Режимы заземления нейтрали компенсированная


режимы работы, достоинства и недостатки

Сети 6-35 кВ в РФ в основном выполняются с изолированной нейтралью. За счет этого минимизируются токи короткого замыкания на землю. Это повышает надежность работы сети, так как некоторые «земли» самоустраняются. А с другими сеть может работать длительное время, необходимая для поиска места КЗ, его локализации, производства необходимых переключений. В результате можно сохранить работоспособность электрооборудования потребителей, грамотно выводя из строя линию с повреждением, заменив ее резервной.

Малые токи КЗ на землю позволяют занизить и требования к заземляющим устройствам. Наличие всего трех проводов и режимов работы сети со сверхтоками только при междуфазных замыканиях между ними позволяет упростить и устройства РЗА. Достаточно установить два трансформатора тока для регистрации любых замыканий между фазами. Традиционно они ставятся в фазы «А» и «С».

Недостатки сети с изолированной нейтралью.

 

Но за простоту всегда приходится платить. Сеть с изолированной нейтралью допускает работу с землей на одной фазе длительное время. Но при этом фазные напряжения становятся равны линейным. Это происходит на двух оставшихся без замыкания на землю фазах.

Для того, чтобы электрооборудование выдерживало этот режим, оно изначально рассчитывается на линейное напряжение сети. Но и этого оказывается мало. Всегда существуют участки с ослабленной изоляцией, на которые резкое повышение напряжения может подействовать губительно. Возникает двойное замыкание, ток его возрастает. Нередко в случаях КЗ на землю в сети с изолированной нейтралью происходят повреждения электрооборудования в местах, достаточно далеких от места КЗ.

Добавим к этому и тот факт, что при замыканиях, происходящих через дугу, регулярно погасающую в момент перехода синусоидального напряжения через ноль, фазное напряжение возрастает далеко не в корень из трех раз. Оно становится больше линейного. Считается, что в этих случаях напряжение может подскакивать в 2,5 раза, и даже более.

Еще один недостаток, связанный с замыканиями на землю: в трансформаторах напряжения при этом происходят феррорезонансные процессы. Это приводит к выходу их из строя за счет перегрева первичной обмотки резонансными токами, во много раз превышающими номинальный. С этими процессами борются, усложняя конструкцию ТН и их цепей, но стопроцентной защиты пока достичь не удается.

 

Емкостные токи замыкания на землю.

 

Но и токи замыкания на землю не всегда бывают такими уж и небольшими. За счет чего они образуются? Ведь очевидного пути для их распространения нет – нейтраль-то изолирована.

Токи утечки на землю в сети с изолированной нейтралью, в отличие от глухозаземленной, носят емкостной характер. Они есть всегда, наибольшая их величина – у кабельных и воздушных линий электропередачи. Поэтому получается, что в эквивалентной схеме трехфазной сети с изолированной нейтралью между каждой из фаз и землей включен конденсатор. Чем больше в сети кабельных линий, тем больше емкость этого конденсатора.

{xtypo_sticky}При КЗ на землю одной из фаз ее емкость выпадает из общей картины. Но в точке замыкания она через землю и эквивалентные емкости соединяется с другими фазами сети. Через эту цепь и протекает ток замыкания, носящий емкостной характер.{/xtypo_sticky}

Ток этот можно рассчитать, и даже измерить. При превышении им определенных значений замыкание уже не будет таким безобидным, его действие будет довольно разрушительным.

 

Компенсация емкостных токов

 

При превышении емкостными токами замыкания на землю величин, указанных в таблице, сеть должна быть снабжена установками компенсации.

Установка компенсации емкостных токов состоит из двух элементов. Первый из них – трансформатор, задача которого – выделить из трехфазной сети потенциал нейтрали. Это почти обычный силовой трансформатор, у которого первичная обмотка соединена в звезду с нулевым выводом. Нейтраль звезды соединяется с землей через дугогасящую катушку.

Второе ее название – катушка Петерсона. Она бывает также похожа на силовой трансформатор с маслонаполненным баком, а иногда имеет и другую конструкцию. Но основная ее особенность в том, что ее индуктивность регулируется, плавно или ступенчато.

При отсутствии замыкания ток через катушку минимален. Предварительно ее настраивают в резонанс с общей емкостью сети. На устройствах со ступенчатой регулировкой это выполняется довольно приближенно и грубо. Если суммарное емкостное сопротивление сети больше, чем индуктивное сопротивление катушки, этот режим работы называется недокомпенсацией. Если ситуация противоположная – перекомпенсацией. Режим с перекомпенсацией для электроустановок является предпочтительным.

Но емкостное сопротивление сети постоянно изменяется в зависимости от подключенных к ней кабельных линий. В результате режим установки компенсации требует постоянной корректировки. Наиболее эффективным является применением плавной регулировки индуктивности катушки Петерсона. Он производится за счет изменения зазора в ее магнитопроводе с помощью специального электропривода. За этим следит автоматика.

