Резистивное заземление нейтрали: Резистивное заземление нейтрали. Достоинства и недостатки

Резистивное заземление нейтрали. Достоинства и недостатки

В данной статье речь пойдет о достоинствах и недостатках резистивного заземления нейтрали в сетях 6-35 кВ.

Резистивное заземление нейтрали (заземление нейтрали через резистор) в электрических сетях среднего напряжения достаточно широко применяется во Франции, Германии и некоторых других странах. Принято различать два варианта заземления нейтрали через резистор: высокоомное и низкоомное. При высокоомном заземлении нейтрали сопротивление R заземляющего резистора выбирается из условия [Л1,с.16]:

R = (1 — 2)*Xc∑ = (1 — 2)* Uфном./Iс∑ (1)

где:

• Uфном. – фазное номинальное напряжение, кВ;
• Iс∑ — суммарный емкостной ток сети, А.

При выборе сопротивления заземляющего резистора из условия (1) эффект накопления зарядов на фазах сети при дуговом перемежающемся ОЗЗ сводится к минимуму, и перенапряжения на неповрежденных фазах при повторных зажиганиях дуги не превышают значений (2,4 — 2,5) Uф.ном.

Основные характеристики высокоомного заземления нейтрали приведены в таблице 1.

Если принять, что при высокоомном заземлении нейтрали ток замыкания на землю не должен превышать предельных значений, принятых для сети с изолированной нейтралью, то при R = Xc∑, суммарный емкостный ток сети Iс∑ должен быть в √2 раз меньше, чем для сети с изолированной нейтралью.

Поэтому область применения высокоомного режима заземления нейтрали будет еще более ограничена (по значению Iс∑), чем режима изолированной нейтрали. По мнению многих специалистов применение высокоомного режима заземления нейтрали целесообразно прежде всего в сетях с Uном = 6 — 10 кВ при Iс∑ не более 5 — 10 А [2]. К таким сетям относятся, в частности, большинство воздушных сетей 6 – 10 кВ, непротяженные кабельные шахтные, карьерные сети, сети торфоразработок и др.

При низкоомном заземлении нейтрали через резистор минимальное значение тока О33 в месте повреждения ограничивается двумя условиями:

• обеспечение устойчивости функционирования простых токовых защит нулевой последовательности от ОЗЗ во всех режимах работы сети;
• полное исключение возможности возникновения наиболее опасных дуговых перемежающихся ОЗЗ.

В зависимости от параметров электрической сети и линий условия устойчивости функционирования токовых защит нулевой последовательности обеспечиваются при значениях тока ОЗЗ от десятков до сотен ампер [3]. Для исключения возможности возникновения дуговых перемежающихся ОЗЗ минимальное значение тока замыкания должно быть не менее 100 А.

При указанных значениях тока ОЗЗ защита от этого вида повреждений должна действовать только на отключение.

Максимально допустимое значение тока ОЗЗ ограничивается условием недопущения серьезных повреждений элементов сети за время действия защиты.

Основные характеристики низкоомного заземления нейтрали приведены в таблица 2.

Основным недостатком низкоомного заземления нейтрали является возможность существенного увеличения числа отключений элементов сети из-за переходов кратковременных самоустраняющихся (при других режимах заземления нейтрали) пробоев изоляции в устойчивые повреждения.

Опыт применения низкоомногo заземления нейтрали в сети 6 кВ собственных нужд Рефтинской ГРЭС, показал, что число отключений электродвигателей на секциях с низкоомным заземлением нейтрали оказалось больше, чем на секциях, работающих с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостногo тока. Увеличение числа отключений элементов сети при недостаточной степени автоматизации и резервирования электрической сети и технологических процессов потребителей может привести к увеличению ущербов от ОЗЗ, т.е. к снижению надежности.

Уменьшить число излишних отключений элементов в сетях, работающих с низкоомным заземлением нейтрали, можно при использовании быстродействующего автоматического кратковременного заземления (АЗФ) поврежденной фазы, обеспечивающего эффективное самогашение дуги в большинстве случаев пробоев изоляции на землю. Однако в России, несмотря на наличие соответствующих разработок, необходимая для реализации быстродействующего АЗФ аппаратура промышленностью не выпускается.

С учетом сказанного, низкоомное заземление нейтрали целесообразно применять только в тех сетях, где допустимо (с учетом условий электрическогo и технологического резервирования, степени автоматизации распределительных сетей, систем электроснабжения, технологических процессов) отключение любого элемента сети.

Сочетание резонансного и высокоомногo режима заземления нейтрали, предложенное в [2], предполагает шунтирование ДГР резистором, выбранным из условия:

Rn = Uф/∆Iз (2)

где: ∆Iз = |Iдгр — Iс| — ток расстройки компенсации;

Применение выслкллмного резистора, шунтирующего ДГР, приводит к прекращению биений напряжения на фазах после погасания дуги даже при достаточно больших расстройках компенсации и уменьшает кратности перенапряжений на неповрежденных фазах до значений 2,5.

К достоинствам данного режима заземления нейтрали следует отнести также улучшение режима работы сети с большой несимметрией емкостей фаз на землю. Недостатком является некоторое увеличение тока в месте повреждения и увеличение вероятности повторных зажиганий дуги.

Литература:

1. В.А.Шуин, А.В.Гусенков. Защиты от замыканий на землю в электрических сетях 6-10 кВ.
2. Евдокунин Г. А., Гудилин С. В., Корепанов А. А. Выбор способа заземления нейтрали в сетях 6 — 10 кВ // Электричество. 1998.
3. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. 15-e изд. М.: Энерrоатомиздзт,1996.

Поделиться в социальных сетях

Резистивное заземление нейтрали — Студопедия

В настоящее время в сетях напряжением до 35 кВ все чаще применяется резистивное заземление нейтрали — заземление нейтрали через активное сопротивление.

При ОЗЗ в сетях с заземленной через резистор нейтралью во всех присоединениях протекают собственные емкостные токи, а в поврежденном присоединении, кроме того, протекает активный ток, создаваемый резистором.

Это позволяет решить две важные задачи:

— селективно определить поврежденное присоединение (за счет простых релейных защит, действующих на отключение или сигнал) и незамедлительно принять меры по устранению повреждения;

— существенно ограничить уровень дуговых перенапряжений при ОЗЗ и исключить феррорезонансные процессы.

Применяются три варианта заземления нейтрали сетей 6 – 35 кВ через резистор: низкоомное, высокоомное и комбинированное.

Низкоомное резистивное заземление нейтрали применяется в случаях, когда ОЗЗ должно быть селективно отключено в течение минимально возможного времени. При этом ток в нейтрали должен быть достаточным для работы релейной защиты на отключение. В этом случае преимущество сети с изолированной нейтралью полностью исчезает, так как при ОЗЗ потребитель теряет питание по данной линии. Однако такой режим необходим там, где при ОЗЗ может возникнуть опасность для людей при падении провода ЛЭП на землю – люди могут попасть под шаговое напряжение или напряжение прикосновения.

