Как называется заземление нейтрали трансформатора напряжения зном 35 кв

Обновлено: 01.05.2024

Режимы заземления нейтрали в сетях 0,4 кв. Плюсы и минусы различных вариантов


В главе 1.7 нового издания ПУЭ [1] приведены возможные варианты (режимы) заземления нейтрали и открытых проводящих частей1 в сетях 0,4 кВ. Они соответствуют вариантам, указанным в стандарте [2] Международной электротехнической комиссии (МЭК).

Режимы заземления нейтрали в сетях 0,4 кв
Плюсы и минусы различных вариантов

Сергей Титенков, к.т.н., руководитель отдела маркетинга ОАО «ПО Элтехника»

Режим заземления нейтрали и открытых проводящих частей обозначается двумя буквами: первая указывает режим заземления нейтрали источника питания (силового трансформатора 6-10/0,4 кВ), вторая – открытых проводящих частей. В обозначениях используются начальные буквы французских слов [3,4]:

  • Т (terre – земля) – заземлено;
  • N (neutre – нейтраль) – присоединено к нейтрали источника;
  • I (isole) – изолировано.
  • TN – нейтраль источника глухо заземлена, корпусы электрооборудования присоединены к нейтральному проводу;
  • ТТ – нейтраль источника и корпусы электрооборудования глухо заземлены (заземления могут быть раздельными);
  • IT – нейтраль источника изолирована или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, корпуса электрооборудования глухо заземлены.
  • TN-C – нулевые рабочий и защитный проводники объединены (С – первая буква англ. слова combined – объединенный) на всем протяжении. Объединенный нулевой проводник называется PEN по первым буквам англ. слов protective earth neutral – защитная земля, нейтраль;
  • TN-S – нулевой рабочий проводник N и нулевой защитный проводник PE разделены (S – первая буква англ. слова separated – раздельный);
  • TN-C-S – нулевые рабочий и защитный проводники объединены на головных участках сети в проводник PEN, а далее разделены на проводники N и PE.

2 Косвенное прикосновение – электрический контакт людей и животных с открытыми проводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции. То есть это прикосновение к металлическому корпусу электрооборудования при пробое изоляции на корпус.

  • электробезопасность (защита от поражения людей электрическим током);
  • пожаробезопасность (вероятность возникновения пожаров при коротких замыканиях);
  • бесперебойность электроснабжения потребителей;
  • перенапряжения и защита изоляции;
  • электромагнитная совместимость (в нормальном режиме работы и при коротких замыканиях);
  • повреждения электрооборудования при однофазных коротких замыканиях;
  • проектирование и эксплуатация сети.

СЕТЬ TN-C

Сети 0,4 кВ с таким режимом заземления нейтрали и открытых проводящих частей (занулением) до последнего времени были широко распространены в России.

Электробезопасность в сети TN-C при косвенном прикосновении2 обеспечивается отключением возникших однофазных замыканий на корпус с помощью предохранителей или автоматических выключателей. Режим TN-C был принят в качестве главенствующего в то время, когда основными аппаратами защиты от замыканий на корпус были предохранители и автоматические выключатели. Характеристики срабатывания этих аппаратов защиты в свое время определялись особенностями защищаемых воздушных линий (ВЛ) и кабельных линий (КЛ), электродвигателей и других нагрузок. Обеспечение электробезопасности было второстепенной задачей.

При относительно низких значениях токов однофазного КЗ (удаленность нагрузки от источника, малое сечение провода) время отключения существенно возрастает. При этом электропоражение человека, прикоснувшегося к металлическому корпусу, весьма вероятно. Например, для обеспечения электробезопасности отключение КЗ на корпус в сети 220 В должно выполняться за время не более 0,2 с [2]. Но такое время отключения предохранители и автоматические выключатели способны обеспечить только при кратностях токов КЗ по отношению к номинальному току на уровне 6-10. Таким образом, в сети TN-C существует проблема обеспечения безопасности при косвенном прикосновении из-за невозможности обеспечения быстрого отключения. Кроме того, в сети TN-C при однофазном КЗ на корпус электроприемника возникает вынос потенциала по нулевому проводу на корпуса неповрежденного оборудования, в том числе отключенного и выведенного в ремонт. Это увеличивает вероятность поражения людей, контактирующих с электрооборудованием сети. Вынос потенциала на все зануленные корпуса возникает и при однофазном КЗ на питающей линии (например, обрыв фазного провода ВЛ 0,4 кВ с падением на землю) через малое сопротивление (по сравнению с сопротивлением контура заземления подстанции 6-10/0,4 кВ). При этом на время действия защиты на нулевом проводе и присоединенных к нему корпусах возникает напряжение, близкое к фазному. Особую опасность в сети TN-C представляет обрыв (отгорание) нулевого провода. В этом случае все присоединенные за точкой обрыва металлические зануленные корпуса электроприемников окажутся под фазным напряжением.

