Способы заземления нейтрали презентация

Защитное заземление. Защитное заземление это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, — презентация

Презентация была опубликована 4 года назад пользователемНаталья Кондрашова

Похожие презентации

Презентация на тему: » Защитное заземление. Защитное заземление это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей,» — Транскрипт:

2 Защитное заземление это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Цель защитного заземления снизить до безопасной величины напряжение относительно земли на металлических частях оборудования, которые не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции электроустановок. В результате замыкания на корпус заземленного оборудования снижается напряжение прикосновения и, как следствие,- ток, проходящий через тело человека, при его прикосновении к корпусам.

3 Применяется также заземление электрооборудования, зданий и сооружений для защиты от действия атмосферного электричества. Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, а в сетях напряжением 1000 В и выше с любым режимом нейтрали.

4 Заземляющее устройство это совокупность заземлителя и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. Различают естественные и искусственные заземлители. Для заземляющих устройств в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители: водопроводные трубы, проложенные в земле; металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей; металлические оболочки кабелей (кроме алюминиевых); обсадные трубы артезианских скважин. Запрещается в качестве заземлителей использовать трубопроводы с горючими жидкостями и газами, трубы теплотрасс. Естественные заземлители должны иметь присоединение к заземляющей сети не менее чем в двух разных местах.

5 В качестве искусственных заземлителей применяют: стальные трубы диаметром 3-5 см, толщиной стенок 3,5 мм, длиной 2-3 м; полосовую сталь толщиной не менее 4 мм; угловую сталь толщиной не менее 4 мм; прутковую сталь диаметром не менее 10 мм, длиной до 10 м и более.

6 Каждый отдельный проводник, находящийся в контакте с землей, называется одиночным заземлителем, или электродом. Если заземлитель состоит из нескольких электродов, соединенных между собой параллельно, он называется групповым заземлителем.

7 Устройство защитного заземления может быть осуществлено двумя способами: контурным расположением заземляющих проводников и выносным. При контурном размещении заземлителей обеспечивается выравнивание потенциалов при однофазном замыкании на землю. Кроме того, благодаря взаимному влиянию заземлителей уменьшается напряжение прикосновения и напряжение шага в защищаемой зоне. Выносные заземления этими свойствами не обладают. Зато при выносном способе размещения есть выбор места для заглубления заземлителей.

8 В помещениях заземляющие проводники следует располагать таким образом, чтобы они были доступны для осмотра и надежно защищены от механических повреждений. На полу помещений заземляющие проводники укладывают в специальные канавки. В помещениях, где возможно выделение едких паров и газов, а также с повышенной влажностью заземляющие проводники прокладывают вдоль стен на скобах в 10 мм от стены.

9 Каждый корпус электроустановки должен быть присоединен к заземлителю или к заземляющей магистрали с помощью отдельного ответвления. Последовательное включение нескольких заземляемых корпусов электроустановок в заземляющий проводник запрещается. Сопротивление заземляющего устройства представляет собой сумму сопротивлений заземлителя относительно земли и заземляющих проводников. Сопротивление заземлителя относительно земли есть отношение напряжения на заземлителе к току, проходящему через заземлитель в землю. Величина сопротивления заземлителя зависит от удельного сопротивления грунта, в котором заземлитель находится; типа размеров и расположения элементов, из которых заземлитель выполнен; количества и взаимного расположения электродов.

10 Величина сопротивления заземлителей может изменяться в несколько раз в зависимости от времени года. Наибольшее сопротивление заземлители имеют зимой при промерзании грунта и в засушливое время. Наибольшее допустимое значение сопротивления заземления в установках до 1000 В: 10 Ом при суммарной мощности генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее, 4 Ом во всех остальных случаях. Указанные нормы обосновываются допустимой величиной напряжения прикосновения, которая в сетях до 1000 В не должна превышать 40 В. В установках свыше 1000 В допускается сопротивление заземления R 3

Источник

Режимы заземления нейтрали в распределительных электрических сетях. — презентация

Презентация была опубликована год назад пользователемGerman Trofimov

Похожие презентации

Презентация на тему: » Режимы заземления нейтрали в распределительных электрических сетях.» — Транскрипт:

