कोई अन्य ट्रांसफार्मर समान बसों या आपूर्ति लाइन से जुड़ा नहीं है।
परीक्षणों ने स्थापित किया है कि ट्रांसफार्मर न्यूट्रल की बधिर ग्राउंडिंग चुंबकीय धाराओं को बंद करने और चालू करने की प्रक्रियाओं को सुविधाजनक बनाती है। ट्रांसफार्मर बंद होने पर आर्क कम तीव्रता से जलता है और जल्दी ही बुझ जाता है।
सर्ज अरेस्टर द्वारा संरक्षित ग्राउंडेड न्यूट्रल के साथ सामान्य रूप से काम करने वाले ट्रांसफार्मर के न्यूट्रल में अर्थिंग स्विच का डिसकनेक्शन वोल्टेज पर स्विच करने और स्विचिंग डिवाइस के पूर्ण-चरण स्विचिंग की जांच करने के तुरंत बाद किया जाना चाहिए। यदि यह नेटवर्क ऑपरेशन मोड द्वारा प्रदान नहीं किया गया है, तो ग्राउंडेड को लंबे समय तक तटस्थ छोड़ना असंभव है। न्यूट्रल को ग्राउंड करके, शून्य-अनुक्रम धाराओं के वितरण में बदलाव किया जाता है और एकल-चरण पृथ्वी दोषों के खिलाफ सुरक्षा की चयनात्मकता का उल्लंघन किया जाता है।
सरलीकृत योजनाओं के अनुसार बनाई गई 110-220 केवी सबस्टेशनों की सिंगल और डबल पासिंग लाइनों से बिजली आपूर्ति योजनाएं अब व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं। लाइन से जुड़े ट्रांसफार्मरों की संख्या विनियमित नहीं है और चार या पाँच तक पहुँच जाती है। यदि दो या दो से अधिक ट्रांसफार्मर लाइन से जुड़े हैं (चित्र 1.21), तो यह सलाह दी जाती है कि लगातार (या संचालन की अवधि के लिए) उनमें से कम से कम एक में निष्क्रिय तटस्थ जमीन हो (ट्रांसफार्मर टी2और टीअंजीर में. 1.21). इससे इससे जुड़े ट्रांसफार्मर के साथ-साथ लाइन में खुले चरण की वोल्टेज आपूर्ति की स्थिति में अन्य ट्रांसफार्मर के पृथक न्यूट्रल पर खतरनाक वोल्टेज की उपस्थिति से बचा जा सकेगा।
हाँ, पर एकल-चरण कनेक्शन(अवस्था में)डेड-अर्थड न्यूट्रल वाले ट्रांसफार्मर के डिस्कनेक्ट किए गए चरणों के कोर में वोल्टेज के तहत आपूर्ति लाइन (चित्र 1.22, ए) टी 1 चुंबकीय प्रवाह बंद करें एफ बीअसंबद्ध चरण. वह चरण वाइंडिंग में प्रेरित करेगा एऔर साथलगभग समान ईएमएफपारस्परिक प्रेरण इ एऔर इसाथ।ट्रांसफार्मर टी 1 संतुलित एकल-चरण मोड में होगा।
ट्रांसफार्मर के रैखिक टर्मिनलों पर वोल्टेज की एकल-चरण सममित प्रणाली के साथ (इन वोल्टेज का योग शून्य है), भूमिगत तटस्थ पर वोल्टेज टी2जमीन के सापेक्ष भी शून्य है:

कहाँ
दो-चरण स्विचिंग के साथ (चरण एऔर में)आपूर्ति लाइन (चित्र 1.22, बी) डिस्कनेक्ट किए गए चरण का कोर कुल चुंबकीय प्रवाह को बंद कर देता है एफ ए +एफ बी =-एफ सी, जो डिस्कनेक्ट किए गए चरण की वाइंडिंग में पारस्परिक प्रेरण ईएमएफ को प्रेरित करेगा इ सी, चरण वोल्टेज के मूल्य और दिशा के बराबर यू सीयदि यह सक्षम था. इस प्रकार, लाइन से जुड़े सभी ट्रांसफार्मर के लाइन इनपुट पर एक सममित तीन-चरण वोल्टेज प्रणाली बनती है, जिस पर ट्रांसफार्मर के पृथक तटस्थ पर वोल्टेज टी2शून्य के बराबर:

कहाँ

चावल। 1.20. पूर्ण-चरण (ए) और दो-चरण (बी) एक पृथक तटस्थ के साथ एक अनलोड ट्रांसफार्मर पर स्विच करने के तरीके

चावल। 1.21.