Самым большим недостатком сетей TN-C является неработоспособность в них устройств защитного отключения (УЗО) или residual current devices (RCD) по западной классификации.

Пожаробезопасность сетей TN-C низкая. При однофазных КЗ в этих сетях возникают значительные токи (килоамперы), которые могут вызывать возгорание. Ситуация осложняется возможностью возникновения однофазных замыканий через значительное переходное сопротивление, когда ток замыкания относительно невелик и защиты не срабатывают либо срабатывают со значительной выдержкой времени.

Бесперебойность электроснабжения3 в сетях TN-C при однофазных замыканиях не обеспечивается, так как замыкания сопровождаются значительным током и требуется отключение присоединения.

В процессе однофазного КЗ в сетях TN-C возникает повышение напряжения (перенапряжения) на неповрежденных фазах примерно на 40%. Сети TN-C характеризуются наличием электромагнитных возмущений. Это связано с тем, что даже при нормальных условиях работы на нулевом проводнике при протекании рабочего тока возникает падение напряжения. Соответственно между разными точками нулевого провода имеется разность потенциалов. Это вызывает протекание токов в проводящих частях зданий, оболочках кабелей и экранах телекоммуникационных кабелей и соответственно электромагнитные помехи. Электромагнитные возмущения существенно усиливаются при возникновении однофазных КЗ со значительным током, протекающим в нулевом проводе.

Значительный ток однофазных КЗ в сетях TN-C вызывает существенные разрушения электрооборудования. Например, прожигание и выплавление стали статоров электродвигателей. На стадии проектирования и настройки защит в сети TN-C необходимо знать сопротивления всех элементов сети, в том числе и сопротивления нулевой последовательности для точного расчета токов однофазных КЗ. То есть необходимы расчеты или измерения сопротивления петли фаза-нуль для всех присоединений. Любое существенное изменение в сети (например, увеличение длины присоединения) требует проверки условий защиты.

СЕТЬ TN-S

Сети 0,4 кВ с таким режимом заземления нейтрали и открытых проводящих частей называются пятипроводными. В них нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены. Само по себе использование сети TN-S не обеспечивает электробезопасность при косвенном прикосновении, так как при пробое изоляции на корпусе, как и в сети TN-C, возникает опасный потенциал. Однако в сетях TN-S возможно использование УЗО. При наличии этих устройств уровень электробезопасности в сети TN-S существенно выше, чем в сети TN-С. При пробое изоляции в сети TN-S также возникает вынос потенциала на корпуса других электроприемников, связанных проводником PE. Однако быстрое действие УЗО в этом случае обеспечивает безопасность. В отличие от сетей TN-С обрыв нулевого рабочего проводника в сети TN-S не влечет за собой появление фазного напряжения на корпусах всех связанных данной линией питания электроприемников за точкой разрыва.

Пожаробезопасность сетей TN-S при применении УЗО в сравнении с сетями TN-С существенно выше. УЗО чувствительны к развивающимся дефектам изоляции и предотвращают возникновение значительных токов однофазных КЗ.

В отношении бесперебойности электроснабжения и возникновения перенапряжений, сети TN-S не отличаются от сетей TN-С.

Электромагнитная обстановка в сетях TN-S в нормальном режиме существенно лучше, чем в сетях TN-С. Это связано с тем, что нулевой рабочий проводник изолирован и отсутствует ответвление токов в сторонние проводящие пути. При возникновении однофазного КЗ создаются такие же электромагнитные возмущения, как и в сетях TN-С.

Наличие в сетях TN-S устройств УЗО существенно снижает объем повреждений при возникновении однофазных КЗ по сравнению с сетями TN-С. Это объясняется тем, что УЗО ликвидирует повреждение в его начальной стадии.

В отношении проектирования, настройки защит и обслуживания, сети TN-S не имеют каких-либо преимуществ по сравнению с сетями TN-С. Отмечу, что сети TN-S более дорогие в сравнении с сетями TN-С из-за наличия пятого провода, а также УЗО.


СЕТЬ TN-С-S

Это комбинация рассмотренных выше двух типов сетей. Для этой сети будут справедливы все преимущества и недостатки, указанные выше.


СЕТЬ TТ

Особенностью данного типа сетей 0,4 кВ является то, что открытые проводящие части электроприемников присоединены к заземлению, которое обычно независимо от заземления питающей подстанции 6–10/0,4 кВ.

