Главная » Что это » Резистивная нейтраль что это такое

Резистивная нейтраль что это такое


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.

Благодарность:

Если вы нашли ответ на свой вопрос и у вас есть желание отблагодарить автора статьи за его труд, можете воспользоваться платформой для перевода средств «WebMoney Funding».

Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.

Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.

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;

  1. 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 Rp,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 IзА, создаваемая резистором, больше суммарного емкостного тока сети Iс. При определенных трудностях выполнения условия IзА > Iс допуска­ется при выборе сопротивления резистора использовать менее жесткое условие IзА >0,5Iс .

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; IС3 - максимальный ток уставки защиты из всех присоединений, А. Ток уставки защиты определяется по выражению

IC3=KнKбICП

где IСп - первичный емкостный ток нулевой последовательности, протекающий по рассматриваемому присоединению при однофазном замыкании на землю на данном присоединении, А; Кн - коэффициент надежности; Кб- 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 % Uф .

Резистивное заземление нейтрали

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 2ном /(3·RN)) обеспечивает стекание заряда нулевой последовательности за время Т между ближайшими замыканиями (приUnp>Uфтах), 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 IС= 3 ·ωС · Uф а ток резистора - IRN = Uф / RN . Из условия IС = IRN получается:

RN = Uф /IС = 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.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 2

СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Задание на самостоятельную работу.

5. Построить векторные диаграммы напряжений для трехфазной сети с изолированной нейтралью в симметричном режиме и в режиме ОЗЗ.

6. Построить векторные диаграммы напряжений для трехфазной сети с заземленной нейтралью в симметричном режиме и в режиме однофазного короткого замыкания.

7. На построенных диаграммах показать векторы напряжений на здоровых фазах в несимметричных режимах.

8. Доказать, что при изолированной нейтрали в сети необходимо иметь более высокий уровень изоляции для ее надежной координации с уровнями возможных перенапряжений.

9.1. Система защиты от перенапряжений:

1. Ограничение перенапряжений;

2. Исключение возможности перенапряжений:

2.1. Схемные мероприятия (в том числе сопротивление в нейтрали);

2.2. Оперативные мероприятия.

Возможно исключить коммутационные мероприятия при плановых коммутациях и АПВ.

Рассмотрим основные средства ограничения перенапряжений:

А) Защитные аппараты (ПЗ, РТ, РВ, ОПН)

Принцип действия – отвести в землю энергию перенапряжений.

Б) Применение резисторов.

Благодаря способам А мы можем ограничить грозовые, аварийные коммутационные перенапряжения (в том числе дуговые), а способы Б ограничивают резонансные перенапряжения.

В) Выключатели 2-х ступенчатого действия.

Существует способ защиты от перенапряжения управление моментом коммутации выключателя (при этом свободные колебания могут быть исключены), отслеживание угла сдвига между I и U, скорости дионизации среды. Для этого должна быть очень точная механика, как самого выключателя, так и его привода.

Мероприятия 2 ограничены регламентом, схема должна оставаться функциональной. Применение резисторов тоже не всегда возможно. Для глубокого ограничения перенапряжений (грозовых и коммутационных) используют коммутационные аппараты (ОПН).

Рис.9.1 Вольтамперная характеристика ОПН

1. 2. 3. 4.

Рис. 9.2. Схемы замещения ОПН при разных значениях I для различных участков вольтамперной характеристики

Для разных участков характеристики схема замещения ОПН разная: для участка 1 на рис. 9.2 – 1, участка 2 – схема 2, участка 3 – схема 3, участка 4 – схема 4.

Ток, протекающий в ОПН имеет емкостно-омический характер, R обусловлено неизменной во всей области воздействующих напряжений проводимостью, определяемой температурой отрезка,Rnобусловлено проводимостью и определяющее ВАХ всего резистора в области рабочих напряжений и перенапряжений,Rв определяется объемным сопротивлением гранул оксида цинка и представляет собой проводимость нелинейного резистора при больших значениях тока,L следует учитывать в режимах быстрорастущих больших импульсных токов.

Рис. 9.3. Примерная структура Рис. 9.4. Зависимость I = f (U) для

материала варистора ОПН материала варистора ОПН

Оксид цинка составляет 90% всей керамики варистора, между зернами ZnO находятся окислы редкоземельных металлов: висмута, сурьмы, кобальта, марганца. Температура обжига варисторов - t0обж » 13000С.