Низкоомное заземление нейтрали с возможностью отключения поврежденных участков сети целесообразно применять в тех сетях, где обеспечена необходимая степень резервирования и автоматизации респределительных электрических сетей, систем электроснабжения и технологических процессов. В чисто кабельных сетях с высокой стеенью резервирования экономически и технически выгодно перейти от компенсированной системы заземления нейтрали (с применением ДГР) к нейтрали, заземленной через низкоомный резистор, сотключением поврежденного присоединения без выдержки времени.

Высокоомное резистивное заземление нейтрали целесообразно применять в тех случаях, когда сеть должна иметь возможность длительной работы в режиме ОЗЗ до обнаружения места ОЗЗ. При этом ток в нейтрали должен быть такой величины, чтобы исключить появление опасных дуговых перенапряжений и снижение электробезопасности, но быть достаточным для определения поврежденного присоединения и работы релейной защиты на сигнал.

Защита от внутренних перенапряжений, и в частности от феррорезонансных при неполнофазных режимах питания понижающих трансформаторов и электродвигателей, требует применения устройств, способных потребить энергию, запасенную элементами сети в их емкости и индуктивности. В зависимости от параметров сети эта энергия может составлять десятки киловатт в течение нескольких десятков секунд. Таким устройством, решающим задачу комплексной защиты сети с изолированной нейтралью от всех видов внутренних перенапряжений, является устройство заземления нейтрали сети через высокоомное активное сопротивление. Величина такого сопротивления оптимизируется по признакам необходимости и достаточности. Для подавления феррорезонансных перенапряжений величина резистора должна быть не менее величины критического сопротивления для контура схемы замещения сети.

В сетях 35 кВ высокоомный резистор подключают к нейтрали одного из питающих трансформаторов, имеющих соединенную в “звезду” обмотку 35кВ с выведенной нейтралью. В этом случае не требуется никаких изменений в работе устройств РЗА. Высокоомный резистор может быть собран из элементов, используемых в качестве шунтирующих резисторов на выключателях типа ВВН или ВВ 220 и 330 кВ. Сопротивление одного резистора 15 кОм, длительная мощность 1,5 кВт. Минимальное число последовательно включенных элементов четыре, а суммарное сопротивление такого резистора 60 кОм.

Для подключения высокоомного резистора к нейтрали сети 6-10 кВ необходим заземляющий трансформатор с соединением обмоток “звезда с выведенной нейтралью — треугольник” мощностью 40 кВА. Величина сопротивления резистора определяется исходя из емкости сети, а мощность его из допустимого времени воздействия напряжения сети при однофазном замыкании на землю. Комплектация резистора может быть выполнена из единичных бетэловых резисторов типа РШ-2 (сопротивление 200 и 300 Ом) или из резисторов типа РНВ-6/10 (сопротивление 500 или 1000 Ом), выпускаемых московским НПО “Энерготехпром”. Однако для устройств заземления нейтрали через высокоомное сопротивление предпочтительнее проволочные резисторы, так как они допускают большие нагрузки и более надежны в эксплуатации.

Для подключения заземляющего трансформатора с резистором в нейтрали необходима отдельная ячейка с собственными устройствами РЗА. Схема подключения устройства к сети с изолированной нейтралью приведена на рис. 8.36.

Аналогичная система защиты сетей СН электростанций предусмотрена следующими директивными документами: “О защите от замыканий на землю сети 6,3 кВ СН для ТЭС и АЭС” N 2 799-Э, “О повышении надежности сетей 6 кВ собственных нужд энергоблоков АЭС (Циркуляр Ц-01-88)”. Однако внедрение такой системы защиты возможно только в сетях, имеющих защитное отключение от однофазного замыкания на землю. Кроме того, заземление нейтрали, предписываемое директивными документами, осуществляется через бетэловые резисторы с суммарным сопротивлением 100 Ом, что создает в сети 6 кВ активный ток 30 А в месте замыкания на землю. Это значительно больше, чем необходимо для подавления перенапряжений, и приводит к увеличению объема разрушений в месте замыкания от дуги такой величины.

Эти недостатки исключены при заземлении нейтрали сети через высокоомный резистор, выбранный из величины емкости сети. Высокоомный резистор в нейтрали системы (как правило, в нейтрали специального вспомогательного трансформатора мощностью не менее S = U ²_ном /(3·R_N)) обеспечивает стекание заряда нулевой последовательности за время Т между ближайшими замыканиями (приU_np>Uф_тах), составляющее полупериод промышленной частоты (Т = 0,01 с). Сопротивление где 3Т @ 0,01 с.

Резистор, выбранный из этого условия, создает в месте повреждения активную составляющую тока, равную емкостной. Действительно ток замыкания I_С= 3 ·ωС · Uф а ток резистора — I_RN = Uф / R_N . Из условия I_С = I_RN получается:

R_N = Uф /I_С = 1 / 3ωС ≡ 1 /(900 · C). (8.46)

При чисто емкостной цепи замыкания на землю резистор, выбранный таким образом, увеличивает ток замыкания в √2 раз.

Важной особенностью применения высокоомного сопротивления в нейтрали по сравнению с компенсацией является то, что при уменьшении емкости сети постоянная времени стекания свободного заряда через выбранный по приведенным условиям резистор, уменьшается, и, следовательно, эффект ограничения перенапряжения не изменяется. Если же постоянная времени увеличивается, что бывает редко, то в диапазоне изменения ее на 20-30% кратность перенапряжений достигает не более 2,5 Uф.

После подключения к нейтрали резистора феррорезонансные явления практически прекращаются.

Высокомные резисторы, уменьшающие уровни перенапряжений и время их воздействия, необходимо устанавливать на ПС, питающих преимущественно воздушную сеть и не имеющих высокой степени резервирования.

Комбинированное заземление нейтрали осуществляется путем присоединения высокоомного резистора параллельно ДГР и позволяет снижать уровень перенапряжений при неточной настройке ДГР, а также способствует работе на сигнал релейных защит.

Выбор типа резистора для заземления нейтрал производится по трем основным критериям:

— резистор должен обеспечивать снижение уровня дуговых перенапряжений;

— сопротивление резистора в нейтрали должно гарантировать протекание активного тока в поврежденном присоединении, достаточного для действия релейных защит на сигнал или отключение поврежденного присоединения;

— при заземлении нейтрали через резистор должны соблюдаться условия электробезопасности для людей при ОЗЗ на подстанциях (ПС) и распределительных пунктах (РП) с учетом существующего нормирования величины допустимого напряжения прикосновения.

Устройство резистивного заземления нейтрали — «ВОЛЬТ И ДЖОУЛЬ»

Резистивное заземление нейтрали – более безопасное и функциональное решение для электросетей 1-35кВ. Расскажем об отличиях, устройстве и вариантах реализации.

Диапазон напряжения электросетей, в которых выполняется резистивное заземление нейтрали 1-35кВ. Предполагает заземление посредством активного сопротивления.