Электробезопасность в этих сетях обеспечивается использованием УЗО в обязательном порядке. Само по себе использование режима ТТ не обеспечивает безопасности при косвенном прикосновении. Если сопротивление местного заземлителя, к которому присоединены открытые проводящие части, равно сопротивлению заземления питающей подстанции 6(10)/0,4 кВ и возникает замыкание на корпус, то напряжение прикосновения составит половину фазного напряжения (110 В для сети 220 В). Такое напряжение опасно, и необходимо немедленное отключение поврежденного присоединения. Но отключение не может быть обеспечено автоматическими выключателями и предохранителями за безопасное для прикоснувшегося человека время из-за малой величины тока однофазного замыкания. Например, если принять, что сопротивления заземления питающей подстанции 6(10)/0,4 кВ и местного заземлителя равны 0,5 Ома, и пренебречь сопротивлениями силового трансформатора и кабеля, при фазном напряжении 220 В ток однофазного замыкания на корпус в сети ТТ составит всего 220 А. С учетом всех сопротивлений в цепи замыкания ток будет еще меньше.

Пожаробезопасность сетей TТ в сравнении с сетями TN-С существенно выше. Это связано со сравнительно малой величиной тока однофазного замыкания и с применением УЗО, без которых сети ТТ вообще эксплуатироваться не могут.

Бесперебойность электроснабжения3 в сетях TТ при однофазных замыканиях не обеспечивается, так как требуется отключение присоединения по условиям безопасности.

При возникновении однофазного замыкания на землю в сети ТТ напряжение на неповрежденных фазах относительно земли повышается, что связано с появлением напряжения на нейтрали питающего трансформатора 6(10)/0,4 кВ. Если принять сопротивления, указанные выше, то напряжение на нейтрали составит половину фазного. Такое повышение напряжения не опасно для изоляции, так как однофазное замыкание достаточно быстро ликвидируется действием УЗО, причем в большинстве случаев до своего полного развития и достижения током максимума.

В системе ТТ нескольких корпусов электроприемников обычно объединены одним защитным проводником РЕ и присоединены к общему заземлителю, отдельному, как уже сказано, от заземлителя питающей подстанции. Выполнять отдельный заземлитель в сети ТТ для каждого электроприемника нецелесообразно по экономическим соображениям. В нормальном режиме по защитному проводнику в системе ТТ не протекает ток и соответственно между корпусами отдельных электроприемников нет разности потенциалов. То есть в нормальном режиме электромагнитные возмущения (разность потенциалов между корпусами, протекание токов по конструкциям зданий и оболочкам кабелей) отсутствуют. При возникновении однофазного замыкания ток относительно невелик, при его протекании падение напряжения на защитном проводнике невелико, длительность протекания тока мала. Соответственно возникающие при этом возмущения также невелики. Таким образом, с позиций электромагнитных возмущений сеть ТТ имеет преимущество по сравнению с сетями TN-С в нормальном режиме работы и с сетями TN-С, TN-S, TN-С-S в режиме однофазного замыкания.

Объем повреждений оборудования в сетях ТТ при возникновении однофазных КЗ невелик, что связано с малой величиной тока в сравнении с сетями TN-С, TN-S, TN-С-S и с использованием УЗО, которые обеспечивают отключение до полного развития повреждения изоляции.

С точки зрения проектирования, сети ТТ имеют существенное преимущество по сравнению с сетями TN. Использование в сетях ТТ УЗО устраняет проблемы, связанные с ограничением длины линий, необходимостью знать полное сопротивление петли КЗ. Сеть может быть расширена или изменена без повторного расчета токов КЗ или замера сопротивления петли тока КЗ. Учитывая, что сам по себе ток однофазного КЗ в сетях ТТ меньше, чем в сетях TN-S, TN-С-S, сечение защитного проводника РЕ в сети ТТ может быть меньше.


СЕТЬ IT

Нейтральная точка питающего трансформатора 6(10)/0,4 кВ такой сети изолирована от земли или заземлена через значительное сопротивление (сотни Ом – несколько кОм). Защитный проводник в таких сетях отделен от нейтрального.

Электробезопасность при однофазном замыкании на корпус в этих сетях наиболее высокая из всех рассмотренных. Это связано с малой величиной тока однофазного замыкания (единицы ампер). При таком токе замыкания напряжение прикосновения крайне невелико и отсутствует необходимость немедленного отключения возникшего повреждения. Кроме того, в сети IT безопасность может быть улучшена за счет применения УЗО.

Пожаробезопасность сетей IT самая высокая в сравнении с сетями TN-С, TN-S, TN-С-S, ТТ. Это объясняется наименьшей величиной тока однофазного замыкания (единицы ампер) и малой вероятностью возгорания.

Сети IT отличаются высокой бесперебойностью электроснабжения потребителей. Возникновение однофазного замыкания не требует немедленного отключения.