Нелинейность и стабильность характеристики зависит от наличия и состава других материалов, кроме окиси цинка, керамики, режима обжига материалов, от температуры варистора и окружающей среды и формы, протекающего через резистор тока. В момент протекания большого тока контакт между зернами становится почти равным 0.

В ОПН существует система аварийного выхлопа, необходимая, когда объем, выделяющихся газов очень большой.

Для нелинейного резистора

первоначальное значение имеет

температурный режим,

определяющий каково равновесие

и термическая устойчивость.

a)

Рис. 9.5. Временные характеристики

нелинейных резисторов: а) i = f (t),

b) u = f (t).

Таблица 9.1

Средние значения параметров С и a оксидно-цинковых варисторов

i, A 10-4 10-3 10-2 10-1
U/U100 0,7 0,74 0,78 0,82 0,86 0,91 1,1 1,3
a     0,2     0,03 0,04 0,06 0,1
C/U100     0,86       0,9 0,93 0,96
                           

U100 - остающееся напряжение на варисторе при токе 100А.

Протекание через варисторов токов, превышающих 500 А, нежелательно, поскольку в том случае резко возрастает коэффициент нелинейности.

Вольт-амперная характеристика варисторов позволяет комплектовать ОПН с улучшенными защитными характеристиками без искровых промежутков. Однако отсутствие искровых промежутков обусловливает протекание через ОПН токов 50 Гц при рабочем напряжении сети. Чрезмерная величина этих токов может привести к перегреву варисторов и выходу ОПН из строя.

Ток, протекающий через ОПН в нормальном режиме содержит емкостную и активную составляющие. При напряжениях, не превышающих 0,7 U100 , преобладает емкостная составляющая тока, не вызывающая нагрева варисторов. Этому соответствует градиент напряжения 1,0 кВ/см. При больших градиентах напряжения резко возрастает нелинейная проводимость и активная составляющая тока, что приводит к существенному нагреву варисторов. Критическое значение градиента рабочего напряжения 1,0 кВ/см соответствует максимально допустимому току через варистор 1 мА, являющемуся в основном током проводимости, что подтверждается осциллограммами тока через варистор при разных напряжениях 50 Гц.

Пропускная способность ОПН и характер их повреждения зависят от амплитуды и длительности тока через них. При протекании через ОПН импульсов тока большой длительности, характерных для коммутационных воздействий, наблюдается их существенный нагрев. Амплитуда импульса, приводящего к повреждению варисторов диаметром 28 мм составляет 80-120 А, причем в результате таких воздействий происходит проплавление в варисторах сквозных отверстий, а в ряде случаев варисторы разрушаются. При коротких импульсах тока 8/20 мкс, характерных для грозовых перенапряжений, варисторы не разрушаются даже при воздействии импульсов с амплитудой до 1000-1500 А. Дальнейшее увеличение тока при таких коротких импульсах приводит к перекрытию варисторов по боковой поверхности, однако ток перекрытия может быть значительно увеличен, если покрыть боковую поверхность варисторов специальным изоляционным лаком или залить варисторы полимерным компаундом.

Таблица 9.2.

Пропускная способность оксидно-цинковых варисторов при воздействии

импульсов грозовых перенапряжений

Образцы оксидно-цинковых варисторов (ВР) Пропускная способность ВР на импульсах тока 8/20 мкс (20 импульсов), кА
ВР диаметром 28 мм 1,2 - 1,5
ВР диаметром 28 мм (боковая поверхность покрыта глифталевым лаком) 2,2 - 2,5
ВР диаметром 28 мм (залитые полимерным компаундом) ³5
ВР диаметром 60 мм ³10
ВР диаметром 60 мм (залитые полимерным компаундом) ³25  

В последние годы разработаны ВР увеличенного диаметра (45, 60 и 85 мм) и, соответственно большей пропускной способности.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 3

Выбор ограничителей перенапряжений (ОПН)

На замену вентильных разрядников (РВ) пришли ограничители перенапряжений (ОПН) – защитные аппараты без искровых промежутков с высоконелинейными варисторами из металлооксидной керамики, постоянно подключенными между фазным проводом и землей. В отличие от РВ ОПН могут ограничивать и грозовые и коммутационные перенапряжения в электроустановках любых классов напряжений. Отметим также, что на воздушных линиях электропередачи (ВЛ) происходит замена трубчатых разрядников (РТ) на ОПН. ОПН устанавливаются вместо РТ на опорах ВЛ в местах с ослабленной изоляцией, в начале и конце защитного подхода перед подстанцией (ПС), на опорах вокруг пересечений ВЛ, на длинных переходах ВЛ и т.д.