В случае ОЗЗ в сети с нейтралью с резистивным заземлением происходит протекание собственных емкостных токов в присоединениях. Но в поврежденных, помимо прочего, имеется активный ток. Его создает резистор.

Устройство резистивного заземления нейтрали: способы

1. Низкоомное — селективное отключение ОЗЗ за кратчайший временной период с сохранением значений тока, достаточных для срабатывания защиты (релейной) на отключение.
2. Высокоомное. Гарантирует продолжительную работу при однофазном замыкании на землю, до того, как будет определено место ЧП.
3. Комбинированное. Уменьшает перенапряжения, в случае недостаточно точной настройки ДГР. Благоприятно влияет на функционирование релейных защит на сигнал. При его реализации высокоомный резистор располагают параллельно дугогасящему реактору.

Низкоомное

Уместно при возможности попадания людей под напряжение (прикосновения или шаговое) при ОЗЗ.

Заземление данного типа также может предполагать обесточивание участков, которые повредились. Уместно для сетей, в которых обеспечили соответствующий уровень автоматизации, а также резервирования распределительных электросетей, процессов технологического типа и систем электроснабжения.

Для сетей с высокой степенью резервирования, куда выгоднее с экономической и технической точки зрения, переход от компенсированной к заземленной системе, посредством низкоомного резистора. Решение предполагает обеспечение обесточивания поврежденного присоединения, без временной выдержки.

Высокоомное

Чтобы обеспечить защиту от влияния внутренних перенапряжений (феррорезонансных в случае неполнофазного питания таких устройств, как понижающие трансформаторы и электродвигатели) необходимо, чтобы применяемое оборудование использовало запасенную в элементах электросети энергию. Последняя может быть различной, достигая десятков киловатт за десятки секунд.

С такой функцией справляется прибор заземления нейтрали путем высокоомного активного сопротивления. Происходит оптимизация сопротивления, исходя из таких факторов, как достаточность и необходимость. При этом важно чтобы показатель величины прибора был не меньше значений критического сопротивления для контура схемы замещения. Исключительно в этом случае будет гарантировано подавление перенапряжений.

1. Устройство резистивного заземления нейтрали 10 кВ (минимум 6кВ) подключают при наличии заземляющего трансформатора. Должен иметь соединение обмоток «звезда с выведенной нейтралью треугольник», мощность которого 40кВА.
2. Применение резистора с сетями 35кВ предполагает подключение к нейтрали питающего трансформатора (одного из). При этом предполагается, что в нем присутствует соединенная обмотка 35кВ (в «звезду с выведенной нейтралью»).

Как выбрать оборудование?

Относясь к узкоспециализированному оборудованию, механизм должен выполнять специфические задачи. Способность гарантировать их реализацию является лучшим показателем соответствия прибора. Таковыми являются:

1. Значения сопротивления прибора, гарантирующие протекание тока (активного) в поврежденном присоединении с достаточным током. Он должен обеспечить отключение неисправного присоединения, либо же работоспособность релейной защиты на сигнал.
2. Соблюдение условий электробезопасности для людей, при ОЗЗ на распределительных пунктах и подстанциях. При этом учитываются действующие величины возможного напряжения прикосновения.
3. Снижение дуговых перенапряжений.

← Предыдущая статья
Следующая статья →

Резистивное заземление нейтрали — Студопедия

В настоящее время в сетях напряжением до 35 кВ все чаще применяется резистивное заземление нейтрали — заземление нейтрали через активное сопротивление

Рис. 9.9. Резистивное заземление

При ОЗЗ в сетях с заземленной через резистор нейтралью во всех присоединениях протекают собственные емкостные токи, а в поврежденном присоединении, кроме того, протекает активный ток, создаваемый резистором. Это позволяет решить две важные задачи:

— селективно определить поврежденное присоединение (за счет простых релейных защит, действующих на отключение или сигнал) и незамедлительно принять меры по устранению повреждения;

— существенно ограничить уровень дуговых перенапряжений при ОЗЗ и исключить феррорезонансные процессы.

Применяются три варианта заземления нейтрали сетей 6 – 35 кВ через резистор: низкоомное, высокоомное и комбинированное.

Низкоомное резистивное заземление нейтрали применяется в случаях, когда ОЗЗ должно быть селективно отключено в течение минимально возможного времени. При этом ток в нейтрали должен быть достаточным для работы релейной защиты на отключение. В этом случае преимущество сети с изолированной нейтралью полностью исчезает, так как при ОЗЗ потребитель теряет питание по данной линии. Однако такой режим необходим там, где при ОЗЗ может возникнуть опасность для людей при падении провода ЛЭП на землю – люди могут попасть под шаговое напряжение или напряжение прикосновения.

Низкоомное заземление нейтрали с возможностью отключения поврежденных участков сети целесообразно применять в тех сетях, где обеспечена необходимая степень резервирования и автоматизации респределительных электрических сетей, систем электроснабжения и технологических процессов. В чисто кабельных сетях с высокой стеенью резервирования экономически и технически выгодно перейти от компенсированной системы заземления нейтрали (с применением ДГР) к нейтрали, заземленной через низкоомный резистор, сотключением поврежденного присоединения без выдержки времени.

Высокоомное резистивное заземление нейтралицелесообразно применять в тех случаях, когда сеть должна иметь возможность длительной работы в режиме ОЗЗ до обнаружения места ОЗЗ. При этом ток в нейтрали должен быть такой величины, чтобы исключить появление опасных дуговых перенапряжений и снижение электробезопасности, но быть достаточным для определения поврежденного присоединения и работы релейной защиты на сигнал.

Защита от внутренних перенапряжений, и в частности от феррорезонансных при неполнофазных режимах питания понижающих трансформаторов и электродвигателей, требует применения устройств, способных потребить энергию, запасенную элементами сети в их емкости и индуктивности. В зависимости от параметров сети эта энергия может составлять десятки киловатт в течение нескольких десятков секунд. Таким устройством, решающим задачу комплексной защиты сети с изолированной нейтралью от всех видов внутренних перенапряжений, является устройство заземления нейтрали сети через высокоомное активное сопротивление. Величина такого сопротивления оптимизируется по признакам необходимости и достаточности. Для подавления феррорезонансных перенапряжений величина резистора должна быть не менее величины критического сопротивления для контура схемы замещения сети. Критическое сопротивление определяется величиной емкости сети.

В сетях 35 кВ высокоомный резистор подключают к нейтрали одного из питающих трансформаторов, имеющих соединенную в “звезду” обмотку 35кВ с выведенной нейтралью. В этом случае не требуется никаких изменений в работе устройств РЗА. Высокоомный резистор может быть собран из элементов, используемых в качестве шунтирующих резисторов на выключателях типа ВВН или ВВ 220 и 330 кВ. Сопротивление одного резистора 15 кОм, длительная мощность 1,5 кВт. Минимальное число последовательно включенных элементов четыре, а суммарное сопротивление такого резистора 60 кОм.