При возникновении однофазного замыкания на землю в сети IT напряжение на неповрежденных фазах увеличивается в 1,73 раза. В сети IT с изолированной нейтралью (без резистивного заземления) возможно возникновение дуговых перенапряжений высокой кратности.

Электромагнитные возмущения в сетях IT невелики, поскольку ток однофазного замыкания мал и не создает значительных падений напряжения на защитном проводнике.

Повреждения оборудования при возникновении однофазного замыкания в сетях IT очень малы. Для эксплуатации сети IT необходим квалифицированный персонал, способный быстро находить и устранять возникшее замыкание. Для определения поврежденного присоединения необходимо специальное устройство (в западных странах применяется генератор тока с частотой, отличной от промышленной, включаемый в нейтраль). Сети IT имеют ограничение на расширение сети, так как новые присоединения увеличивают ток однофазного замыкания.


ВЫВОДЫ

В качестве общих рекомендаций для выбора той или иной сети можно указать следующее: 1. Сети ТN-C и ТN-C-S не следует использовать из-за низкого уровня электро- и пожаробезопасности, а также возможности значительных электромагнитных возмущений.

2. Сети TN-S рекомендуются для статичных (не подверженных изменениям) установок, когда сеть проектируется «раз и навсегда».

3. Сети ТТ следует использовать для временных, расширяемых и изменяемых электроустановок. 4. Сети IT следует использовать в тех случаях, когда бесперебойность электроснабжения является крайне необходимой.

Возможны варианты, когда в одной и той же сети следует использовать два или три режима. Например, когда вся сеть получает питание по сети TN-S, а часть ее через разделительный трансформатор по сети IT.

Резюмируя изложенное выше, отметим, что ни один из способов заземления нейтрали и открытых проводящих частей не является универсальным. В каждом конкретном случае необходимо проводить экономическое сравнение и исходить из критериев: электробезопасности, пожаробезопасности, уровня бесперебойности электроснабжения, технологии производства, электромагнитной совместимости, наличия квалифицированного персонала, возможности последующего расширения и изменения сети.


Список литературы

1. Правила устройства электроустановок, 7-е издание.

2. Стандарт IEC 60364 «Electrical installation of buildings».

3. Ослон А.Б. Обеспечение электробезопасности в установках напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью // Промышленная энергетика. – 1982. – № 1.

4. Ослон А.Б. Зануление как способ обеспечения электробезопасности // Промышленная энергетика. – 1981. – № 5

Как называется заземление нейтрали трансформатора напряжения зном 35 кв

Правильные ответы на остальные 5 вопросов:

Вопрос 5. В каких режимах работают нейтрали трансформаторов напряжением 110-750 кВ?
Ответ. В режиме эффективного заземления нейтралей.

Вопрос 9. Для чего осуществляется заземление первичной обмотки трансформаторов напряжения соединённых в звезду с двумя вторичными обмотками?
Ответ. Для возможности измерения фазных напряжений и осуществления контроля изоляции сети.

Вопрос 21. В каком режиме работает аккумуляторная батарея?
Ответ. В режиме постоянного подзаряда.

Вопрос 31. На каких фазах устанавливаются реле защиты от перегрузки?
Ответ. На одной из фаз.

Вопрос 32. Какая часть схемы защиты является главной?
Ответ. Измерительная.

Сказал спасибо: 0 огромное спасибо. Сказал спасибо: 0 Ребят,а есть еще у кого-нибудь релейная защита,те вопросы которые тут почти не подходят. может решал кто в этом месяце,подскажет?? Сказал спасибо: 1 Все ответы на все варианты, проверено 100% Последний раз редактировалось novaclassic; 07.05.2014 в 13:02 . Сказал спасибо: 1 У меня в тренинге и контроле вопросы разные были. Адрес: Сочи Сказал спасибо: 22 Спасибо! Все четко и ясно. Сказал спасибо: 2 Ответы Первый раз за 4 курса мне после теста показали правильные и не правильные ответы!Выкладываю. может кому пригодится Сказал спасибо: 16 Спасибо вам чуваки и чувихи! и да храни вас господь Сказал спасибо: 13

Завершен Суббота 10 Декабрь 2016, 10:34

Баллов 19,00/20,00
Оценка 9,50 из максимума 10,00 (95%)
Вопрос 1
Для чего заземляются вторичные обмотки трансформаторов напряжения?
Выберите один ответ:
Для обеспечения защиты персонала и изоляции приборов на случай пробоя изоляции первичной обмотки на вторичную

Вопрос 2
Какой коэффициент надежности применяется при выборе тока срабатывания дифференциальной защиты с реле РНТ от броска намагничивания?
Выберите один ответ:
1.0-1.3