Помимо основного электрооборудования в состав установки компенсации емкостных токов, входят и вспомогательные элементы. Это трансформатор тока, служащий для измерения тока замыкания на землю, специальная обмотка для выделения 3Uo.

 

Работа установки компенсации

 

При замыкании на землю в точку КЗ течет емкостной ток сети. При наличии установки компенсации туда же отправляется и ток через дугогасящую катушку. В точке КЗ они взаимно компенсируют друг друга, снижая или сводя к минимуму ток в поврежденной фазе.

При этом дуговое замыкание при переходе синусоидального напряжения КЗ через ноль гаснет. Для ее повторного зажигания напряжения оказывается недостаточно. Так минимизируются все вредные воздействия замыкания на землю на всю сеть целиком.

Составляющей тока, оставшейся нескомпенсированной, достаточно для срабатывания земляной защиты присоединения. Тем не менее, ее рано вводить на безусловное отключение линии, так как ошибки в действиях защиты все же случаются.

Чтобы сделать работу ОЗЗ максимально эффективной, современные катушки Петерсона содержат в своем составе резистор с заранее рассчитанной величиной сопротивления. В момент замыкания контактором он подключается в цепь катушки на ограниченное время, достаточное для срабатывания защиты. Так нейтраль кратковременно приобретает резистивное заземление.

За счет ввода активной составляющей тока замыкания на землю произойдет отключение только линии, подпитывающей КЗ.

 

Недостатки сети с компенсированной нейтралью

 

Основной недостаток, связанный с применением установок компенсации, как ни странно, вытекает из их достоинства. Снижая величину емкостного тока, они минимизируют повреждения в точке КЗ и не дают ему развиться до междуфазного.

Если речь о кабельной линии, то найти потом это повреждение достаточно сложно.

К тому же компенсированная нейтраль не излечивает полностью сети с изолированной нейтралью от их собственных недостатков, описанных выше.

 

Что такое нейтральное заземление? Определение и типы заземления нейтрали

В системе заземления нейтрали нейтраль системы, вращающейся системы или трансформатора соединена с землей. Заземление нейтрали является важным аспектом проектирования энергосистемы, поскольку характеристики системы в отношении коротких замыканий, стабильности, защиты и т. Д. В значительной степени зависят от состояния нейтрали. Трехфазная система может работать двумя способами

  1. С незаземленной нейтралью
  2. С заземленной нейтралью

Незаземленная нейтраль

В системе с незаземленной нейтралью нейтраль не соединена с заземленной.Другими словами, нейтраль изолирована от земли. Следовательно, эта система также известна как система с изолированной нейтралью или система со свободной нейтралью, показанная на рисунке ниже.

Заземленная система

В системе заземления нейтрали нейтраль системы соединена с землей. Из-за проблем, связанных с незаземленной нейтралью, нейтрали заземлены в большинстве высоковольтных систем.

Ниже перечислены некоторые преимущества заземления нейтрали.

  1. Напряжения фаз ограничены напряжениями между фазой и землей.
  2. Исключены скачки напряжения из-за дуги заземления.
  3. Перенапряжения из-за разряда молнии на землю.
  4. Обеспечивает большую безопасность персонала и оборудования.
  5. Обеспечивает повышенную надежность обслуживания.

Метод заземления нейтрали

Методы, обычно используемые для заземления нейтрали системы:

  1. Жесткое заземление (или эффективное заземление)
  2. Заземление сопротивления
  3. Реактивное заземление
  4. Заземление катушки Петерсона (или резонансное заземление)

Выбор типа заземления зависит от размера устройства, напряжения системы и используемой схемы защиты.

.

Управление резистивным заземлением нейтрали на основе принципов интеллектуальной сети

 @article {Ryzhkova2017ControlOR, title = {Управление резистивным заземлением нейтрали на основе принципов интеллектуальной сети}, author = {E. Рыжкова, С. Цырук, Ю. Матюнина}, journal = {Международная конференция по промышленному проектированию, применению и производству (ICIEAM), 2017 г.}, год = {2017}, страницы = {1-6} } 
Переключение сетей среднего напряжения для работы с нейтралью, заземленной через резистор или цепь RL, является наиболее перспективным подходом к повышению надежности систем электроснабжения как с устройствами компенсации емкостного тока, так и без них.Принципы Smart Grid предполагают минимизацию потерь потребителей; поэтому оптимальное решение для режима заземления нейтрали может быть достигнуто только с помощью заземляющих устройств с автоматическим управлением. Статья посвящена изучению и… ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ

Сохранить в библиотеку

Создать оповещение

Cite

Запустить ленту исследований

.

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. PDH Engineering.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов.

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

"Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации."

Стивен Дедак, P.E.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова . Спасибо. "

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

"Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей роте

имя другим на работе. "

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

"Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт."

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

- лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал.

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

"Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент, оставивший отзыв на курс

материалов до оплаты и

получает викторину "

Арвин Свангер, P.E.

Вирджиния

"Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие ».

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

в режиме онлайн

курса."

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

"Этот материал во многом оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

.

обсуждаемых тем »

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь."

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

"Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам.

Джеймс Шурелл, P.E.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании каких-то неясных раздел

законов, которые не применяются

- «нормальная» практика."

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать свой медицинский прибор

.

организация.

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

"Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

доступный и простой

использовать. Большое спасибо ».

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

"Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата."

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь печатный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

"Очень полезен документ" Общие ошибки ADA при проектировании объектов ".

испытание потребовало исследований в

документ но ответы были

в наличии »

Гарольд Катлер, П.Э.

.

Переменный ток в электронике: горячие, нейтральные и заземляющие провода

  1. Программирование
  2. Электроника
  3. Компоненты
  4. Переменный ток в электронике: горячие, нейтральные и заземляющие провода

Автор: Дуг Лоу

До Если вы начинаете работать с линейным напряжением в ваших электронных схемах, вам необходимо понимать некоторые детали того, как устроено большинство жилых и коммерческих зданий. Следующее описание относится только к США; если вы находитесь в другой стране, вам нужно будет определить стандарты электропроводки в вашей стране.

Стандартная разводка сетевого напряжения в США выполняется кабелями в пластиковой оболочке, которые обычно имеют три проводника. Этот тип кабеля технически называется кабелем NMB, , но большинство электриков называют его, используя его наиболее популярную торговую марку Romex.

Два проводника кабеля NMB покрыты пластиковой изоляцией (один белый, другой черный). Третий провод - неизолированная медь. Эти проводники имеют следующие обозначения:

  • Горячий: Черный провод - это горячий провод , который обеспечивает источник тока 120 В переменного тока.

  • Нейтраль: Белый провод называется нулевым проводом . Он обеспечивает обратный путь для тока, обеспечиваемого горячей проволокой. Нейтральный провод подключается к заземлению.

  • Заземление: Оголенный провод называется проводом заземления . Как и нейтральный провод, заземляющий провод также подключен к заземлению. Однако нейтральный и заземляющий провода служат двум разным целям.

    Нейтральный провод вместе с горячим проводом составляет часть цепи под напряжением.Напротив, заземляющий провод подключается к любым металлическим частям в приборе, например, к микроволновой печи или кофейнику. Это мера безопасности на случай, если горячий или нейтральный провод каким-то образом соприкоснется с металлическими частями.

    Подключение металлических частей к заземлению исключает опасность поражения электрическим током в случае короткого замыкания.

Обратите внимание, что для некоторых цепей требуется четвертый провод. Когда используется четвертый провод, он покрыт красной изоляцией и также является горячим проводом.

Три провода в стандартном кабеле NMB подключены к трем выводам стандартной электрической розетки (правильное название - розетка ). Как вы можете видеть, нейтральный и горячий провода подключены к двум вертикальным контактам в верхней части розетки (нейтраль слева, горячая справа), а заземляющий провод подключен к круглому контакту в нижней части розетки. .

Вы можете подключить двух- или трехконтактную вилку к стандартной трехконтактной розетке.Двухконтактные вилки предназначены для приборов, не требующих заземления.

Большинство незаземленных приборов имеют двойную изоляцию , что означает, что существует два слоя изоляции между любыми проводами под напряжением и любыми металлическими частями внутри прибора. Первый слой - это изоляция на самом проводе; второй обычно выполнен в виде пластикового корпуса, изолирующего проводку под напряжением от других металлических частей.

Трехконтактные вилки предназначены для приборов, которым в целях безопасности требуется заземление.Для большинства приборов, в которых используется металлический корпус, требуется отдельное заземление.

Есть только один способ вставить вилку с тремя контактами в розетку с тремя контактами. Но обычные двухконтактные вилки, у которых нет заземляющего контакта, можно подключить к любому контакту на горячей стороне.

Чтобы этого не случилось, розетки имеют поляризацию , что означает, что нейтральный контакт шире, чем горячий контакт. Таким образом, есть только один способ вставить поляризованную вилку в поляризованную розетку.Таким образом, вы всегда можете отслеживать, какой провод горячий, а какой нейтральный.

Вы всегда должны размещать переключатели или предохранители на горячем проводе, а не на нейтральном проводе. Таким образом, если выключатель разомкнут или предохранитель перегорел, ток в горячем проводе не сможет выйти за пределы выключателя или предохранителя в вашу цепь. Это сводит к минимуму риск поражения электрическим током, который может возникнуть, если в вашем проекте отсоединится провод.

Об авторе книги
У Дуга Лоу все еще есть набор для экспериментатора электроники, который дал ему отец, когда ему было 10.Хотя он стал программистом и написал книги по различным языкам программирования, Microsoft Office, веб-программированию и ПК (в том числе более 30 книг для чайников), Дуг никогда не забывал свою первую любовь: электронику.

.

Смотрите также