Для подключения высокоомного резистора к нейтрали сети 6-10 кВ необходим заземляющий трансформатор с соединением обмоток “звезда с выведенной нейтралью — треугольник” мощностью 40 кВА. Величина сопротивления резистора определяется исходя из емкости сети, а мощность его из допустимого времени воздействия напряжения сети при однофазном замыкании на землю. Комплектация резистора может быть выполнена из единичных бетэловых резисторов типа РШ-2 (сопротивление 200 и 300 Ом) или из резисторов типа РНВ-6/10 (сопротивление 500 или 1000 Ом), выпускаемых московским НПО “Энерготехпром”. Однако для устройств заземления нейтрали через высокоомное сопротивление предпочтительнее проволочные резисторы, так как они допускают большие нагрузки и более надежны в эксплуатации.

Для подключения заземляющего трансформатора с резистором в нейтрали необходима отдельная ячейка с собственными устройствами РЗА. Схема подключения устройства к сети с изолированной нейтралью приведена на рис. 8.36.

Рис. 9.10. Защита сети 6 кВ от перенапряжений подключением

резистора к нейтрали сети.

Аналогичная система защиты сетей СН электростанций предусмотрена следующими директивными документами: “О защите от замыканий на землю сети 6,3 кВ СН для ТЭС и АЭС” N 2 799-Э, “О повышении надежности сетей 6 кВ собственных нужд энергоблоков АЭС (Циркуляр Ц-01-88)”. Однако внедрение такой системы защиты возможно только в сетях, имеющих защитное отключение от однофазного замыкания на землю. Кроме того, заземление нейтрали, предписываемое директивными документами, осуществляется через бетэловые резисторы с суммарным сопротивлением 100 Ом, что создает в сети 6 кВ активный ток 30 А в месте замыкания на землю. Это значительно больше, чем необходимо для подавления перенапряжений, и приводит к увеличению объема разрушений в месте замыкания от дуги такой величины.

Эти недостатки исключены при заземлении нейтрали сети через высокоомный резистор, выбранный из величины емкости сети. Высокоомный резистор в нейтрали системы (как правило, в нейтрали специального вспомогательного трансформатора мощностью не менее S = U ²_ном /(3·R_N)) (9.1)

обеспечивает стекание заряда нулевой последовательности за время Т между ближайшими замыканиями (при U_np>Uф_тах), составляющее полупериод промышленной частоты (Т = 0,01 с). Сопротивление где 3Т @ 0,01 с.

Резистор, выбранный из этого условия, создает в месте повреждения активную составляющую тока, равную емкостной. Действительно ток замыкания I_С = 3 ·ωС ·Uф а ток резистора — I_RN = Uф / R_N . Из условия I_С = I_RNполучается:

R_N = Uф / I_С =1 / 3ωС ≡ 1 /(900 · C). (9.2)

При чисто емкостной цепи замыкания на землю резистор, выбранный таким образом, увеличивает ток замыкания в √2 раз.

Важной особенностью применения высокоомного сопротивления в нейтрали по сравнению с компенсацией является то, что при уменьшении емкости сети постоянная времени стекания свободного заряда через выбранный по приведенным условиям резистор, уменьшается, и, следовательно, эффект ограничения перенапряжения не изменяется. Если же постоянная времени увеличивается, что бывает редко, то в диапазоне изменения ее на 20-30% кратность перенапряжений достигает не более

2,5 Uф.

После подключения к нейтрали резистора феррорезонансные явления практически прекращаются.

Высокомные резисторы, уменьшающие уровни перенапряжений и время их воздействия, необходимо устанавливать на ПС, питающих преимущественно воздушную сеть и не имеющих высокой степени резервирования.

Комбинированное заземление нейтрали осуществляется путем присоединения высокоомного резистора параллельно ДГР и позволяет снижать уровень перенапряжений при неточной настройке ДГР, а также способствует работе на сигнал релейных защит.

Выбор типа резистора для заземления нейтрал производится по трем основным критериям:

— резистор должен обеспечивать снижение уровня дуговых перенапряжений;

— сопротивление резистора в нейтрали должно гарантировать протекание активного тока в поврежденном присоединении, достаточного для действия релейных защит на сигнал или отключение поврежденного присоединения;

— при заземлении нейтрали через резистор должны соблюдаться условия электробезопасности для людей при ОЗЗ на подстанциях (ПС) и распределительных пунктах (РП) с учетом существующего нормирования величины допустимого напряжения прикосновения.

Вопросы для самоконтроля.

1. Какие способы заземления нейтрали используются в электрических сетях?

2. В каких сетях применяется изолированная нейтраль?

3. Для чего применяется дугогасящий реактор (ДГР)? Почему он называется дугогасящим?

4. В каких целях используют резистивное заземление нейтрали? В каких случаях используют высокоомное, а в каких низкоомное заземление нейтрали?

5. Как режим нейтрали влияет на уровень перенапряжений в электрической сети?

6. Какими факторами определяется выбор режима нейтрали в электрической сети?

7.5. Сеть с резистивным заземлением нейтрали

Сейчас
широко применяется система изолированной
нейтрали сетей 6-35 кВ (без компенсации
и с компенсацией емкостных токов),
которая по своей физической сущности
обладает рядом принципиальных
недос­татков, связанных с режимом
однофазного замыкания на землю. Основ­ные
из них — это различного рода перенапряжения
и повышенная опас­ность поражения
людей и животных электрическим-током.

Принципиальная
возможность модернизации системы
заземления нейтрали сетей 6-35 кВ — это
переход на резистивную систему. Рези-
стивная система заземления нейтрали
сетей 6-35 кВ обеспечивает снижение уровня
дуговых перенапряжений, селективное
обнаружение поврежденного присоединения,
его быстрое отключение и улучшение
условий электробезопасности.

При
однофазных замыканиях на землю в сетях
с заземленной через резистор нейтралью
во всех присоединениях протекают
собственные емкостные токи, а в
поврежденном присоединении, кроме того,
проте­кает активный ток, создаваемый
резистором. Это принципиальное от­личие
позволяет решить две важные задачи:
селективно определить поврежденное
присоединение (за счет применения
простых релейных защит, действующих на
отключение или сигнал) и незамедлительно
принять меры по устранению повреждения;
существенно ограничить уровень дуговых
перенапряжений при однофазных замыканиях
на землю и исключить феррорезонансные-
процессы.

Применяются
три варианта заземления нейтрали сетей
6-35 кВ че­рез резистор: низкоомное,
высокоомное и комбинированное. Низкоомное
резистивное заземление нейтрали
применяется в случаях, когда однофазное
замыкание на землю должно быть селективно
отключено в течение минимально возможного
времени. При этом ток в нейтрали должен
быть достаточным для работы релейной
защиты на отключе­ние (от 10 до 100 А).
Высокоомное резистивное заземление
нейтрали целесообразно применять в
случаях, когда сеть должна иметь
возмож­ность длительной работы в
режиме однофазного замыкания на землю
до обнаружения места замыкания. При
этом ток в нейтрали должен быть такой
величины, чтобы исключить появление
опасных дуговых перенапряжений и
снижение электробезопасности, но быть
достаточ­ным для определения
поврежденного присоединения и работы
релей­ной защиты на сигнал (не более
10 А). Комбинированное заземление нейтрали
осуществляется присоединением
высокоомного резистора параллельно
ДГР и позволяет снижать уровень
перенапряжений при неточной настройке
ДГР, а также способствует работе на
сигнал ре­лейных защит.

Выбор
типа резистора для заземления нейтрали
производится по трем основным критериям:

1. резистор
   должен обеспечивать снижение уровня
   дуговых пере­напряжений;

2. сопротивление
   резистора в нейтрали должно гарантировать
   про­текание

активного
тока в поврежденном присоединении,
достаточного для действия

релейных
защит на сигнал или на отключение
повреж­денного присоединения;

3. при
   заземлении нейтрали через резистор
   должны соблюдаться условия
   электробезопасности для людей при
   однофазном замыкании на землю на
   подстанциях и распределительных пунктах
   с учетом су­ществующего нормирования
   величины допустимого напряжения
   при­косновения.

Основной
параметр резистора — его активное
сопротивление
R_p,величина
которого выбирается по критерию снижения
уровня перена­пряжений и затем может
корректироваться по условиям работы
релей­ной защиты и условию
электробезопасности.

Первый
критерий выбора резистора — снижение
уровня перенапря­жений. Аналитически
и экспериментально установлено, что
наиболь­шая эффективность защиты
сетей от дуговых перенапряжений
дости­гается при условии, что активная
составляющая тока замыкания I_зА,
создаваемая резистором, больше суммарного
емкостного тока сети I_с.
При определенных трудностях выполнения
условия I_зА
> I_с
допуска­ется при выборе сопротивления
резистора использовать менее жесткое
условие I_зА
>0,5I_с
.

Второй
критерий выбора резистора — гарантия
работы устройств релейной защиты и
автоматики. Защита от однофазных
замыканий на землю в сети организуется
на всех присоединениях. Устанавливается
максимальная токовая защита нулевой
последовательности с действи­ем на
отключение присоединений без выдержки
времени при низко- омном резистивном
заземлении нейтрали и с действием на
сигнал при высокоомном резистивном
заземлении нейтрали и при комбинирован­ном
заземлении нейтрали.

Селективность
защит нулевой последовательности
присоединений определяется тем, что
активная составляющая тока однофазного
замы­кания на землю протекает только
через поврежденное присоединение. Тип
резистора по критерию работы устройств
релейной защиты и ав­томатики выбирается
в соответствии с условием

,

где
I₃
— ток замыкания на землю за вычетом
емкостного тока рассмат­риваемого
присоединения, А; I_С3
—
максимальный ток уставки защиты из всех
присоединений, А. Ток уставки защиты
определяется по выражению

I_C3=K_нK_бI_CП

где
I_Сп
— первичный емкостный ток нулевой
последовательности, протекающий по
рассматриваемому присоединению при
однофазном замыкании на землю на данном
присоединении, А;
К_н
—
коэффициент надежности;
К_б—
коэффициент, учитывающий бросок
емкостного тока при дуговых перенапряжениях.

Третий
же критерий выбора резистора связан с
обеспечением элек­тробезопасности.

Заземление
нейтрали через резистор имеет несомненные
достоин­ства, подтвержденные мировой
практикой и опытом, накопленным в России.
По сравнению с изолированной нейтралью
при резестивном заземлении нейтрали в
сетях 6-35 кВ: увеличивается ток однофазного
I замыкания на. землю; снижается минимум
в 1.5…2 раза уровень дуго­вых перенапряжений
при однофазных замыканиях; уменьшается
с не­скольких часов до нескольких
секунд продолжительность воздействия
; на изоляцию дуговых перенапряжений
(при перемежающихся одно­фазных
замыканиях) и линейного напряжения (при
устойчивых замыканиях): повышается срок
службы изоляции. При заземлении нейтрали
сетей 6-35 кВ через низкоомный резистор
(в случаях однофазного замыкания на
землю) поврежденное присоединение
отключается, что ограничивает
продолжительность воздействия
перенапряжений на изоляцию. В связи с
этим снижается вероятность пробоя
изоляции на неповрежденных присоединениях
и соответственно общее число од­нофазных
замыканий на землю, а также переход
однофазных замыка­ний в многофазные.
Расход внутреннего ресурса изоляции
при воз­действии импульсов перенапряжений
в сети 6-35 кВ при резистивном заземлении
нейтрали более чем в два раза ниже, чем
в сети с изолиро­ванной нейтралью,
при этом исключена возможность
феррорезонансных явлений, что повышает
надежность работы измерительных
транс­форматоров напряжения и снижает
не только простой сети из-за их повреждений,
но и вероятность. несрабатывания релейных
защит при повреждениях элементов сети.
Резистивное заземление нейтрали
при­водит к более простому выполнению
чувствительной и селективной релейной
защиты от однофазных замыканий на землю,
основанной на токовом принципе.

К
недостаткам резистивного заземления
нейтрали следует отнести: увеличение
тока замыкания на землю (максимум на
40
%),
появление на подстанции греющегося
оборудования (резистора мощностью
30…400 кВт). Существенным недостатком
также являются: дополнительные затраты
на заземление нейтрали сетей 6-35 кВ через
резистору которые включают проектирование
перехода сети на режим заземлен­ной
через резистор нейтрали; приобретение
резистора, специального трансформатора
для его включения, трансформаторов тока
для нейтрали и всех отходящих линий,
реле защиты, блоков питания схем за­щиты
и автоматики; монтаж ячейки с трансформатором
для подклю­чения резистора; монтаж
третьего трансформатора тока (если
отсутствует трансформатор тока нулевой
последовательности) на каж­дой из
отходящих линий напряжением 6-10 кВ;
монтаж и наладка уст­ройств релейной
защиты и автоматики.

До
настоящего времени этот режим заземления
нейтрали, несмотря на его важные
преимущества, в России применяется лишь
в редких случаях. Системы с резистивным
заземлением нейтрали нашли приме­нение
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.

В
системах напряжением 6-10 кВ низкоомное
заземление нейтрали с возможностью
отключения поврежденных участков сети
целесооб­разно применять в тех сетях,
где обеспечена необходимая степень
ре­зервирования и автоматизации
распределительных электрических се­тей,
систем электроснабжения и технологических
процессов. В чисто кабельных сетях с
высокой степенью резервирования
экономически и технически выгодно
перейти от компенсированной системы
заземле­ния нейтрали к нейтрали,
заземленной через низкоомный резистор,
с отключением поврежденного присоединения
без выдержки времени. На подстанциях,
питающих преимущественно воздушную
сеть и не имеющих высокой степени
резервирования, необходимо устанавливать
высокоомные резисторы, уменьшающие
уровни перенапряжений и время их
воздействия. Резисторы можно устанавливать
параллельно ДГР. Особо благоприятна
установка высокоомного резистора при
вы­соком уровне напряжения смещения
нейтрали, когда оно выше допус­тимого
значения 15 % U_ф
.

Защита и автоматика заземляющего резистора 6(10) кВ

Релейная защита заземляющего резистора 6(10) кВ такая же, как у дугогасящего реактора потому, что обычно он подключается через аналогичный трансформатор Yo/D. Поэтому давайте сразу рассмотрим назначение резистора и его автоматику.

Виды и назначение заземляющих резисторов 6(10) кВ

Разделяют высокоомное и низкоомное резистивное заземление нейтрали.

1) Высокоомное заземление предполагает установку резистора с током примерно равным емкостному току сети. Если сеть требует емкостной компенсации согласно ПУЭ, то параллельно резистору устанавливают ДГР. Таким образом, если емкостной ток равен, например, 3 А, то и номинал резистор подбирают примерно на 3 А.

Обычно при высокоомном резистивном заземлении допускается длительная работа при ОЗЗ. В этом случае мы получаем ситуацию схожую с изолированной или компенсированной нейтралью, но со следующими преимуществами:

• Уменьшение кратности и вероятности дуговых перенапряжений
• Более надежная работа релейной защиты при ОЗЗ (на сигнал)

2) Низкоомное резистивное заземление создает ток замыкания на землю в несколько сотен ампер. Длительно работать с таким током нельзя, поэтому защита от замыканий на землю выполняется на отключение. Здесь мы имеем сходство с эффективно заземленной нейтраль, но с меньшими токами КЗ.

Существуют комбинированные установки резистивного заземления нейтрали, когда низкоомный резистор подключается только на время определения фидера с ОЗЗ, а далее сеть работает через высокоомный резистор. Отдельно рассматривать здесь их не будем.

В России чаще всего применяют высокоомное заземление нейтрали для того, чтобы иметь возможность работать с ОЗЗ, но при этом снизить дуговые перенапряжения. Повышение же напряжения здоровых фаз до линейного не приводит к существенным проблемам потому, что все электрооборудование в сетях 6-35 кВ у нас имеет усиленную фазную изоляцию.

Изначально резистивно заземленную нейтраль внедряли на собственных нуждах крупных электростанций, а также газоперекачивающих подстанциях (нормативно прописано в СТО Газпром). В настоящее время резисторы устанавливают в кабельных сетях крупных мегаполисов, в т.ч. в Москве.

Почему же последнее время активизировались попытки изменить вид заземления нейтрали?

В основном это связано с массовым внедрение кабелей из сшитого полиэтилена (СПЭ), которые имеют большую чувствительность к перенапряжениям, чем бумажно-масляные кабели. При возникновении пробоя в СПЭ кабелях возникший канал не может затянуться, как раньше, что снижает надежность сетей в целом. Кроме того, в таких кабелях чаще развиваются частичные разряды, вызванные дуговыми перенапряжениями.

Помимо кабелей со СПЭ изоляцией, перенапряжения плохо переносят сухие трансформаторы, трансформаторы напряжения (при феррорезонансах) и все виды высоковольтных двигателей.

Вопрос об изменении типа заземления нейтрали сегодня широко обсуждается в среде энергетиков.

Автоматика заземляющего резистора,

Какой-то сложной специальной автоматики управления резистором, в отличии от ДГР, не применяют.

По-сути резистор может быть подключен к сети или отключен от нее целиком. Управление ведется через силовой выключатель в ячейке КРУ, который подключает трансформатор заземляющего резистора.

При высокоомном заземлении резистор может длительное время работать при наличии ОЗЗ, поэтому можно обойтись только релейной защитой присоединения.

При низкоомном заземлении используют отключение нормально включенного резистора после истечения определенного времени существования ОЗЗ (0,3-0,4 с). Это связано с требованиями безопасности людей и нагревом самого резистора.

В качестве пускового обычно используют токовый орган по 3Io. При этом вся автоматика резистора может быть выполнена на обычном терминале РЗА присоединения.

В следующей статье мы начнем рассматривать защиты и автоматику двигателей 6(10) кВ.

На рисунке

Терминал защиты и автоматики присоединения 6(10) кВ типа БИМ ХХХХ Р01.

Разработчик ПО «Госан», www.gosan.ru

Терминал содержит все перечисленные в статье защиты и автоматику

Резистивное заземление нейтрали

Если I⁽¹⁾_з
не большое, то возникает перемежающаяся
дуга (то гаснет, то загорается вновь).
Возникают дуговые перенапряжения,
которые могут иметь достаточно большую
величину и длительность.

Для ограничения
внутренних перенапряжений (дуговых и
феррорезонансных) в сети с изолированной
нейтралью в некоторых случаях применяется
резистивное заземление нейтрали.

Существуют два
подхода к способу заземления нейтрали
через активное сопротивление:

1. Высокоомное
   заземление R=700-1000
   Ом.

2. Низкоомные
   резисторы R
   10 Ом.

Сеть с заземленной
нейтралью

U₃₉=1,4U_ф

Однофазное замыкание
на землю в сети с заземленной нейтралью
является коротким замыканием (КЗ) с
очень большим током.

В этом случае
должно быть быстрое отключение КЗ
релейной защитой. При быстродействующей
защите это сотые доли секунды.

Смещение нейтрали
происходит оттого, что существует
проводник между нейтралью и землей.

В некоторых случаях
предусматривается разземление нейтрали
отдельных трансформаторов для уменьшения
токов однофазного замыкания на землю
в сети.

ЛЕКЦИЯ 2. ВНЕШНЯЯ
ИЗОЛЯЦИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

2.1. Общая характеристика внешней изоляции

К
внешней изоляции установок высокого
напряжения относят изоляционные
промежутки между электродами (проводами
линий электропередачи (ЛЭП), шинами
распределительных устройств (РУ),
наружными токоведущими частями
электрических аппаратов и т.д.), в которых
роль основного диэлектрика выполняет
атмосферный воздух. Изолируемые электроды
располагаются на определенных расстояниях
друг от друга и от земли (или заземленных
частей электроустановок) и укрепляются
в заданном положении с помощью изоляторов.

При нормальных
атмосферных условиях электрическая
прочность воздушных промежутков
относительно невелика (в однородном
поле при межэлектродных расстояниях
около 1 см 
30 кВ/см). В большинстве изоляционных
конструкций при приложении высокого
напряжения создается резконеоднородное
электрическое поле. Электрическая
прочность в таких полях при расстоянии
между электродами 1-2 м составляет
приблизительно 5 кВ/см, а при расстояниях
10-20 м снижается до 2,5-1,5 кВ/см. В связи с
этим габариты воздушных ЛЭП и РУ при
увеличении номинального напряжения
быстро возрастают.

Целесообразность
использования диэлектрических свойств
воздуха в энергетических установках
разных классов напряжения объясняется
меньшей стоимостью и сравнительной
простотой создания изоляции, а также
способностью воздушной изоляции
полностью восстанавливать электрическую
прочность после устранения причины
пробоя разрядного промежутка.

Для внешней
изоляции характерна зависимость
электрической прочности от метеорологических
условий (давления p,
температуры
Т ,
абсолютной влажности Н
воздуха,
вида и интенсивности атмосферных
осадков), а также от состояния поверхностей
изоляторов, т.е. количества и свойства
загрязнений на них. В связи с этим
воздушные изоляционные промежутки
выбирают так, чтобы они имели требуемую
электрическую прочность при неблагоприятных
сочетаниях давления, температуры и
влажности воздуха.

Электрическую
прочность вдоль изоляторов наружной
установки измеряют в условиях,
соответствующих разным механизмам
разрядных процессов, а именно, когда
поверхности изоляторов чистые и сухие,
чистые и смачиваются дождем, загрязнены
и увлажнены. Разрядные напряжения,
измеренные при указанных состояниях,
называю соответственно сухоразрядными,
мокроразрядными и
грязе- или
влагоразрядными.

Основной диэлектрик
внешней изоляции — атмосферный воздух
— не подвержен старению, т.е. независимо
от воздействующих на изоляцию напряжений
и режимов работы оборудования его
средние характеристики остаются
неизменными во времени.

Резисторы заземления нейтрали

Резисторы заземления нейтрали

(NGR) используются для ограничения тока короткого замыкания в целях безопасности оборудования и персонала в промышленных системах.

При твердом заземлении система напрямую заземлена, и ток короткого замыкания ограничивается только сопротивлением почвы. Ток повреждения может быть очень высоким и может привести к повреждению трансформаторов, генераторов, двигателей, проводки и другого оборудования в системе. NGR вставляются между нейтралью и землей, чтобы увеличить сопротивление сети в случае замыкания на землю и ограничить ток до безопасного уровня.

Преимущества NGR включают:

• Снижение токов однофазного замыкания для защиты каждого оборудования в электрических сетях среднего напряжения,
• Снижает переходные перенапряжения, которые могут возникнуть во время замыкания на землю, и может контролироваться и использоваться для активации реле замыкания на землю,
• Повышение защиты генераторов, трансформаторов и сопутствующего оборудования,
• Снижение затрат на эксплуатацию / техническое обслуживание,
• Повышенная безопасность,
• Обеспечить простые, надежные и избирательные средства защиты,
• Позволяет использовать оборудование и, в частности, кабели с более низким уровнем изоляции, чем для сценария с изолированной нейтралью.
• Уменьшить напряжение ступени

Значение тока короткого замыкания должно быть ограничено до значения, которое может безопасно обрабатываться машиной или трансформатором.Он также должен быть достаточно высоким, чтобы его могли опознавать реле защиты от замыканий на землю. Если значение сопротивления NGR слишком велико, ток короткого замыкания будет очень низким и не сможет активировать реле защиты от замыкания на землю в условиях замыкания на землю.

В трехфазном соединении звездой емкости образуются с землей. В случае замыкания на землю эти емкости могут заряжаться линейным напряжением и могут вызвать переходные перенапряжения.NGR должен иметь значение, позволяющее пропускать ток, который позволяет емкостям разряжаться.

Сопротивления также классифицируются по времени, в течение которого они могут выдерживать ток повреждения. Типичная продолжительность составляет 5-10 секунд. Резисторы с увеличенным номинальным сроком службы используются в системах, где надежность системы имеет решающее значение, например нефтяная промышленность, шахты и т. д. В этих ситуациях используются высокие сопротивления, позволяющие выдерживать длительные периоды замыкания на землю. Когда в одной фазе происходит замыкание на землю, генерируется аварийный сигнал.Однако система продолжает работать до следующего запланированного выключения.

Резисторы заземления нейтрали

Hilkar предназначены для поглощения большого количества энергии без превышения температурных ограничений, определенных в IEEE 32. Hilkar NGR можно использовать как внутри, так и снаружи, а нейтральная точка соединяется с фарфоровой втулкой или с высоким напряжением (XLPE ) кабель, обычно (минимальное сечение = 70 мм ² медь или 95 мм ² алюминий) снизу, сверху или сбоку.Наиболее распространенной степенью защиты, предпочтительной для NGR, является IP 23, поскольку он позволяет элементам резистора легче охлаждаться, и их можно использовать как на берегу моря, так и в пустынях, поскольку элементы резистора полностью изготовлены из нержавеющей стали и не подвержены воздействию экстремальных условий окружающей среды. NGR поставляются с инструкциями по обслуживанию и установке. В этих рекомендациях также указаны рекомендуемые настройки реле для каждого NGR. Hilkar предоставляет полную техническую поддержку, чтобы удовлетворить ваши требования или условия на объекте.

Опции NGR

• Поднятые опорные стойки для дорожного просвета и безопасности
• Агрегаты, специально разработанные для опасных и экстремальных зон (взрывозащищенные, сертифицированные ATEX)
• Корпуса из нержавеющей стали или алюминия по запросу
• Монтаж трансформаторов напряжения
• Установка реле защиты
• Входные втулки из фарфора могут быть установлены сверху или сбоку корпуса
• Установка заземляющего трансформатора
• Моторизованные или ручные однополюсные выключатели-разъединители, выключатели нагрузки, вакуумные контакторы, автоматические выключатели, ограничители перенапряжения и нагреватели в резисторах заземления нейтрали

.

Устройства заземления нейтрали с высоким сопротивлением

Общие характеристики

• Аналоговый амперметр 0-10 А, аналоговый вольтметр 0-250 В с настройкой на панели
• Автоматический дверной выключатель для отключения электроэнергии
• Кнопка тестирования для индикации неисправности
• Зеленый свет для нормальных условий
• Прерывистый сигнал и красный свет при замыкании на землю
• Переключатель импульсного / нормального режима для увеличения тока и прерывистого импульса при замыкании на землю
• Вспомогательные свободные контакты при импульсном и аварийном положении при неисправности
• Размеры (ДхШхВ) = 60 x 60 x 180 см (другие типы корпусов доступны по запросу)
• Подходит для трехфазных систем 240-5000 В
• Дополнительная регистрация данных

Использование

При обнаружении точки контакта фазы с землей ток короткого замыкания ограничен примерно до 2 А, генерируя импульсы примерно 10 А (прибл.1 секунда включения, 1 секунда выключения) обеспечивает простоту измерения. Таким образом, использование коротких импульсов времени — обычное применение в системах HRG сегодня.

Обычно измерение выполняется аналоговыми амперметрами и амперметрами с широкими клещами. Токоизмерительные клещи за пределами фазного кабеля отслеживаются до тех пор, пока импульсный ток не исчезнет на аналоговом дисплее.

Системы заземления с высоким сопротивлением — это экономичный и практичный выбор, особенно для систем с напряжением ниже 5000 В.

Поскольку токи нулевой последовательности (3I _o ) протекают через нейтральную точку из-за емкости линии кабелей, уровень сигнала тревоги HGR устанавливается на точку, которая превышает 3I _o .

.

Резисторы заземления нейтрали

Резисторы заземления нейтрали (NER) — один из самых распространенных типов систем заземления в распределительных сетях переменного тока среднего напряжения. Также называемые резисторами заземления нейтрали, они ограничивают ток, который может протекать через нейтральную точку трансформатора или генератора в случае замыкания на землю. Резисторы заземления ограничивают токи повреждения до значения, которое не приводит к дальнейшему повреждению распределительного устройства, генераторов или трансформаторов, помимо того, что уже было вызвано самой неисправностью.

Характеристики всех заземляющих резисторов Cressall включают:

• Номинальный ток до 8000 А
• Полное соответствие ANSI-IEEE 32, Терминология и процедура тестирования для устройств заземления нейтрали
• Резисторы и корпуса из нержавеющей стали в стандартной комплектации, от IP23 до IP56. (Кабельные коробки до IP65)
• Стандартные конструкции, прошедшие типовые испытания (имеются сертификаты)

Опции включают:

• Поставка блоков резисторов только для встраивания в собственные корпуса клиентов
• Судовые конструкции, испытанные на ударную нагрузку
• Положения на трансформаторы тока, нагреватели, специальные кабели и т. Д.
• Изоляторы байпаса с блокировкой без нагрузки
• Один или несколько вакуумных контакторов
• Резисторы заземления с высоким сопротивлением (для использования там, где это разрешено правилами, например, в некоторых морских установках)

Резисторы заземления нейтрали — ключевой элемент хорошей конструкции электрической подстанции. Cressall может быть вашим доверенным партнером в этой задаче.

NER изготовлен из нержавеющей стали 304

Cressall производит резисторы заземления нейтрали на напряжение до 132 кВ и на любой ток и время.Резисторы заземления являются ключевым компонентом схемы защиты от замыканий на землю в большинстве систем производства и распределения электроэнергии среднего напряжения.

Элементы резистора заземления нейтрали

Материалы резисторов и допуски

В качестве стойких сплавов используются жаропрочные нержавеющие стали, способные выдерживать скачки температуры до 1100 ° C, сохраняя при этом свою прочность — в отличие от 304 или других конструкционных нержавеющих сталей, которые допускают гораздо более низкие температуры.Резисторы заземления, предназначенные для работы при более высоких температурах, требуют меньшей активной массы, что приводит к более компактным и экономичным конструкциям. Все нержавеющие стали, используемые для изготовления элементов резисторов заземления, увеличивают сопротивление по мере их нагрева, обычно от 1% до 15% на 100 ° C подъем. Если указаны материалы с низким коэффициентом полезного действия, взимается штраф; не всегда ясно, насколько это стоит платить. Многие заземляющие резисторы имеют завышенные характеристики в этом отношении, поскольку инженерам интуитивно не нравится идея заземляющего резистора с очень широким диапазоном тока, а не результат анализа характеристик.Безусловно, есть возможности для экономии средств за счет использования более дешевых сталей с более высоким температурным коэффициентом.

Мы широко используем нержавеющую сталь марки 430; это недорогой 18% хромовый сплав с небольшим содержанием никеля или без него, но с хорошими коррозионными и высокотемпературными характеристиками. Он имеет температурный коэффициент сопротивления около 14% на 100 ° C, что делает его непригодным для непрерывного использования, но он широко используется в резисторах для динамического торможения, запуска двигателя и заземления нейтрали, ключевым свойством которых является скорее высокая теплоемкость. чем жесткое сопротивление сопротивлению.

Испытания: типовые испытания

Реалистичные полноразмерные типовые тесты являются важной частью процесса разработки и отправной точкой для всех наших правил и методов проектирования. Для любого заказчика разумно требовать ознакомления с такими документами. Из-за дороговизны типовые испытания обычно требуются только тогда, когда новые конструкции имеют фундаментальные изменения или расширения рабочего диапазона.

Резисторы РП

Для высоких значений тока наиболее подходящим элементом заземляющего резистора является овальная катушка с торцевой обмоткой типа RP.Резисторы RP изготавливаются из непрерывной ленты из нержавеющей стали, намотанной на ребро в овальные катушки. Каждая катушка поддерживается ребристыми керамическими изоляторами, установленными на центральной опоре из нержавеющей стали, с выводами из нержавеющей стали, приваренными на каждом конце. Такое расположение допускает свободное расширение и сжатие при рабочих температурах до 1000 ° C без нагрузки на сборку.

Сеточные резисторы HPR

Для средних значений тока (30-100 А) используется сеть HPR; это универсальная, прочная конструкция с высоким отношением площади поверхности к активной массе, которая может изготавливаться из самых разных материалов резистора.

л.с. Змеевик

Для малых токов наиболее подходящими элементами являются спиральные катушки типа HP, которые имеют компактную конструкцию, превосходные характеристики перегрузки и хорошую ударопрочность.

Кожухи с заземлением нейтрали

Материалы и конструкция корпуса

Предпочтительный материал корпуса — неокрашенная нержавеющая сталь (304 или 316). У этого есть хорошие уровни долговременной коррозии, повреждений и термостойкости.Мы также можем предложить низкоуглеродистую сталь, горячеоцинкованную или предварительно оцинкованную сталь, и все эти варианты могут быть окрашены.

Подключение может быть:

• Непосредственно в отсек резистора — это дает то преимущество, что не оставляет открытых участков кабеля.
• В отдельную кабельную коробку IP54 — IP56. Это может быть преимуществом при 11 кВ, когда используются трансформаторы тока с кольцевым сердечником, смонтированные на заземляющем резисторе нейтрали, поскольку они могут быть установлены в основании кабельной коробки вокруг входящего кабеля.
• Непосредственно к проходному изолятору.

Класс защиты корпуса с заземлением нейтрали

Хорошо вентилируемый кожух заземления нейтрали обеспечивает более быстрое охлаждение, поэтому для данной нагрузки требуется меньше материала резистора. Учитывая, что материалы внутри корпуса резистора — нержавеющая сталь, керамика и керамические изоляторы, подходящие для незащищенного использования на открытом воздухе, мы считаем, что степень защиты IP23 является правильным балансом между хорошей вентиляцией и необходимостью не допускать попадания птиц и животных.Мы также предлагаем корпуса со степенью защиты от IP54 до IP56, где требуется, с фильтрацией или без нее.

Температура корпуса

После полного повреждения некоторые части корпуса заземления нейтрали могут быть опасно горячими. Эффект от этого можно смягчить маркировкой, конструкцией вентиляции, конструкцией корпуса или добавлением теплозащитных экранов, защищающих горячие части от досягаемости. Принимая во внимание, что подстанции не густонаселенны и что сбои редки и никогда не бывают продолжительными, очевидно, что требуется решение, не увеличивающее непропорционально высокие затраты: мы считаем, что большие и четкие предупреждающие надписи (Опасность: горячие поверхности) являются лучшим подходом.

.

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, потому что на характеристики системы в отношении коротких замыканий, стабильности, защиты и т. Д. В значительной степени влияет состояние 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 в большинстве высоковольтных систем заземлены.

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.

.