Вопрос 3
Текст вопроса
Какая часть схемы защиты является главной?
Выберите один ответ:
Измерительная часть
Правильный ответ: Измерительная часть
Вопрос 4
Какой коэффициент надежности применяется при выборе тока срабатывания дифференциальной защиты с реле РНТ от броска намагничивания?
Выберите один ответ:
1.0-1.3
Вопрос 5
Как должны подключаться силовые выпрямители УКП для обеспечения питания включения выключателей с электромагнитным приводом?
Выберите один ответ:
Параллельно на постоянном токе

Вопрос 6
Назовите величины коэффициента чувствительности дифференциальной защиты трансформатора?
Выберите один ответ:
Не менее 2
Вопрос 7
Назовите величины коэффициента самозапуска при расчете МТЗ линии при наличии общепромышленной нагрузки?
Выберите один ответ:

1.5-2
Вопрос 8
Какой коэффициент надежности применяется при выборе тока срабатывания МТЗ трансформатора?
Выберите один ответ:
1.1-1.2
Вопрос 9
В каких режимах работают нейтрали трансформаторов напряжением 110-750 кВ?
Выберите один ответ:
В режиме эффективного заземления нейтралей

Вопрос 10
По какому выражению определяется напряжения срабатывания реле напряжения РН-54/160 МТЗ с блокировкой напряжения по напряжению линий?
Выберите один ответ:


Вопрос 11
К скольким принципам относятся защиты по способам обеспечивания селективности?
Выберите один ответ:
К двум основным принципам
Вопрос 12
Чем отличается ТО от МТЗ?
Выберите один ответ:
ТО обеспечивает селективность выбором тока срабатывания, а МТЗ временем срабатывания
Вопрос 13
По каким выражением выбирается ток срабатывания токовой отсечки трансформатора?
Выберите один ответ:


Вопрос 14
Требования, предъявляемые к релейной защите?
Выберите один ответ:
Обеспечивать селективность, обеспечивать быстродействие, чувствительность и надежность
Вопрос 15
Какая зона действия дифференциальной защиты трансформатора?
Выберите один ответ:
Зона ограниченная трансформаторами тока на стороне ВН и НН трансформатора

Вопрос 16
Где должен быть подключен ТСН на подстанциях с постоянным оперативным током?
Выберите один ответ:
На шинах НН
Вопрос 17
Какие трансформаторы служат только для измерения междуфазных напряжений?
Выберите один ответ:
НОЛ НОМ

Вопрос 18
Что является признаком появления к.з.?
Выберите один ответ:
Возрастание тока, понижение "U" и уменьшение сопротивления защищаемого участка
Вопрос 19
Какой коэффициент чувствительности МТЗ линии в зоне резервного действия?
Выберите один ответ:
1.2
Вопрос 20
Для чего осуществляется заземление первичной обмотки трансформаторов напряжения соединенных в звезду с двумя вторичными обмотками?
Выберите один ответ:
Для возможности измерения фазных напряжений и осуществления контроля изоляции сети

Как называется заземление нейтрали трансформатора напряжения зном 35 кв

Нейтраль, заземленная через резистор (высокоомный или низкоомный)
Этот режим заземления используется в России очень редко, только в некоторых сетях собственных нужд блочных электростанций и сетях газоперекачивающих компрессорных станций. В то же время, если оценивать мировую практику, то резистивное заземление нейтрали – это наиболее широко применяемый способ (см. табл. 1).

Таблица 1. Способы заземления нейтрали в странах мира

СтранаПринятое напряжение Способ заземления нейтрали
ИзолированнаяЧерез дугогасящий реакторЧерез резисторГлухое
Россия 6–35 кВ + +
Австралия 11–12 кВ + +
Канада 4–25 кВ + +
США 4–25 кВ + +
Испания 10–30 кВ + +
Италия 10–20 кВ +
Португалия 10–30 кВ +
Франция 12–24 кВ +
Япония 6,6 кВ + +
Германия 10–20 кВ +
Австрия 10–30 кВ +
Бельгия 6,3–17 кВ +
Великобритания 11 кВ ++
Швейцария 10–20 кВ +
Финляндия 20 кВ ++

  • отсутствие дуговых перенапряжений высокой кратности и многоместных повреждений в сети;
  • отсутствие необходимости в отключении первого однофазного замыкания на землю (только для высокоомного заземления нейтрали);
  • исключение феррорезонансных процессов и повреждений трансформаторов напряжения;
  • уменьшение вероятности поражения персонала и посторонних лиц при однофазном замыкании (только для низкоомного заземления и быстрого селективного отключения повреждения);
  • практически полное исключение возможности перехода однофазного замыкания в многофазное (только для низкоомного заземления и быстрого селективного отключения повреждения);
  • простое выполнение чувствительной и селективной релейной защиты от однофазных замыканий на землю, основанной на токовом принципе.
  • увеличение тока в месте повреждения;
  • необходимость в отключении однофазных замыканий (только для низкоомного заземления);
  • ограничение на развитие сети (только для высокоомного заземления).