Отсюда возникает комплексная задача, как выбрать ОПН, чтобы он имел достаточную энергоемкость и надежно работал при длительных напряжениях и при временных повышениях напряжения, а также обеспечивал требуемое ограничение грозовых и коммутационных перенапряжений.

Для того, чтобы ограничитель отвечал потребностям электрической сети, надежно защищал оборудование и не разрушался в процессе эксплуатации, необходимо выполнение следующих условий.

1. Наибольшее допустимое напряжение ОПН должно быть больше наибольшего рабочего напряжения сети или оборудования.

> .

В сетях с эффективно заземленной нейтралью за принимается максимальное фазное рабочее напряжение сети.

В сетях с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостных токов за принимается междуфазное (линейное) напряжение сети.

2. Уровень квазистационарных перенапряжений должен быть меньше максимального значения напряжения промышленной частоты, выдерживаемого ОПН в течение времени t.

Т· > ,

где Т = 1,3-1,45 в зависимости от длительности квазистационарных перенапряжений, определяемой временем работы релейной защиты.

3. Поглощаемая ограничителем энергия не должна превосходить энергоемкость ОПН

· > .

В нормальных эксплуатационных условиях, когда воздействующее напряжение не превосходит ограничителя, через ОПН протекает в основном емкостный ток. При этом выделяющаяся энергия полностью рассеивается в окружающую среду, и ограничитель работает в стабильном тепловом равновесии. Коммутационные перенапряжения, возникающие в сети, вызывают дополнительное выделение энергии. Условия сохранения теплового баланса требуют, чтобы величина этой энергии не превышала · .

Наиболее опасными, с точки зрения рассеиваемой в ОПН энергии, являются коммутации длинных кабельных линий и конденсаторных батарей. Электрическая энергия, запасенная в емкости, при перенапряжениях рассеивается на активном сопротивлении ОПН. Исходя из баланса энергий, можно оценить выделяемую в ОПН энергию по следующему выражению:

,

где С – емкость кабеля или конденсаторной батареи;

К - кратность перенапряжений;

- наибольшее рабочее напряжение сети или оборудования;

- наибольшее допустимое напряжение ОПН.

4. Ограничитель должен обеспечить необходимый защитный координационный интервал по грозовым воздействиям

= ( )/ > (0,2-0,25),

где - значение грозового испытательного импульса;

- остающееся напряжение на ОПН при номинальном токе;

0,2 – 0,25 – координационный интервал.

Наличие расстояния между ОПН и оборудованием вызывает повышение напряжения на оборудовании по сравнению с остающимся напряжением на ОПН. В связи с этим уровень ограничения должен быть на 20-25% ниже испытательного напряжения полного или срезанного грозового импульса (ГОСТ1516.2-98).

5. Ограничитель должен обеспечить защитный координационный интервал по внутренним перенапряжениям

= ( )/ > (0,15-0,25),

где - допустимый уровень внутренних перенапряжений;

- остающееся напряжение на ОПН при коммутационном импульсе.

= К · К ·1,414 ,

Где - нормированное одноминутное испытательное напряжение внуренней изоляции трансформатора;

К = 1,3 – коэффициент импульса;

К = 0,9 – коэффициент кумулятивности.

6. Ток короткого замыкания сети должен быть меньше тока взрывобезопасности ОПН.