1 Режимы заземления нейтрали в распределительных электрических сетях

2 Распределительные сети 6-35 кВ Сети 6-35 кВ относятся к распределительным сетям и являются наиболее массовыми среди сетей высокого напряжения. От надежности сетей 6-35 кВ зависит бесперебойность электроснабжения потребителей. В случаях отказов в сетях кВ на производствах с непрерывным циклом возможно возникновение катастрофических ущербов в виде массового брака продукции и повреждения дорогостоящего технологического оборудования. Не менее 75 % всех аварийных повреждений в электрических сетях 6-35 кВ связаны с однофазными замыканиями на землю (ОЗЗ). Практически все аварийные ситуации в трехфазных сетях 6-35 кВ начинаются именно с них. Затем (ОЗЗ) постепенно развиваются в более тяжелые аварии, включая, очевидно, и междуфазные короткие замыкания (КЗ), и групповые повреждения электроустановок.

3 Статор сгоревшего электродвигателя 630 к Вт в результате однофазного дугового замыкания на землю (ОДЗ)

4 Распределительные сети 6-35 кВ Причины возникновения ОЗЗ в воздушных и кабельных сетях весьма многообразны. Это электрические и механические разрушения изоляции, дефекты в изоляторах и изоляционных конструкциях, их увлажнение и загрязнение, обрыв проводов и тросов, разрывы токоведущих частей и фаз кабелей в соединительных муфтах при смещениях почвы, частичные повреждения изоляции при строительных и монтажных работах, воздействие грозовых и внутренних перенапряжений. Кроме того причиной значительной доли отказов в сетях 6-35 кВ являются внутренние перенапряжения, которые возникают при таких видах электромагнитных переходных процессов, как дуговые, феррорезонансные и коммутационные. Сеть по-разному реагирует на них в зависимости от элементов (активных, емкостных, индуктивных и их комбинаций), введенных между нейтральной точкой сети и землей. Значительное влияние на работу этих сетей оказывает режим заземления нейтрали в них.

5 Способ заземления нейтрали сети определяет: эксплуатационные качества электрических сетей; способы локализации аварийных повреждений; развитие аварийных ситуаций, связанных с замыканиями на землю; условия бесперебойного электроснабжения потребителей; 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.

6 Существующие режимы заземления В зависимости от того, как соединена нейтраль с землей возможны следующие виды режима нейтрали: изолированная (незаземленная); компенсированная; глухозаземленной; заземленной через высокоомный резистор; заземленной через дугогасящий реактор; глухо заземленной нейтралью; эффективно заземленной нейтралью.

7 В мировой практике используются следующие способы заземления нейтрали сетей среднего (1- 69 кВ) напряжения а) Глухозаземленная (непосредственно присоединенная к заземляющему контуру), (T – сеть (terre – земля) – заземлено ) ; б) Изолированная (незаземленная), (I — сеть (isole) – изолировано) ; в) Заземленная через дугогасящий реактор, (L – сеть); г) Заземленная через резистор (низкоомный или высокоомный), (R – сеть). N способы заземления нейтрали Т — сеть NNN I – сетьL – сетьR – сеть бав г

8 Способы заземления нейтрали в странах мира Страна Принятое напряжение кВ Способ заземления нейтрали Изолированная Через дугогасящий реактор Через резистор Глухое Россия (СНГ) кабельная сеть 35 кВ г. Кронштадта Италия Япония 6,6 + + Финляндия Германия Австрия Швейцария Австралия Канада США Испания Португалия Франция Бельгия 6, Великобритания 11 ++

9 МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН (ПУЭ) Астана, 2003 г.

10 В разработке редакции ПУЭ для РК принимали участие: ТОО фирма «Казэнергоналадка» — гл. 1.5, 1.6, 3.2, 4.1,5.2, , ; ЗАО «Институт Энергия» — гл. 1.5, 1.6, 2.3, 2.5, 3.2, , 4.4; ТОО «Компания Энергосервис» — гл. 1.8; ОАО «Казсельэнергопроект» — гл. 2.4, 3.1; ЗАО «Тяжпромэлектропроект» — гл , 1.7, 4.3, 5.1,5.3, 5.4, 5.5; Союз инженеров-энергетиков — гл. 2.2, 3.4, 5.6, 2.1. Главы 1.5, 1.6 согласованы с ОАО KEGOC и ЗАО КОРЭМ.