Рис. 2. Схема двухтрансформаторной подстанции с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор.



Рис. 3. Схема двухтрансформаторной подстанции с нейтралью, заземленной через резистор.



Рис. 4. Варианты включения резистора в нейтраль сети 6-10 кВ.



Рис. 5*. Североамериканский трансформатор потребителя.

Глухозаземленная нейтраль
Как уже было сказано, в отечественных сетях 6-35 кВ не используется. Этот режим заземления нейтрали широко распространен в США, Канаде, Австралии, Великобритании и связанных с ними странах. Он находит применение в четырехпроводных воздушных сетях среднего напряжения 4-25 кВ. В качестве примера на рис.5 приведен участок сети 13,8 кВ в США. Как видно из рис.5, воздушная линия на всем своем протяжении и ответвлениях снабжена четвертым нулевым проводом. Концепция построения сети заключается в том, чтобы максимально сократить протяженность низковольтных сетей напряжением 120 В. Каждый частный дом питается от собственного понижающего трансформатора 13,8/0,12 кВ, включенного на фаз-ное напряжение. На рис.5* показан такой однофазный трансформатор потребителя с заземленной средней точкой обмотки НН. Основная воздушная линия делится на участки секционирующими аппаратами – реклоузерами. Трансформаторы каждого отдельного потребителя и ответвления от линии защищаются предохранителями. На отпайках от линии используются отделители, обеспечивающие отключение в бестоковую паузу.
Этот способ заземления нейтрали не используется в сетях, содержащих высоковольтные электродвигатели. Токи однофазного замыкания в этом случае достигают нескольких килоампер, что недопустимо с позиций повреждения статора электродвигателя (выплавление стали при однофазном замыкании).



Рис. 5. Схема воздушной четырехпроводной распределительной сети 4-25 кВ США.

Применение глухого заземления нейтрали в сетях среднего напряжения в России вряд ли необходимо и вероятно в обозримом будущем. Все отечественные линии 6-35 кВ трехпроводные, а трансформаторы потребителей трехфазные, то есть сам подход к построению сети существенно отличается от зарубежного. Указанный выше случай глухого заземления нейтрали в кабельной сети 35 кВ, питающей г. Кронштадт, является исключением. Такое решение было сознательно принято проектным институтом в связи с тем, что ток однофазного замыкания в этой сети составляет около 600 А. Компенсация в данном случае малоэффективна, а надежных высоковольтных низкоомных резисторов на момент реализации решения в России не существовало.

  • уровня емкостного тока сети;
  • допустимого тока однофазного замыкания, исходя из разрушений в месте повреждения;
  • безопасности персонала и посторонних лиц;
  • допустимости отключения однофазных замыканий с позиций непрерывности технологического цикла;
  • наличия резерва;
  • типа и характеристик используемых защит.

Как называется заземление нейтрали трансформатора напряжения зном 35 кв

Рис. 1

Принципиальная схема и характеристики элементов схемы электроснабжения установки «печь-ковш»

Принципиальная электрическая схема RC-цепочки трансформатора ЭТцН-32000/35

  • заземление нейтрали обмоток высокого напряжения ТН через резисторы различных значений сопротивлений – от низкоомных до высокоомных;
  • включение резисторов в разомкнутый треугольник обмоток ТН, предназначенных для контроля изоляции сети;
  • включение высокоомных резисторов между питающей сетью и обмотками высокого напряжения ТН;
  • применение антирезонансных ТН типа НАМИ;
  • другие технические решения, например, замена в НАМИ заземляемой электромагнитной фазы емкостным делителем;
  • применение электромагнитных ТН с ненасыщаемой магнитной системой;
  • заземление нейтрали заземляемых ТН через первичную обмотку незаземляемого ТН;
  • заземление нейтрали ТН через первичную обмотку трансформаторов тока (ТТ) с подключенным ко вторичной обмотке ТТ низкоомным резистором.
  • переходные процессы в сети с изолированной нейтралью, содержащей трансформаторы НАМИ-10, могут приводить к глубокому насыщению сердечника фазного ТН;
  • наиболее тяжелым режимом для НАМИ при дуговых замыканиях является режим однополярной дуги, когда зажигание дуги происходит один раз в период промышленной частоты;
  • причинами повреждения трансформаторов НАМИ-10 при длительных дуговых замыканиях в сети с изолированной нейтралью из-за нагрева первичной обмотки фазного трансформатора могут быть:
    • разные напряжения зажигания дуги в положительную и отрицательную полуволну приложенного напряжения,
    • возникновение режима горения дуги с гашением ее на втором периоде вынужденной составляющей тока замыкания на землю в сети с токами замыкания 5 А и более.