प्रभावी ढंग से ग्राउंडेड न्यूट्रल, ट्रांसफार्मर वाले नेटवर्क में आपातकालीन स्थितियों में खतरनाक ओवरवॉल्टेज के अधीन,जब, उदाहरण के लिए, जब एक तार टूट जाता है और जमीन से जुड़ा होता है, तो किसी कारण या किसी अन्य कारण से, नेटवर्क का एक खंड आवंटित किया जाता है जिसमें बिजली स्रोत के किनारे पर ग्राउंडेड न्यूट्रल नहीं होता है। ऐसे खंड में, ट्रांसफार्मर के न्यूट्रल पर वोल्टेज ग्राउंडेड चरण के ईएमएफ के मूल्य और पारस्परिक संकेत के बराबर हो जाता है, और जमीन के सापेक्ष अप्रकाशित चरणों का वोल्टेज रैखिक तक बढ़ जाता है। इस मामले में जमीन पर चरण कैपेसिटेंस के ऑसिलेटरी रिचार्ज के परिणामस्वरूप उत्पन्न होने वाला ओवरवॉल्टेज ट्रांसफार्मर और साइट के अन्य उपकरणों के इन्सुलेशन के लिए एक गंभीर खतरे का प्रतिनिधित्व करता है।
प्रभावी रूप से ग्राउंडेड न्यूट्रल वाले नेटवर्क में, नेटवर्क के एक हिस्से के ग्राउंड फॉल्ट से पृथक न्यूट्रल मोड में स्विच करने की स्थिति में, सुरक्षा प्रदान की जाती है जो शून्य अनुक्रम वोल्टेज पर प्रतिक्रिया करती है। 3 यू हे, जो चरण को पृथ्वी से कनेक्ट करने पर वोल्टेज ट्रांसफार्मर के खुले डेल्टा टर्मिनलों पर दिखाई देता है। सुरक्षा ट्रांसफार्मर के ब्रेकरों को अनग्राउंडेड न्यूट्रल के साथ ट्रिप करने का कार्य करती है। नेटवर्क में ग्राउंड फ़ॉल्ट सुरक्षा को कॉन्फ़िगर किया गया है ताकि एकल-चरण फ़ॉल्ट की स्थिति में, नेटवर्क को पृथक न्यूट्रल की आपूर्ति करने वाले ट्रांसफार्मर पहले बंद हो जाएं, और फिर ग्राउंडेड न्यूट्रल वाले ट्रांसफार्मर बंद हो जाएं। उन 110 केवी सबस्टेशनों पर जहां बिजली ट्रांसफार्मर को एमवी और एलवी की ओर से आपूर्ति नहीं की जा सकती है, पृथ्वी दोषों के खिलाफ ऐसी सुरक्षा स्थापित नहीं की जाती है, और न्यूट्रल की डेड ग्राउंडिंग भी नहीं की जाती है।
संचालन कर्मियों के लिए सिफ़ारिशें. पूर्वगामी के आधार पर, परिचालन कर्मियों को निम्नलिखित सिफारिशें की जा सकती हैं।
जब बिजली ट्रांसफार्मर को मरम्मत के लिए बाहर ले जाया जाता है, साथ ही सबस्टेशन सर्किट में बदलाव किया जाता है, तो बिजली प्रणाली में अपनाए गए तटस्थ ग्राउंडिंग मोड के संरक्षण की निगरानी करना आवश्यक है, और प्रभावी ढंग से ग्राउंडेड तटस्थ के साथ नेटवर्क में स्विच करते समय, नेटवर्क की आपूर्ति करने वाले ट्रांसफार्मर पर तटस्थ ग्राउंडिंग के बिना अनुभागों के आवंटन की अनुमति नहीं देना आवश्यक है।
प्रत्येक सबस्टेशन बसबार सिस्टम पर ऐसे अनुभागों के स्वचालित आवंटन से बचने के लिए, जहां एक अलग वोल्टेज के नेटवर्क से बिजली की आपूर्ति करना संभव है, ग्राउंडेड न्यूट्रल के साथ एक ट्रांसफार्मर रखना वांछनीय है वर्तमान सुरक्षाशून्य क्रम. यदि कोई ट्रांसफार्मर जिसका न्यूट्रल ग्राउंडेड है, उसे मरम्मत के लिए बाहर ले जाया जाता है, तो पहले उसके समानांतर चल रहे दूसरे ट्रांसफार्मर के न्यूट्रल को ग्राउंड करना आवश्यक है।
अन्य ट्रांसफार्मर के न्यूट्रल की स्थिति को बदले बिना, पृथक न्यूट्रल वाले ट्रांसफार्मर को डिस्कनेक्ट कर दिया जाता है (समान शक्ति वाले लीड इन्सुलेशन वाले पुराने जमाने के ट्रांसफार्मर) या वाल्व अरेस्टर द्वारा संरक्षित न्यूट्रल को काट दिया जाता है।

