Elektrické siete s účinne uzemneným neutrálom
Účinne uzemnený neutrál je uzemnený neutrál trojfázovej napájacej siete s napätím nad 1 kV, kde faktor zemnej poruchy nepresahuje 1,4.
Čo to znamená? Napätie medzi fázou a zemou pri skrate jedného alebo dvoch ďalších fázových vodičov na zem sa musí deliť napätím medzi fázou a zemou v tomto okamihu až do okamihu zemného spojenia a pomer musí nesmie byť viac ako 1,4.
Inými slovami, ak dôjde k poruche medzi fázou a zemou v trojfázovej sieti s izolovaným neutrálom, potom sa napätie medzi zvyšnými fázami a zemou zvýši približne 1,73-krát súčasne pre sieť s účinne uzemneným neutrálom, táto hodnota nepresahuje 1,4. …
Tento aspekt je dôležitý pri vysokonapäťových sieťach, kde vďaka efektívne uzemnenému neutrálu nie je potrebné zvyšovať množstvo izolácie v zariadeniach a v samotných sieťach, teda pri výrobe sietí a zariadení. ktorý bude fungovať v podmienkach s účinným uzemneným neutrálom bude vždy lacnejší.
Medzinárodná elektrotechnická komisia odporúča, aby siete extra vysokého a vysokého napätia s neutrálmi pripojenými k zemi alebo s neutrálmi pripojenými k zemi prostredníctvom nízkeho odporu boli klasifikované ako siete s účinne uzemneným neutrálom. Najmä v Rusku sú siete s napätím 110 kV klasifikované ako siete s účinne uzemneným neutrálom.
Podľa pravidiel pre technickú prevádzku elektrických inštalácií spotrebiteľov pre siete s účinne uzemneným neutrálom je maximálny odpor uzemňovacieho zariadenia nastavený na 0,5 Ohm, berúc do úvahy prirodzené uzemnenie, a umelé uzemňovacie zariadenie by nemalo mať odpor väčší ako - väčší ako 1 Ohm. Toto platí pre elektrické inštalácie 1 kV, kde zemný poruchový prúd presahuje 500 A.
Toto ustanovenie je diktované potrebou prechádzať cez zariadenie veľké prúdy v prípade skratu k zemi, keď je sieťové napätie mimoriadne vysoké alebo vysoké, a požiadavkou obmedziť napätie medzi pracovnými fázami a zemou, aby sa znížiť v prípade núdze nebezpečné prekročenie napätia a dotykové napätie, ako aj kompenzáciu potenciálov mimo rozvodne.
Potenciály je potrebné rovnomerne rozložiť na území rozvodne, ako aj vylúčiť výskyt skokových napätí vo vzdialenosti od rozvodne, čo sa dosiahne použitím zariadení na vyrovnávanie potenciálov, ktoré sú povinnou súčasťou uzemňovacích zariadení pre účinne uzemnené neutrály.
Dôležité nuansy a požiadavky pri realizácii uzemňovacích zariadení pre siete s efektívne uzemnenými neutrálmi spôsobujú ťažkosti pri ich výpočte a konštrukcii, robia tieto konštrukcie materiálovo náročnými, najmä ak má pôda vysoký odpor, ako je skalnatá, kamenistá alebo piesčitá pôda. Stavebné podmienky sú prísne.
Samozrejme, niektoré takzvané nevýhody sú vlastné sieťam s účinne uzemneným neutrálom a sú typické. Cez uzemnený neutrál transformátora vzniká v prípade skratu so zemou značný skratový prúd, ktorý je potrebné rýchlo eliminovať odpojením, vďaka reléovým ochranným zariadeniam.
Hlavne zemné skraty vo vysokonapäťových sieťach 110 kV sú samovypínacie a vďaka automatické uzatváracie zariadenia napájanie je obnovené. Aby bolo možné odvádzať veľké prúdy, stavajú sa uzemňovacie slučky, ktoré sú však drahé.
Jednofázové skratové prúdy do zeme v prípade veľkého počtu uzemnených neutrálov transformátora môžu prekročiť prúd trojfázového obvodu a na odstránenie tohto stavu je režim čiastočného uzemnenia neutrálov transformátora. použité, pre túto časť transformátorov (110-220 kV) nie sú uzemnené, ich nuly sú izolované pripojením k otvoreným odpojovačom. Alebo obmedzujú skratový prúd transformátora na zem uzemnením jeho neutrálu cez špeciálny odpor.
Pre každú z častí siete sa pomocou výpočtov zistí minimálny počet uzemnených neutrálov. Na základe požiadavky na ochranu relé na udržanie zemných poruchových prúdov na určitej úrovni a na zabezpečenie ochrany izolácie uzemnených neutrálov pred prepätiami sa vyberú vhodné uzemňovacie body elektrizačnej sústavy.
Faktom je, že transformátory pre 110 - 220 kV, tradične pre našich výrobcov, sa vyznačujú zníženou neutrálnou izoláciou, napríklad pre 110 kV transformátory s reguláciou napätia pri zaťažení zodpovedá neutrálna izolácia 35 kV, pretože spínacie zariadenia s triedou izolácie sú zahrnuté na neutrálnej strane 35 kV. To isté platí pre transformátory 220 kV. Ekonomický efekt je významný.
Takéto transformátory sú navrhnuté tak, aby fungovali v sieťach s účinne uzemneným neutrálom a napätie počas skratu k zemi z takýchto sietí nepresiahne jednu tretinu hodnoty vedenia, to znamená 42 kV pre 110 kV.
Na prepäťovú ochranu uzemnených neutrálov, na ochranu v režime naprázdno s čiastočnými fázovými pripojeniami alebo prerušením transformátorov s izolovanými neutrálmi sa používajú krátkodobé prepäťové ochranné zariadenia-ventily. Neutrály sú chránené obmedzovačmi pre maximálne prípustné hasiace napätie 50 kV.