    Рис. 3

    Схема защиты ТН 35 кВ от феррорезонансных перенапряжений, применяемая в АО «Колэнерго»

    НЕ ВСЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ МОГУТ ЗАЩИТИТЬ ТН
    Поскольку заземляемые электромагнитные ТН обладают достаточно высокой нелинейной индуктивностью (от нескольких единиц генри для ТН 6 и 10 кВ до нескольких десятков генри для ТН 35 кВ) [7], негативные процессы в электрических сетях в первую очередь отражаются на работе этих ТН. Одной из основных причин высокой повреждаемости ТН, если не самой главной причиной, является полное отсутствие защиты ТН на выводах первичных обмоток. Применяемые для целей защиты ТН предохранители типов ПКН 001 и ПКТ непригодны, поскольку токи срабатывания этих предохранителей значительно превышают предельно-допустимые длительные токи первичных обмоток ТН. Предохранители сгорают только после повреждения ТН [2], поскольку предельно-допустимые длительные токи ТН составляют десятки миллиампер, в то время как сверхтоки, протекающие по первичной обмотке ТН при перенапряжениях, создают плотности тока недопустимых значений – до нескольких десятков ампер на квадратный миллиметр. В таблице 2 приведены предельно-допустимые длительные токи в первичных обмотках ТН на 3-35 кВ. На рисунках 4 и 5 приведены для примера ампер-секундные характеристики предохранителей ПКН 001 на 10 и 35 кВ. Эти характеристики подтверждают недопустимость применения таких предохранителей для защиты ТН. Что же необходимо сделать для снижения до минимума повреждаемости ТН?

    Таблица 1. Результаты метрологических исследований ТН 35 кВ с высокоомными резисторами, включенными между сетью и первичными обмотками ТН

    ПогрешностьЗначение сопротивления резистора, включенного на высоковольтный вывод заземляемого ТН, кОмНорма по ГОСТ 1983-2001
    0 15 45
    напряжения, % -0,283 -0,802 -1,78 ± 0,5
    угловая +9,2' +22' +48' ± 20'

    Таблица 2. Предельно-допустимые длительные токи ТН 3-35 кВ

    Класс напряжения, кВПредельно-допустимый длительный ток в первичных обмотках ТН, А
    3 0,144
    6 0,115
    10 0,109
    35 0,049
    Прежде всего создать высоковольтную защиту ТН с токами срабатывания не более 0,5-0,7 А и временем срабатывания не более 20-30 с. В ОАО «СЗТТ» освоено промышленное производство заземляемых электромагнитных ТН на 6 и 10 кВ (ЗНОЛП-6 и ЗНОЛП-10) со встроенным защитным предохранительным устройством.На рисунке 6 приведена ампер-секундная характеристика такого устройства. По существу, это устройство является высоковольтным минивыключателем.После срабатывания устройства требуется только его перезарядка с заменой плавкой вставки. Проведение других операций (чистка полости патрона и т.п.) не требуется.
    В настоящее время в ОАО «СЗТТ» проводятся квалификационные испытания незаземляемых ТН на 6 и 10 кВ (НОЛП-6 и НОЛП-10) со встроенными защитными предохранительными устройствами.
    Но эти защитные устройства предназначены для ТН внутренней установки. С созданием аналогичных устройств для наружной установки возможны затруднения, поскольку необходимо будет решать проблему исключения влияния увлажнения на работу этих устройств.

    Рис. 4

    Ампер-секундная характеристика предохранителя типа ПКН 001 на 10 кВ

    Ампер-секундная характеристика предохранителя типа ПКН 001 на 35 кВ

    Ампер-секундная характеристика встроенного защитного предохранительного устройства трансформаторов ЗНОЛП-6 и ЗНОЛП-10

    Требуется резистивное заземление нейтрали!
    Для исключения в электрических сетях 3-35 кВ негативных процессов должен быть пересмотрен подход к нейтрали этих сетей в части её заземления. В мировой практике широко применяется резистивное заземление нейтрали в сетях среднего напряжения, что повышает надежность работы электрических сетей, в том числе и заземляемых трансформаторов напряжения. Российские и украинские специалисты также приходят к выводу о необходимости резистивного заземления нейтрали [8], [9], [10] и [11]. Необходимо осуществить переход на резистивное заземление в сетях 3-35 кВ на практике, что позволит до минимума сократить повреждаемость ТН. Конечно, это потребует определенных материальных затрат, но, считаю, они окупятся за довольно небольшой срок.