प्रभावी तटस्थ ग्राउंडिंग वाला नेटवर्क - एक नेटवर्क जिसमें ग्राउंडेड होता है के सबसेबिजली ट्रांसफार्मर की तटस्थ वाइंडिंग। ऐसे नेटवर्क में एकल-चरण शॉर्ट सर्किट के मामले में, अप्रकाशित चरणों पर वोल्टेज सेट के सामान्य संचालन के 1.4 चरण वोल्टेज से अधिक नहीं होना चाहिए। यूएसएसआर में, 110 केवी और उससे अधिक के वोल्टेज वाले नेटवर्क, एक नियम के रूप में, ठोस रूप से ग्राउंडेड न्यूट्रल के साथ काम करते हैं, उन्हें प्रभावी ढंग से ग्राउंडेड न्यूट्रल वाले नेटवर्क के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

ओपन-फ़ेज़ डिस्कनेक्शन (स्विचिंग ऑन) को स्विचिंग कहा जाता है, जिसमें सर्किट में स्विच, डिस्कनेक्टर्स या सेपरेटर तीन से नहीं, बल्कि दो या एक चरण द्वारा स्विच किए जाते हैं।

पारेषण, वितरण और उपभोग की प्रक्रिया में विद्युतीय ऊर्जाएक सममित 3-चरण प्रणाली का उपयोग किया जाता है। ऐसी समरूपता रैखिक और लाकर प्राप्त की जा सकती है चरण वोल्टेज. इसलिए, सभी चरणों पर एक समान वर्तमान भार बनाया जाता है, वोल्टेज और धाराओं का एक समान चरण बदलाव होता है।

लेकिन ऐसी प्रणाली के संचालन के दौरान, आपातकालीन मोड अक्सर उत्पन्न होते हैं, जिससे कंडक्टरों में विभिन्न खराबी होती है। परिणामस्वरूप, समरूपता का उल्लंघन होता है तीन चरण प्रणाली. ऐसे उल्लंघनों को शीघ्र ठीक किया जाना चाहिए। यह है बड़ा प्रभावरिले सुरक्षा गति.

इसका सही कामकाज न्यूट्रल पर निर्भर करता है, जो इंसुलेटेड या ठोस रूप से ग्राउंडेड होते हैं। उनमें से प्रत्येक के अपने नुकसान और फायदे हैं, और उपयुक्त कामकाजी परिस्थितियों में इसका उपयोग किया जाता है। इसका सामान्य संचालन रिले सुरक्षा की तकनीकी स्थिति पर निर्भर करता है।

उपकरण

पृथक तटस्थएक ऐसी विधा बनाता है जिसका उपयोग रूसी बिजली प्रणालियों के साथ-साथ जनरेटरों में भी किया जाता है। उनके तटस्थ बिंदु ग्राउंड लूप से जुड़े नहीं हैं। उच्च वोल्टेज नेटवर्क (6 से 10 केवी तक) में, एक तटस्थ बिंदु की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि ट्रांसफार्मर वाइंडिंग त्रिकोण योजना के अनुसार बनाई जाती है।

नियमों के अनुसार, पृथक तटस्थ मोड को कैपेसिटेंस करंट तक सीमित करना संभव है। यह धारा तब उत्पन्न होती है जब एक चरण बंद हो जाता है।

निम्नलिखित मामलों में आर्क शमन रिएक्टरों का उपयोग करके दोष धारा की भरपाई की जा सकती है:

• करंट 30 ए से अधिक, वोल्टेज 3 से 6 केवी तक।
• करंट 20 ए से अधिक है, वोल्टेज 10 केवी है।
• करंट 15 ए से अधिक, वोल्टेज 15 से 20 केवी तक।
• 10 ए से अधिक करंट, 3 से 20 केवी तक वोल्टेज, पावर ट्रांसमिशन लाइन सपोर्ट के साथ।
• वोल्टेज 35 केवी के लिए सभी बिजली आपूर्ति नेटवर्क।
• "जनरेटर-ट्रांसफार्मर" समूह में 5 ए का भार और जनरेटर पर 6 से 20 केवी तक वोल्टेज।

इसे एक विशेष अवरोधक के साथ तटस्थ ग्राउंडिंग को प्रतिस्थापित करके ग्राउंडिंग सर्किट में फॉल्ट करंट की भरपाई करने की अनुमति है। इस स्थिति में, रिले सुरक्षा का क्रम बदल जाएगा। पृथक न्यूट्रल को पहले भूसंपर्कित किया गया बिजली का सामानवोल्टेज की थोड़ी मात्रा के साथ.

घरेलू बिजली नेटवर्क में, एक पृथक तटस्थ का उपयोग किया जाता है:

2-तार डीसी नेटवर्क में।
1 केवी तक 3-चरण एसी नेटवर्क में।
3-चरण नेटवर्क में 6 से 35 किलोवोल्ट तक, प्रदान किया गया स्वीकार्य वर्तमानसमापन
एक सुरक्षित मानव वातावरण बनाने के लिए अलग-अलग ट्रांसफार्मर, सुरक्षात्मक इन्सुलेशन के रूप में सुरक्षात्मक उपकरणों के साथ कम वोल्टेज नेटवर्क में।

परिचालन सिद्धांत

पृथक न्यूट्रल का उपयोग कनेक्शन के मामलों में बिजली आपूर्ति सर्किट में किया जाता है द्वितीयक वाइंडिंगत्रिकोण योजना के अनुसार ट्रांसफार्मर, साथ ही जब दुर्घटना की स्थिति में बिजली बंद करना असंभव हो। इसलिए, कोई तटस्थ बिंदु नहीं है.

पृथक-तटस्थ नेटवर्क में चरण-से-पृथ्वी दोष को शॉर्ट-सर्किट नहीं माना जाता है, क्योंकि पृथ्वी और नेटवर्क कंडक्टर के बीच कोई संबंध नहीं है। लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि बंद होने पर कोई लीकेज करंट नहीं होगा।

ऐसा इसलिए है क्योंकि केबल इन्सुलेशन अन्य इंसुलेटर की तरह पूर्ण ढांकता हुआ नहीं है, जिसमें एक निश्चित न्यूनतम चालकता होती है। लाइन जितनी लंबी होगी, लीकेज करंट उतना ही अधिक होगा। एक संधारित्र अस्तर के साथ एक केबल कोर की कल्पना करें। दूसरी परत जमीन होगी. वायु और इन्सुलेशन बिना वोल्टेज वाले जीवित भागों और केबल के बीच ढांकता हुआ होगा। ऐसे काल्पनिक संधारित्र की धारिता जितनी अधिक होगी, ट्रांसमिशन लाइन उतनी ही लंबी होगी।

पृथक न्यूट्रल वाला नेटवर्क एक प्रतिस्थापन सर्किट है, जो नेटवर्क की विशिष्ट विद्युत क्षमता और इन्सुलेशन प्रतिरोध को ध्यान में रखता है। यह चित्र में दिखाया गया है.

ऐसे सर्किट घटक एक लीकेज करंट बनाते हैं। पर विभिन्न स्थितियाँ 380 वोल्ट के ऐसे नेटवर्क में, लीकेज करंट नगण्य होता है, और कुछ मिलीमीटर तक होता है। इसके बावजूद, इस तरह के शॉर्ट सर्किट से नेटवर्क फेल हो जाता है, हालांकि नेटवर्क फिर भी कुछ समय के लिए काम कर सकता है।

हमें यह नहीं भूलना चाहिए कि समान नेटवर्क में, जब 1-चरण जमीन पर बंद होता है, तो जमीन और सेवा योग्य चरणों के बीच वोल्टेज काफी बढ़ जाता है। यह वोल्टेज 380 वोल्ट (लाइन वोल्टेज) तक पहुंचता है। यह तथ्य कारण बन सकता है विद्युत का झटकाबिजली कर्मचारी.

इसके अलावा, एक पृथक तटस्थ, जब एक चरण को जमीन पर छोटा कर दिया जाता है, तो इन्सुलेशन के टूटने और अन्य चरणों पर शॉर्ट सर्किट की उपस्थिति में योगदान देता है, यानी, एक इंटरफेज़ शॉर्ट सर्किट हो सकता है उच्च धाराएँ. ऐसी स्थिति में सुरक्षा प्रदान करने के लिए फ़्यूज़ लिंक या सर्किट ब्रेकर की आवश्यकता होती है।

डबल ग्राउंड फॉल्ट नेटवर्क कर्मियों के लिए बहुत खतरनाक है। इसलिए, यदि नेटवर्क में एकल-चरण शॉर्ट सर्किट है, तो ऐसे नेटवर्क को आपातकालीन माना जाता है, क्योंकि सुरक्षा की स्थिति तेजी से कम हो जाती है। जीवित भागों को छूने पर "जमीन" की उपस्थिति से बिजली के झटके का खतरा बढ़ जाता है। इसलिए, पृथ्वी पर एक चरण के भी शॉर्ट सर्किट को तुरंत समाप्त किया जाना चाहिए।

एक पृथक तटस्थ के साथ 1-चरण दोष धारा का नगण्य मूल्य ऐसे कारक का कारण है कि इस तरह के दोष को डिस्कनेक्ट नहीं किया जा सकता है और। इसलिए, सहायक रिले विद्युत प्रतिष्ठानों की आवश्यकता होगी जो आपातकालीन संचालन की चेतावनी देंगे।

इस विद्युत प्रणाली के लिए बड़ी संख्या में अलार्म की आवश्यकता होती है सुरक्षात्मक उपकरण, और नेटवर्क की सेवा करने वाले कर्मचारियों पर उच्च योग्यता की आवश्यकताएं थोपी जाती हैं।

लाभ

पृथक तटस्थ मोड का लाभ यह है कि पहले 1-चरण ग्राउंड फॉल्ट को तुरंत ट्रिप करने की आवश्यकता नहीं होती है। बशर्ते, दोष बिंदुओं पर एक छोटा सा करंट दिखाई दे छोटी क्षमताजमीन पर वर्तमान.

इस मोड का उपयोग सीमित सीमा तक किया जाता है, क्योंकि इसमें कई गंभीर कमियाँ हैं।

कमियां

• कठिन समस्या निवारण.
• सभी विद्युत प्रतिष्ठानों को लाइन वोल्टेज से अलग किया जाना चाहिए।
• यदि सर्किट लंबे समय तक चलता रहे, तो व्यक्ति को बिजली का झटका लगने का वास्तविक खतरा होता है।
• 1-चरण शॉर्ट सर्किट के साथ, रिले सुरक्षा का सामान्य कामकाज सुनिश्चित नहीं होता है, क्योंकि वास्तविक गलती वर्तमान का मूल्य सीधे बिजली आपूर्ति नेटवर्क के संचालन पर निर्भर करता है, अर्थात् कनेक्टेड सर्किट शाखाओं की संख्या पर।
• लंबे समय तक आर्क ओवरवॉल्टेज के संपर्क में रहने के कारण दोषों के क्रमिक संचय के कारण इन्सुलेशन का सेवा जीवन कम हो जाता है।
• नुकसान दिख सकता है विभिन्न स्थानोंअन्य स्थानों पर इन्सुलेशन टूटने के कारण जहां आर्क ओवरवॉल्टेज दिखाई देते हैं। इसलिए, इलेक्ट्रिक मोटर और अन्य विद्युत प्रतिष्ठानों की तरह, कई केबल भी विफल हो जाते हैं।
• 1-चरण ग्राउंड फॉल्ट के स्थानों में आर्क सर्ज, कम करंट वाले आर्क हो सकते हैं।

परिणामस्वरूप, यह कहा जा सकता है कि इस ग्राउंडिंग मोड के सभी फायदों की तुलना में बड़ी संख्या में नुकसान हैं। लेकिन कुछ शर्तों के तहत, यह विधि पूरी तरह से अपनी प्रभावशीलता दिखाती है और विद्युत प्रतिष्ठानों के नियमों की आवश्यकताओं का उल्लंघन नहीं करती है।

यह ज्ञात है कि केबल में और ऊपर से गुजरती लाइनेंपोषण ट्रांसफार्मर सबस्टेशनउच्च वोल्टेज हैं, जिसके प्रसारण के दौरान सुरक्षा सावधानियों का पालन करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। 380 वोल्ट बिजली आपूर्ति प्रणालियों की तरह, उच्च-वोल्टेज लाइनें (वीएल) उन योजनाओं के अनुसार चालू की जाती हैं जो प्रदान करती हैं प्रभावी सुरक्षासर्किट में कार्यरत वोल्टेज से होने वाली क्षति से। उसी समय, के अनुसार पीयूई आवश्यकताएँआपूर्ति ट्रांसफार्मर (तटस्थ) का तटस्थ बिंदु सबसे अधिक बार विश्वसनीय रूप से ग्राउंडेड होता है, अर्थात, यह इस उद्देश्य के लिए विशेष रूप से सुसज्जित ग्राउंडिंग डिवाइस से जुड़ा होता है - एक चार्जर।

न्यूट्रल को चालू करने के तरीके

हाई-वोल्टेज (एचवी) प्रणालियों के संचालन की विशिष्टता यह है कि शॉर्ट सर्किट के साथ लाइन के टूटने या क्षतिग्रस्त होने की स्थिति में अलग तारज़मीन पर, रिसाव धाराएँ बहुत अधिक हो सकती हैं। तदनुसार, ऐसे नेटवर्क में किए गए सुरक्षात्मक उपाय अंतिम-उपयोगकर्ता सर्किट से स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं।

6-35 किलोवोल्ट के नेटवर्क के लिए, नीचे सूचीबद्ध तटस्थ ग्राउंडिंग मोड विशिष्ट हैं:

• चार्जर से सीधा कनेक्शन, सीधे सबस्टेशन पर या हाई-वोल्टेज पोल (ठोस रूप से ग्राउंडेड ग्राउंड न्यूट्रल) पर सुसज्जित;
• एक विशेष आर्किंग रिएक्टर या कम्पेसाटर के माध्यम से कनेक्शन;
• इन उद्देश्यों के लिए एक ग्राउंडिंग सिस्टम का उपयोग, जिसमें न्यूट्रल एक अवरोधक के माध्यम से जुड़ा होता है;
• संरक्षित लाइन या वस्तु (पृथक तटस्थ) की सीमाओं के भीतर चार्जर से कनेक्शन के बिना।

तटस्थ कंडक्टर कनेक्शन सर्किट में विशेष क्षतिपूर्ति तत्वों की स्थापना से शॉर्ट सर्किट धाराओं के कैपेसिटिव घटकों को कम करने में मदद मिलती है। ऐसे सर्किट के संचालन के दौरान, इन धाराओं को कॉइल के प्रेरकत्व में एक सुचारु परिवर्तन के कारण बेअसर किया जा सकता है, जिसमें वोल्टेज का रिवर्स चरण होता है।

एक निश्चित मूल्य पर, प्रेरण शून्य हो जाता है। ऐसी ग्राउंडिंग की दक्षता में सुधार करने के लिए, एक अवरोधक को इंडक्शन के समानांतर जोड़ा जाता है, जो उच्च-वोल्टेज सुरक्षा रिले को संचालित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले वर्तमान के सक्रिय घटक के प्रवाह के लिए स्थितियां प्रदान करता है। न्यूट्रल पर स्विच करने के अन्य विकल्पों पर नीचे अलग से चर्चा की जाएगी।

इनमें से प्रत्येक योजना के लिए एक अलग चार्जर के प्राप्त पक्ष पर एक अनिवार्य उपकरण की आवश्यकता होती है जो न्यूट्रल की पुनः ग्राउंडिंग प्रदान करता है और बनाता है सुरक्षित स्थितियाँवीएल ऑपरेशन.

इस उपकरण के बिना, उपयोग किए जाने वाले स्विचिंग सर्किट प्रभावी ढंग से पूरा नहीं कर सकते सुरक्षात्मक कार्य, क्योंकि न्यूट्रल कंडक्टर के आकस्मिक टूटने की स्थिति में, सबस्टेशनों के बिजली उपकरण असुरक्षित रहेंगे।

एक अन्य विकल्प भी संभव है, जिसमें 6-35 केवी नेटवर्क में तटस्थ ग्राउंडिंग को समावेशन के माध्यम से किया जाता है आम बातआपूर्ति नेटवर्क में, प्रभावी ग्राउंडिंग कहा जाता है और व्यावहारिक रूप से निर्माण के माध्यम से कार्यान्वित किया जाता है आदर्श स्थितियाँकरंट को जमीन पर प्रवाहित करने के लिए। हालाँकि, इसे बहुत महंगा माना जाता है और आमतौर पर इसका उपयोग केवल 110 किलोवोल्ट और उससे अधिक के इनपुट वोल्टेज वाले आपूर्ति सबस्टेशनों पर किया जाता है।

पृथ्वी से पृथक तटस्थता वाले सिस्टम

पृथक तटस्थ के साथ नेटवर्क के संचालन का तरीका रूस के अधिकांश क्षेत्रों में काफी सामान्य है। कनेक्शन की इस पद्धति के साथ, "त्रिकोण" योजना के अनुसार वाइंडिंग की व्यवस्था के साथ आपूर्ति जनरेटर (ट्रांसफार्मर) का तटस्थ बिंदु भूमिगत रहता है।

विचाराधीन विकल्प की मांग का कारण यह है कि इस तटस्थ कनेक्शन योजना के साथ, किसी भी चरण-से-ग्राउंड शॉर्ट सर्किट को शॉर्ट नहीं माना जा सकता है (जमीन के माध्यम से संचार की कमी के कारण)। इसके अलावा, ऐसे आपातकालीन मोड में, हाई-वोल्टेज नेटवर्क कई घंटों तक बिना किसी नुकसान के काम कर सकता है।

इस सर्किट के अन्य फायदों में जमीन के सापेक्ष नेटवर्क की नगण्य क्षमता के कारण वन-फेज-टू-अर्थ फॉल्ट (ओएसजेड) के बिंदु पर कम धाराएं शामिल हैं।

महत्वपूर्ण! पर लहरें उठें इस विकल्पचरण-दर-चरण दोषों की तुलना में स्विच ऑन करना बहुत कम है, जो इन नेटवर्कों का एक और फायदा है।

इस संबंध में, ऐसी प्रणालियों को एसपीई के खिलाफ सुरक्षा के विशेष तेजी से काम करने वाले साधनों की आवश्यकता नहीं होती है, जो उनके संचालन की लागत को काफी कम कर देता है।

संख्या को महत्वपूर्ण कमियाँऐसे कनेक्शन में शामिल होना चाहिए:

• एसपीजेड के बिंदु पर चाप प्रभाव और अपेक्षाकृत छोटी धाराओं (दसियों एम्पीयर तक) के साथ ओवरवॉल्टेज गठन की संभावना;
• आर्क ओवरवॉल्टेज के कारण इन्सुलेशन के विनाश के कारण केबल या उच्च-वोल्टेज उपकरण को नुकसान की संबंधित संभावना;
• रैखिक विद्युत उपकरण को विश्वसनीय रूप से अलग करने के लिए, यदि आवश्यक हो, तो बढ़े हुए (रैखिक 380 वोल्ट) वोल्टेज को ध्यान में रखने की आवश्यकता;
• पहचानने में कठिनाई सटीक स्थानआघात।

इस प्रकार, तटस्थ को जोड़ने की इस विधि को चुनने से पहले, सभी पेशेवरों और विपक्षों को ध्यान में रखा जाना चाहिए, साथ ही गणना भी की जानी चाहिए संभावित परिणामआपातकालीन मोड.

कम प्रतिरोध के माध्यम से

एक छोटे नाममात्र अवरोधक के साथ न्यूट्रल को ग्राउंड करना व्यापक रूप से केवल कुछ देशों (विशेष रूप से रूस और बेलारूस में) में प्रचलित है। साथ ही, इन सर्किटों में उच्च-प्रतिरोध अवरोधक (आरबी-मोड) का उपयोग करना अधिक तर्कसंगत लगता है, जो एसएफजी मोड में निम्न स्तर का ओवरवॉल्टेज प्रदान करता है।

अन्य प्रकार की तटस्थ ग्राउंडिंग में इंडक्शन (एलबी प्लस आरबी मोड) का उपयोग करके इसके कनेक्शन के लिए संयुक्त विकल्पों का उपयोग शामिल है।

लेकिन इन दृष्टिकोणों का सावधानीपूर्वक अध्ययन करने पर, यह पता चलता है कि उच्च-प्रतिरोध प्रतिरोधक न केवल महत्वपूर्ण आयामों में भिन्न होते हैं, बल्कि उनका वजन और लागत भी अच्छा होता है। ऊपर माने गए आर्क-शमन रिएक्टरों की स्थापना के प्रकार की भी अपनी विशेषताएं और नुकसान हैं।

परिणामस्वरूप, कम-प्रतिरोध अवरोधक के साथ एक मोड चुनने से पहले, उपरोक्त सभी कारकों को ध्यान में रखते हुए, व्यापक अध्ययन और गणना की जानी चाहिए।

कम-प्रतिरोध ग्राउंडिंग को लागू करने के दो ज्ञात तरीके हैं, जिनमें से एक में इन सर्किटों में एक प्रतिरोधी तत्व की स्थापना शामिल है, जो गलती की स्थिति में वर्तमान सुरक्षा के संचालन को सुनिश्चित करता है। दूसरा दृष्टिकोण डबल चरण दोषों से बचाने के लिए डिज़ाइन किए गए इंडक्शन-ग्राउंडेड सर्किट का उपयोग करता है।

प्रतिरोधी संस्करण तटस्थ में अतिरिक्त वर्तमान घटकों को ध्यान में रखता है कैपेसिटिव मान OZZ लगभग 3 या अधिक बार। प्रतिक्रियाशील (प्रेरक) ग्राउंडिंग वाले सर्किट में, इन घटकों का स्तर ऑपरेटिंग धाराओं के योग से अधिक नहीं होना चाहिए डबल सर्किटऔर एसपीई पर कैपेसिटिव शॉर्ट सर्किट।

हम यह भी नोट करते हैं कि PUE के अनुसार, विचाराधीन ऑपरेटिंग मोड को आमतौर पर अल्पकालिक और दीर्घकालिक में विभाजित किया जाता है। बाद के मामले में, ग्राउंडिंग तत्वों को स्थायी रूप से तटस्थ कनेक्शन श्रृंखला में रखा जाता है। सुरक्षा आवश्यकताओं के अनुसार इस कनेक्शन विधि का उपयोग केवल पर्याप्त उच्च गुणवत्ता वाली ग्राउंडिंग (आरजेड ≤ 0.5 ओम) के साथ ही किया जाता है, जो आर्थिक कारणों और श्रम लागत दोनों के लिए अनुपयुक्त है।