11 Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на: электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с глухозаземленной или эффективно заземленной нейтралью; электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор или резистор нейтралью; электроустановки напряжением до 1 кВ с глухо заземленной нейтралью; электроустановки напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью. ГЛАВА 1.7 ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

12 Работа электрических систем напряжением 110 – 150 кВ может предусматриваться как с глухозаземлённой, так и с эффективно заземлённой нейтралью. Электрические сети напряжением 220 кВ и выше должны работать только с глухозаземлённой нейтралью.

13 Сети напряжением 3, 6, 10 и 35 кВ выполняются (в Казахстане и в России) трехпроводными без глухозаземленной нейтрали питающих трансформаторов. Глухозаземленная нейтраль Т — сеть

14 В соответствии с ПУЭ в Казахстане и в России глухое заземление нейтралей применяется: в сетях 110 кВ и выше; в четырех- и пятипроводных сетях низких напряжений; в трехпроводных сетях постоянного тока. Глухозаземленная нейтраль Т — сеть

15 Глухозаземленная нейтраль В отечественных сетях 6-35 кВ этот режим не используется. Этот режим заземления нейтрали широко распространен в США, Канаде, Австралии, Великобритании и связанных с ними странах. За рубежом он находит применение в четырехпроводных воздушных сетях среднего напряжения 4-25 кВ. 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). Т — сеть

16 Схема воздушной четырехпроводной распределительной сети 4-25 кВ США 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. 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.

17 Однофазный трансформатор потребителя с заземленной средней точкой обмотки НН Североамериканский трансформатор потребителя В Канаде и США каждый частный дом питается от собственного понижающего трансформатора 13,8/0,12 кВ, включенного на фазное напряжение.

18 Глухозаземленная нейтраль Подстанции большой мощности свыше 100 кВА в сельской местности не нужны. За рубежом отказались от длинных воздушных линий 0,4 кВ и протянули в сельской местности ЛЭП-13,8 кВ, а также наладили серийный выпуск небольших понижающих масляных трансформаторов 13,8/0,12 кВ мощностью кВА.

19 Глухозаземленная нейтраль Начальные материальные затраты при этом возрастут, но в дальнейшем нормальное напряжение себя окупает. Трансформаторы устанавливаются на столбах с помощью кронштейнов и питают от них 2-3 участка, гарантируя потребителю стабильные 120 В.

20 Глухозаземленная нейтраль Их достоинствами являются: В сетях с глухозаземленной нейтралью все повреждения (однофазные и многофазные) сопровождаются протеканием значительных токов к.з. и существенным снижением напряжения. Поэтому все повреждения необходимо быстро отключать.

21 Глухозаземленная нейтраль Их недостатком являются: 1. Большие токи короткого замыкания. Для защиты оборудования однофазные замыкания должны отключаться средствами релейной защиты. Следует учитывать, что большинство однофазных КЗ относятся к самоустраняющимся и они исчезают после снятия напряжения. В этих случаях эффективно применение АПВ и ОАПВ. 2. Значительное удорожание контуров заземления в РУ, которые должны отвести на землю большие токи коротких замыканий.

22 Глухозаземленная нейтраль Применение глухого заземления нейтрали в сетях среднего напряжения в Казахстане и 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.

23 Сети с изолированной нейтралью При этом способе заземления нейтральная точка источника (генератора или трансформатора) не присоединена к контуру заземления. В распределительных сетях 6-10 кВ России и Казахстана обмотки питающих трансформаторов, как правило, соединяются в треугольник, поэтому нейтральная точка физически отсутствует. Схема двухтрансформаторной подстанции с изолированной нейтралью Сети с изолированной нейтралью I – сеть

24 Сети с изолированной нейтралью Это обеспечило значительную экономию ресурсов коммутационных аппаратов и существенное повышение надежности эл. сетей в целом. Отказ в СССР от применения глухозаземленной нейтрали еще был определен более низкими затратами сетей с изолированной нейтралью (отсутствие четвертого провода, третьего трансформатора тока в КРУ, меньшее количество реле и т. д.). При огромном количестве таких сетей по стране это дало большую экономию. Исторически режим изолированной нейтрали был первым режимом заземления нейтрали, в электроустановках среднего напряжения. Решение выполнять электрические сети средних классов напряжения с изолированной нейтралью, принятое в начале прошлого столетия, позволило избавиться от появления больших токов при однофазных замыканиях на землю, которые возникают в этих сетях наиболее часто.

25 Сети с изолированной нейтралью Их достоинствами являются: малый ток в месте повреждения при однофазных КЗ на землю в (при малой емкости сети на землю); линейные напряжения не изменяются; отсутствие необходимости в немедленном отключении первого однофазного замыкания на землю, т.е. даже в режиме однофазных замыканий на землю представляется возможным определенное время осуществлять электроснабжение; защита при этом должна действовать на сигнал с тем, чтобы дежурный персонал мог перед ручным отключением поврежденного участка принять меры к снижению ущерба от последствий этого отключения.

26 Сети с изолированной нейтралью Их недостатками являются: возможность возникновения дуговых и феррорезонансных 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 (это приводит к накоплению в ней дефектов и снижению срока службы); необходимость выполнения изоляции электрооборудования относительно земли на линейное напряжение; сложность обнаружения места повреждения; опасность поражения персонала и посторонних лиц электрическим током при длительном существовании замыкания на землю в сети; сложность обеспечения правильной работы релейных защит от однофазных замыканий, так как реальный ток замыкания на землю зависит от режима работы сети (числа включенных присоединений).

27 Сети с изолированной нейтралью Необходимо отметить, что их достоинство, в отсутствии необходимости отключения первого замыкания, достаточно спорно. Так, всегда есть вероятность возникновения второго замыкания на другом присоединении из-за перенапряжений и отключения сразу двух кабелей, электродвигателей или воздушных линий. Такое развитие событий в эксплуатации не так редко, как кажется на первый взгляд. Кроме того, значительное число повреждений трансформаторов напряжения типа НТМИ-6(10), ЗНОЛ- 6(10), ЗНОМ-35 в отечественных сетях 6-35 кВ с изолированной нейтралью при однофазных замыканиях на землю также связано с состоянием нейтрали сетей среднего напряжения.

28 Сети с изолированной нейтралью Именно по этой причине во многих странах, таких, как США, Канада, Англия, Австралия, Бельгия, Португалия, Франция и другие, отказ от режима изолированной нейтрали произошел еще в 40–50-х годах прошлого века. В настоящее время из промышленно развитых стран режим изолированной нейтрали применяют только Италия, Япония и Финляндия. Причем в Италии сейчас рассматривается возможность перехода к работе с заземлением через дугогасящий реактор, а в Японии – с заземлением через резистор. В России до последнего времени режим изолированной нейтрали был закреплен в ПУЭ. А в Казахстане он и сейчас закреплен. Именно этим объясняется сложившееся положение, когда даже в сетях с высоковольтными электродвигателями, где защита от однофазных замыканий выполнена с действием на отключение без выдержки времени, применяется режим изолированной нейтрали.

29 Нейтраль, заземленная через дугогасящий реактор С точки зрения исторической последовательности возникновения этот способ заземления нейтрали является вторым. Он был предложен немецким инженером Петерсеном в 20-х годах прошлого столетия (в европейских странах дугогасящие реакторы называют по имени изобретателя «Petersen coil» – катушка Петерсена). В России в 30-е годы прошлого столетия было принято решение о внедрении в сетях 6-35 кВ компенсации емкостного тока. Сейчас этот способ заземления нейтрали достаточно часто применяется во всех странах СНГ и примерно 80% сетей 6-35 кВ работают с компенсацией емкостного тока замыкания на землю. Этот способ, как правило, находит применение в разветвленных кабельных сетях промышленных предприятий и городов.

30 Нейтраль, заземленная через дугогасящий реактор Еще в 30-е годы прошлого столетия были определены предельные токи замыкания на землю, при которых в сети должны устанавливаться дугогасящие реакторы. Эти нормы почти без изменений дошли до наших дней, и сейчас 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 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».

31 Нейтраль, заземленная через дугогасящий реактор Достоинства этого метода компенсации емкостного тока замыкания на землю проявляются только при точной компенсации – настройке ДГР в резонанс. В новом издании Российского ПТЭ разрешается работа ДГР с перекомпенсацией не более 5%. Выполнение требований ПТЭ было объективно трудно реализовать вследствие значительных изменений в схемах городских и промышленных сетей и, как следствие, больших изменений величин емкостного тока. Кроме того, при отсутствии в последнее время технического контроля за выполнением нормативных требований мощность имеющихся ДГР на части подстанций не соответствует емкостному току, а на некоторых ПС дугогасящие реакторы отключены, что приводит к крупным авариям при замыканиях на землю.

32 Нейтраль, заземленная через дугогасящий реактор Обычно это сети с большими емкостными токами. Идея заключается в установке между нейтралью сети и землей индуктивных элементов – достаточно мощных дугогасящих реакторов (ДГР) типа ЗРОМ и РЗДСОМ. Это так называемые сети с резонансным заземлением нейтрали или сети с компенсацией емкостных токов. Схема двухтрансформаторной подстанции с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор

33 Нейтраль, заземленная через дугогасящий реактор отсутствие необходимости в немедленном отключении первого однофазного замыкания на землю; малый ток в месте повреждения (при точной компенсации – настройке дугогасящего реактора в резонанс); возможность самоликвидации однофазного замыкания, возникшего на воздушной линии или ошиновке (при точной компенсации – настройке дугогасящего реактора в резонанс); исключение феррорезонансных процессов, связанных с насыщением трансформаторов напряжения и неполнофазными включениями силовых трансформаторов. Достоинствами этого режима являются:

34 Нейтраль, заземленная через дугогасящий реактор возникновение дуговых перенапряжений при значительной расстройке компенсации; возможность возникновения многоместных повреждений при длительном существовании дугового замыкания в сети; возможность перехода однофазного замыкания в двухфазное при значительной расстройке компенсации; возможность значительных смещений нейтрали при недокомпенсации и возникновении неполнофазных режимов; возможность значительных смещений нейтрали при резонансной настройке в воздушных сетях; сложность обнаружения места повреждения; опасность электропоражения персонала и посторонних лиц при длительном существовании замыкания на землю в сети; сложность обеспечения правильной работы релейных защит от однофазных замыканий, так как ток поврежденного присоединения очень незначителен. Недостатками этого режима являются:

35 Нейтраль, заземленная через дугогасящий реактор В СНГ режим заземления нейтрали через дугогасящий реактор применяется в основном в разветвленных кабельных сетях промышленных предприятий и городов с большими емкостными токами. Кабельная изоляция в отличие от воздушной не является самовосстанавливающейся. То есть, однажды возникнув, повреждение не устранится, даже несмотря на практически полную компенсацию (отсутствие) тока в месте повреждения. Соответственно для кабельных сетей самоликвидация однофазных замыканий как положительное свойство режима заземления нейтрали через дугогасящий реактор не существует. При дуговом характере однофазного замыкания скважность воздействия перенапряжений на изоляцию сети ниже, чем при изолированной нейтрали, но и здесь существует возможность возникновения многоместных повреждений. В последние десятилетия сети 6-10 кВ разрослись, а мощность компенсирующих устройств на подстанциях осталась той же, соответственно значительная доля сетей среднего напряжения сейчас работает с существенной недокомпенсацией. Это ведет к исчезновению всех положительных свойств сетей с компенсированной нейтралью. Отметим дополнительно, что дугогасящий реактор компенсирует только составляющую промышленной частоты тока однофазного замыкания. При наличии в сети источников высших гармоник последние могут содержаться в токе замыкания и в некоторых случаях даже усиливаться. Область применения этого режима заземления в СНГ

36 Осциллограмма развитие резонансного процесса на 11-ой гармонике вследствие возникновения в электрической сети 6 кВ металлического замыкания на землю (амплитуда гармоники 5% основного напряжения).

37 Нейтраль, заземленная через дугогасящий реактор Применение режима с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор, в таких странах, как Финляндия, Швеция, отличается от российского. В этих странах этот режим применяется в сетях с воздушными линиями, где его применение наиболее эффективно. Кроме того, в этих странах существует значительное сопротивление грунта, состоящего в основном из скальных пород, и режим заземления нейтрали через дугогасящий реактор позволяет обнаруживать однофазные замыкания через значительные переходные сопротивления 3-5 к Ом. Применение режима заземления нейтрали через дугогасящий реактор в таких странах, как Германия, Австрия, Швейцария, носит в некоторой степени традиционный характер Тем не менее и в этих странах этот режим заземления нейтрали применяется в основном в сетях с воздушными линиями. В сетях среднего напряжения зарубежных промышленных предприятий используется резистивное заземление нейтрали. Область применения этого режима заземления за рубежом

38 Нейтраль, заземленная через резистор (высокоомный или низкоомный) Этот режим заземления используется в СНГ 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. Резистор в отечественных сетях 6-10 кВ может включаться так же, как и реактор, в нейтраль специального заземляющего трансформатора. Схема двухтрансформаторной подстанции с нейтралью, заземленной через резистор R – сеть

39 Нейтраль, заземленная через резистор (высокоомный или низкоомный) а) Классический вариант включения резистора. б) Нейтраль заземляющего трансформатора наглухо присоединяется к контуру заземления, а резистор включается во вторичную обмотку, собранную в разомкнутый треугольник. в) Используется однообмоточный трансформатор (фильтр нулевой последовательности) с соединением обмотки ВН в зигзаг. Варианты включения резистора в нейтраль сети 6-10 кВ R – сеть а) в) с)

40 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. Высокоомное резистивное заземление нейтрали целесообразно применять в 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. Комбинированное резистивное 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. Нейтраль, заземленная через резистор Применяются три варианта заземления нейтрали сетей 6–35 кВ через резистор: низкоомное, высокоомное и комбинированное.

41 Нейтраль, заземленная через резистор Высокоомный резистор При высокоомном заземлении нейтрали резистор выбирается таким образом, чтобы ток, создаваемый им в месте однофазного повреждения, был равен или больше емкостного тока сети. Например, согласно нормам французской сетевой компании Electricite de France, ток, создаваемый резистором, должен быть в два раза больше емкостного тока сети. Это гарантирует отсутствие дуговых перенапряжений при однофазных замыканиях. Как правило, суммарный ток в месте повреждения при высокоомном заземлении нейтрали не превышает 10 А. То есть высокоомным заземлением нейтрали является такое заземление, которое позволяет не отключать возникшее однофазное замыкание немедленно. Соответственно высокоомное заземление нейтрали может применяться только в сетях с малыми собственными емкостными токами до 5-7 А.

42 Нейтраль, заземленная через резистор Низкоомный резистор При низкоомном заземлении нейтрали используется резистор, создающий ток в пределах А. Величина тока, создаваемого резистором, выбирается исходя из нескольких конкретных условий: стойкость опор ВЛ, оболочек и экранов кабелей к протеканию такого тока однофазного замыкания; наличие в сети высоковольтных электродвигателей и генераторов; чувствительность релейной защиты. В Electricite de France низкоомный резистор выбирается таким образом, чтобы ток однофазного замыкания в воздушных сетях не превышал 300 А, а в кабельных 1000 А. Согласно бельгийским нормам ток однофазного замыкания лимитируется величиной не более 500 А. При наличии в сети высоковольтных электродвигателей Electricite de France ограничивает ток в месте замыкания величиной 20 А (в случае необходимости допускается увеличение до 50 А). Эта норма связана с недопустимостью выплавления стали статора электродвигателя при однофазном замыкании.

43 Нейтраль, заземленная через резистор Низкоомный резистор В сетях с большими емкостными токами допустимо применение только низкоомного заземления нейтрали. Похожие ограничения для сетей с высоковольтными электродвигателями были приняты при разработке устройств резистивного заземления нейтрали и в России. Например, такие заводы, как «Самарский Электрощит», «Московский Электрощит», выпускают ячейки заземления нейтрали, в которых используются резисторы, создающие активный ток А (100 Ом для сетей 6 кВ и 150 Ом для сетей 10 кВ). Некоторое отличие представляет практика низкоомного резистивного заземления нейтрали англоязычных стран. Так, в США типовым решением является применение резистора, создающего ток 400 А, в том числе и для сетей с высоковольтными электродвигателями.

44 Нейтраль, заземленная через резистор Схема подключения дугогасящего реактора типа РЗДПОМ и высоковольтного резистора. Комбинированное резистивное заземление нейтрали Здесь резистивное заземление находит применение в комбинации с дугогасящим реактором, что позволит решить проблему быстрого определения места повреждения.

45 Нейтраль, заземленная через резистор В нормальном режиме к нейтральной точке сети подключен дугогасительный реактор с системой автоматической компенсации емкостного тока. При замыкании на землю реактор компенсирует периодическую составляющую емкостного тока и снижает величину перенапряжений. Для определения и отключения места повреждения параллельно реактору кратковременно подключается резистор. Возможен вариант постоянного включения резистора. При больших, порядка десятков ампер, емкостных токах сети) резистивное заземление совмещают с включением в нейтраль дугогасящего реактора LN. Комбинированное резистивное заземление нейтрали

46 Нейтраль, заземленная через резистор 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. Достоинства резистивного заземления нейтрали: Именно эти преимущества способствовали широкому распространению режима заземления нейтрали в разных странах.

47 увеличение тока в месте повреждения; необходимость в отключении однофазных замыканий (только для низкоомного заземления); ограничение на развитие сети (только для высокоомного заземления). Нейтраль, заземленная через резистор Недостатки резистивного заземления нейтрали:

48 Резистор РЗ на ПС Еланцы Резистивный блок имеет достаточно большие габариты и вес. Так, для сети с емкостным током 2,5 А используются 2 резистора 1,7 к Ом, мощностью по 10 к Вт, каждый из которых имеет габариты современной ячейки КРУ-6 кВ и вес более 400 кг.

49 Унифицированный резистивный блок 1 — основание, 2 — опорные стойки, 3 — опорные изоляторы, 4 — изоляционные пластины, 5 — элементы резистора защитного, 6 — вертикальные стойки, 7 — изоляционные пластины, 8 — изолятор для подключения подвода от нейтрали сети

50 Способы заземления нейтрали В технической печати разгорелась дискуссия по целесообразности применения способа заземления нейтрали. Авторы дискуссии высказали разные взгляды на проблему, но в одном совпало мнение практически всех – изолированную нейтраль объявить вне закона Титенков, С. Четыре режима заземления нейтрали, Новости электротехники (23). Эткинд, Л. Защита трансформаторов напряжения в сетях 3-35 кВ, Новости электротехники (23). Миронов, И. Режим заземления нейтрали в сетях 3-35 кВ, Новости электротехники (24). Титенков, С. Заземления через дугогасящий реактор – директивно сформированная реальность, Новости электротехники (24). Евдокунин, Г. Возможные способы заземления нейтрали сетей 6-10 кВ,Новости электротехники Фишман, В. Универсальное решение по заземлению нейтрали пока не найдено, Новости электротехники (24). Назаров В.В. О режимах нейтрали в сетях 6-35 кВ // Промышленная энергетика. – 1993, 6. – С Евдокунин Г.А., Гудилин С.В., Корепанов А.А. Выбор способа заземления нейтрали в сетях 6-10 кВ // Электричество. – 1998, 12. – С Шабад М.А. Обзор режимов заземления нейтрали и защиты от замыканий на землю в сетях 6-35 кВ России // Энергетик. – 1999, 3. Стогний Б.С., Масляник В.В., Назаров В.В., Нагорный П.Д., Демченко Н.А., Жереб А.А. О необходимости изменений режимов нейтрали в сетях 3-35 кВ // Энергетика и электрификация. – 2001, 4. – С

51 Способы заземления нейтрали в Казахстане и России Нормы РК и РФ касательно заземления нейтрали берут свое начало от норм СССР. В Правилах устройств электроустановок Республики Казахстан издание Астана 2003 г. записано в п «Работа электрических сетей 3-35 кВ должна предусматриваться с изолированной или заземленной через дугогасящие реакторы нейтралью». В России, согласно п седьмой 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.

52 К сожалению, в Казахстане жесткие нормативные требования ПУЭ в отношении применения только изолированной нейтрали не позволяют до последнего времени использовать заземление нейтрали через резистор. Проектные институты продолжают закладывать в новые объекты старую идеологию применяемую в СССР. Считаем, что необходимы совместные усилия заказчиков, производителей оборудования и проектных институтов для изменения существующей ситуации. Способы заземления нейтрали в Казахстане

53 Заключение уровня емкостного тока сети; допустимый тока однофазного замыкания, исходя из разрушений в месте повреждения; безопасность персонала и посторонних лиц; допустимость отключения однофазных замыканий с позиций непрерывности технологического цикла; наличия резерва; тип и характеристики используемых защит. Факторы, учитываемые при выборе режима заземления нейтрали в сети среднего напряжения: Однако в любом случае выбор должен делаться между заземлением нейтрали через дугогасящий реактор, высокоомным или низкоомным заземлением, а режим изолированной нейтрали должен быть полностью исключен.

Источник