    Выводы
    1. Электромагнитные ТН – наиболее высокоиндуктивные элементы в электрических сетях.
    2. Негативные процессы, происходящие в электрических сетях, отрицательно отражаются на работе электромагнитных ТН в связи с их высокой индуктивностью.
    3. Назначение ТН – метрологическое обеспечение электрических сетей, а не подавление негативных процессов в них.
    4. Защита ТН в электрических сетях отсутствует. Предохранители типов ПКН 001 и ПКТ для защиты ТН непригодны.
    5. Необходимо разработать и освоить производство высоковольтных защитных устройств для ТН с токами срабатывания не более 0,5-0,7 А и временем срабатывания не более 20-30 с.
    6. С 1 января 2003 года введены в действие ПУЭ 7-го изд. [12], п.1.2.16 которых разрешает применение резистивного заземления нейтрали в электрических сетях 3-35 кВ. Необходимо осуществить резистивное заземление нейтрали в этих сетях на практике.

    Режимы заземления нейтрали в электрических сетях 6-35 кВ


    GeekBrains

    Способ заземления нейтрали сети является достаточно важной характеристикой. Он определяет:

    ток в месте повреждения и перенапряжения на неповрежденных фазах при однофазном замыкании;

    схему построения релейной защиты от замыканий на землю;

    уровень изоляции электрооборудования;

    выбор аппаратов для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений (ограничителей перенапряжений);

    допустимое сопротивление контура заземления подстанции;

    безопасность персонала и электрооборудования при однофазных замыканиях.

    4 режима заземления нейтрали в сетях 6-35 кВ. Изолированную нейтраль объявим вне закона


    В настоящее время в мировой практике используются следующие способы заземления нейтрали сетей среднего напряжения (термин «среднее напряжение» используется в зарубежных странах для сетей с диапазоном рабочих напряжений 1-69 кВ):

    глухозаземленная (непосредственно присоединенная к заземляющему контуру);

    заземленная через дугогасящий реактор;

    заземленная через резистор (низкоомный или высокоомный).

    Режимы заземления нейтрали в электрических сетях 6-35 кВ

    В России, согласно п.1.2.16 последней редакции ПУЭ, введенных в действие с 1 января 2003 г., «. работа электрических сетей напряжением 3-35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор». Таким образом, сейчас в сетях 6-35 кВ в России формально разрешены к применению все принятые в мировой практике способы заземления нейтрали, кроме глухого заземления. Отметим, что, несмотря на это, в России имеется опыт применения глухого заземления нейтрали в некоторых сетях 35 кВ (например, кабельная сеть 35 кВ электроснабжения г. Кронштадта).

    Рассмотрим подробнее способы заземления нейтрали и дадим им общую характеристику.

    Режим изолированной нейтрали достаточно широко применяется в России. При этом способе заземления нейтральная точка источника (генератора или трансформатора) не присоединена к контуру заземления. В распределительных сетях 6-10 кВ России обмотки питающих трансформаторов, как правило, соединяются в треугольник, поэтому нейтральная точка физически отсутствует.

    ПУЭ ограничивает применение режима изолированной нейтрали в зависимости от тока однофазного замыкания на землю сети (емкостного тока). Компенсация тока однофазного замыкания на землю (использование дугогасящих реакторов) должна предусматриваться при емкостных токах:

    более 30 А при напряжении 3-6 кВ;

    более 20 А при напряжении 10 кВ;

    более 15 А при напряжении 15-20 кВ;

    более 10 А в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ;

    более 5 А в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков «генератор–трансформатор».

    Вместо компенсации тока замыкания на землю может применяться заземление нейтрали через резистор (резистивное) с соответствующим изменением логики действия релейной защиты. Исторически режим изолированной нейтрали был первым режимом заземления нейтрали, использовавшимся в электроустановках среднего напряжения. Его достоинствами являются:

    отсутствие необходимости в немедленном отключении первого однофазного замыкания на землю;

    малый ток в месте повреждения (при малой емкости сети на землю).

    Режимы заземления нейтрали в электрических сетях 6-35 кВ

    Недостатками этого режима заземления нейтрали являются:

    возможность возникновения дуговых перенапряжений при перемежающемся характере дуги с малым током (единицы–десятки ампер) в месте однофазного замыкания на землю;

    возможность возникновения многоместных повреждений (выход из строя нескольких электродвигателей, кабелей) из-за пробоев изоляции на других присоединениях, связанных с дуговыми перенапряжениями;

    возможность длительного воздействия на изоляцию дуговых перенапряжений, что ведет к накоплению в ней дефектов и снижению срока службы;

    необходимость выполнения изоляции электрооборудования относительно земли на линейное напряжение;

    сложность обнаружения места повреждения;

    Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

    Читайте также: