Режимы нейтралей электрической сети

Нейтралью, называют общую точку соединения обмоток трансформаторов или двигателей при соединении в звезду.

N

В ПУЭ дано определение для двух видов нейтралей:

1. (пункт 1.7.5). Глухозаземленная нейтраль – нейтраль, непосредственно присоединенная к глухозаземленному устройству.

N

N

ЗЗХ

2. (пункт 1.7.6). Изолированная нейтраль – нейтраль, не присоединенная к заземляеющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление (в приборах сигнализации, защиты и т. д.).

Таким образом. нейтраль может быть либо соединена с землей через какие-либо элементы (резистор, конденсатор и т. д.), либо изолирована.

Заземление нейтрали может быть либо рабочим, либо защитным.

Если заземление нейтрали выполнено с целью электробезопасности персонала, то она называется защитной. (ПУЭ пункт 1.7.29).

Если заземление нейтрали выполнено с целью придания определенных свойств электрической сети, то оно называется рабочим. ( ПУЭ пункт 1.7.30).

Защитное заземление применяется в сетях напряжением ниже 1000 В, рабочее - в сетях напряжением выше 1000 В.

Классификация электрических сетей по способу рабочего заземления нейтрали приведена в ПУЭ, п. 1.2.16.

В новом издании ПУЭ приведена следующая классификация сетей по способу заземления нейтралей (пункт 1.2.16):

1) Работа сетей напряжением 2-35 кВ может предусматриваться:

а) с изолированной нейтралью;

б) с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор;

в) с нейтралью, заземленной через резистор (через активное сопротивление).

2) Работа электрических сетей напряжением 110 кВ может пре­дусматриваться как с глухозаземленной, так и с эффективно зазем­ленной нейтралью.

3)Электрические сети напряжением 220 кВ и выше должны ра­ботать только с глухозаземленной нейтралью.

Таким образом, при напряжении 6 кВ и выше ПУЭ выделяет пять видов сетей по способу рабочего заземления нейтрали:

1) сети 6 – 35 кВ с изолированной нейтралью;

2) сети 6 – 35 кВ с нейтралью, заземленной через дугогасящий ректор;

3) сети 6 – 35 кВ с нейтралью, заземленной через активное сопротивление;

4) сети 110 кВ с эффективно заземленной нейтралью;

5) сети 220 кВ и выше с глухозаземленной нейтралью.

Режим нейтрали в сетях 6 – 35 кВ (с изолированной, эффективно -заземленной или заземленной через активное сопротивление) определяется величиной тока замыкания на землю /ПУЭ, п.1.2.16 и ПТЭЭП, п.2.8.13/.

Основной режим для сетей 2-35 кВ является режим с изолированной нейтралью. Если токи замыкания на землю I_з превышают максимально допустимое значение, то применяют режим нейтрали, заземленной через дугогасящий реактор. Максимально допустимые значения токов замыкания на землю:

- в сетях с деревянными опорами и в кабельных сетях

U, кВ
Iуст, А

- если воздушные сети на железобетонных или металлических опорах, то I_уст=10 А при всех напряжениях.

Способ заземления нейтралей трансформаторов в электрических сетях является важнейшее проблемой для всех сетей. Особенно актуален выбор режима заземления нейтрали в сетях 6-35 кВ. Так как, во-первых, они являются распределительными (по ним получают питание потребители, следовательно, от них зависит надежность работы промышленных предприятий), во-вторых, режим заземления нейтрали влияет на:

- стоимость электрической сети;

- надежность работы и аварийность электрооборудования;

- безопасность человека и животных, находящихся вблизи линии;

- принципы выполнения релейной защиты;

- принципы и методы определения мест повреждения.

В мировой практике нет единого мнения об оптимальной области применения того или иного способа заземления нейтралей. Так, в странах Западной Европы и в Японии заземление нейтралей через дугогасящий ректор используется в сетях до 220 кВ, а в США имеются распределительные сети 10 – 15 кВ с эффективным заземлением нейтрали. Во Франции широко используются сети с нейтралью, заземленной через активное сопротивление. но рассматривается переход к нейтрали, заземленной через дугогасящий ректор. Основные проблемы выбора способа заземления нейтрали связаны с решением вопросов бесперебойного электроснабжения, снижения дуговых перенапряжений и создания эффективных средств релейной защиты и устройств определения места повреждения при замыканиях на землю. В комплексе эти проблемы на сегодняшний день не преодолены. При этом каждый из перечисленных способов заземления нейтрали имеет свои недостатки и свою область применения.