________________________

СОДЕРЖАНИЕ

МОДУЛЬ 1: разделы 1,2,3 - с. 2 – 28 (26)

МОДУЛЬ 2: разделы 4,5,6 - с. 29 - 63 (34)

МОДУЛЬ 3: раздел 7 - с. 64 - 84 (20)

МОДУЛЬ 4: разделы 8.1 – 8.2 - с. 85 – 107 (22)

МОДУЛЬ 5: разделы 8.3 – 8.4 - с. 107 - 129 (22)

МОДУЛЬ 6: разделы 8.5 – 9 - с. 130 - 147 (17)

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

ОБЗОР РЕЖИМОВ ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛИ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ, РАБОТАЮЩИХ ЧЕРЕЗ РЕЗИСТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

В настоящее время существуют разные режимы заземления нейтрали сети. Очень трудно сегодня при проектировании подобрать правильный (эффективный) режим заземления, при котором будут учтены все нюансы системы [1]. От режима заземления зависит очень многое:

– ток, который возникает на месте повреждения, а также в случае перенапряжения на фазах, которые не были повреждены при однофазном замыкании;

– уровень изоляции электрооборудования;

– для защиты от перенапряжений выбираются ОПН;

– при однофазных замыканиях безопасность оборудования и персонала.

Здесь видно, что при проектировании режима заземления следует учитывать большое количество факторов при принятии технических решений. На сегодняшний момент в энергетике используются четыре вида заземления нейтрали [3]:

– изолированная нейтраль;

– заземленная через дугогосящий реактор;

– заземленная через резистор (высокоомный или низкоомный);

– глухозаземленная нейтраль.

Глухозаземленная нейтраль в России применяется очень редко, в следствии того, что отсутствуют отечественные нормативные документы. В основном применяются первые три.

В каждом режиме заземления нейтрали присутствуют свои преимущества и недостатки. В данной статье рассмотрим сеть, заземление которой осуществляется через резистивное сопротивление. Она может подключаться либо через высокоомное сопротивление, либо низкоомное. Сеть рассчитана на напряжение 6 – 35 кВ.

Рисунок 1. Схема режима заземления нейтрали через высокоомное сопротивление

На рисунке приведена схема, режима заземления нейтрали через высокоомное сопротивление. Высокоомное резистивное заземление нейтрали это такое заземление, которое подключается через большое сопротивлние с землей. [1] Высокоомный резистор может быть подключен к нейтрали обмотки высшего напряжения (рис. 2)

Рисунок 2. Подключение высокоомного резистора к нейтрали обмотки высшего напряжения

Либо непосредственно к нейтрали обмотки силового трансформатора.

При таком заземлении активный ток резистора и емкостный ток сети (суммарный ток) не должны превышать значения 10 А. [2] Если имеется такой режим заземления нейтрали можно не отключать однофазное замыкание на землю. Ток в месте замыкания состоит из активного тока и емкостного тока, пояаляется возможность сразу определить место, на котором произошло замыкание.  Такое заземление нейтрали может применяться только в тех сетях, в которых емкостный ток не превышает 5 – 7 А. Высокоомное резистивное заземление нейтрали применяют для того, чтобы:

– эффективно ограничивать перенапряжения, которые возникают при ОЗЗ;

– устранять феррорезонансные и резонансные явления;

– в схемах сети с ДГК обеспечивать снижение напряжения смещения нейтрали до нормируемого уровня ПТЭ;

– повышать надежность релейной защиты, когда происходят дуговые замыкания на землю.

Затем рассмотрим режим заземления нейтрали через низкоомное сопротивление.

На рисунке 3 приведена схема режима заземления нейтрали через низкоомное сопротивление. Такой режим заземления существенно отличается значением разрешенного тока замыкания на землю от заземления нейтрали через высокоомное сопротивление.

Рисунок 3. Схема режима заземления нейтрали через низкоомное сопротивление

Низкоомное резистивное сопротивление нейтрали это заземление нейтрали, которое подключается через резистор, при котором активный ток самого резистора и емкостный ток сети (суммарный ток) превышает значение 10 А, при чем превышение этого значения достигает десятков и сотен ампер. Здесь применяются защиты от замыканий на землю, которые не имеют выдержку времени или если имеют, то малую. Нейтраль с низкоомным сопротивлением может применяться в сетях с любым емкостным током, но ток, создаваемый резистором ток должен быть больше емкостного тока сети в 2 и больше раза. Низкоомное сопротивление подключается ко вторичной обмотке однофазного трансформатора.

Преимущества резистивного заземления нейтрали [4]:

– Отсутствие дуговых перенапряжений с высокой кратностью и с множествами повреждениями в сети;

– нет необходимости отключать первое однофазное замыкание на землю;

– малая вероятность поражения персонала при однофазном замыкании;

– чувствительность и селективная защита от однофазных замыканий

 имеет простое исполнение, которое основывается на токовом принципе.

Недостатки резистивного заземления нейтрали:

– происходит увеличение тока в месте повреждения;

– необходимо отключение однофазного замыкания (условие только для низкоомного сопротивления);

– ограничивается развитие сети (условие только для низкоомного сопротивления).

Главным преимуществом резистивного сопротивления нейтрали является отсутствие дуговых перенапряжений (при однофазном замыкании) и селективная релейная защита. [5] При отличной работы селективной релейной защиты можно избежать большого количества повреждений, выхода из строя оборудования. Потому что при однофазном замыкании на землю самый высокий процент повреждений, они составляют 70 – 80 % от общего числа повреждений. При своевременном ремонте поврежденного оборудования и его отключении повышается надежность функционирования всей сети(системы).

Резистивное сопротивление положительно влияет на условие эксплуатации, оно сохраняет главное преимущество нейтрали. Такая нейтраль применяется в сетях собственных нужд.

Именно поэтому такой режим работы нейтрали получил широкое распространение в разных странах.

Список литературы:

  1. Нейтраль распределительных сетей 6 – 35 кВ. Какое заземление необходимо? [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.stabrov.ru/articles/interesting-materials/neutral-distributive-networks-6-35-kv-what-grounding-is-necessary/  (дата обращения 12.11.2016).
  2. Рыжкова Е. Н, Фомин М. А. НИУ «МЭИ», Москва. О критериях выбора режима резистивного заземления нейтрали в сетях 6 – 35 кВ. [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.kudrinbi.ru/public/30841/index.htm (дата обращения 13.11.2016).
  3. Сергей Титенков. 4 режима заземления нейтрали в сетях 6 – 35 кВ. Изолированную нейтраль объявим вне закона. [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://energybk.ucoz.ru/publ/14-1-0-121 (дата обращения 13.11.2016).
  4. Титенков С. С., Пугачев А. А. Режимы заземления нейтрали в сетях 6–35 кВ и организация релейной защиты от однофазных замыканий на землю. – 2010.
  5. Шкрабец Ф. П., Ковалев А. И. Оптимизация режимов работы нейтрали распределительных сетей //Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. – 2009. – №. 26.

Резистивное заземление нейтрали

Такие недостатки сетей с изолированной и компенсированной нейтралью, как высокий уровень перенапряжений (дуговых и ферро- резонансных) при однофазных замыканиях па землю и сложность реализации чувствительной и селективной релейной защиты от однофазных замыканий на землю, могут быть устранены применением широко распространенного в мировой практике (см. табл. 1.1) резистивного заземления нейтрали (рис. 1.13).

Резистор включается в сеть либо с помощью силового трансформатора, либо с помощью специального однообмоточного трансформатора, не имеющего обмотки низшего напряжения, ФМЗО (фильтр масляный заземляющий однофазный) с соединением обмотки в зигзаг.

При заземлении нейтрали через резистор ток в месте замыкания на землю, как и ток в поврежденном присоединении, состоит из двух составляющих: емкостной (как во всех элементах сети) и активной, обусловленной включением в нейтраль резистора. Это позволяет селективно обнаружить поврежденное присоединение за счет применения простой релейной защиты и существенно ограничить (примерно в 1,5-2 раза) кратность перенапряжений (не более 2,5?/ф) за счет достаточно быстрого разряда емкостей неповрежденных фаз через резистор [1.5], а дуговые и феррорезонансные перенапряжения за счет отсутствия Ь-С колебательного контура. Поэтому в настоящее время (с 2003 года) в России стали внедрять заземление нейтрали через низко- омные и высокомпые резисторы.

Нормативно (ни в [1.12, 1.13], ни в отраслевых нормах, например [1.11]) в России не зафиксирована ни граница значений сопротивления резистора при высокоомном и низкоомном заземлении нейтрали, пи область их применения, как это сделано в отношении ДГР.

Рис. 1.13. Схема трехфазной сети с резистивным заземлением нейтрали

Разграничение между этими видами можно найти только в зарубежных нормативных источниках. К высокоомному резистивному заземлению относят такое заземление, при котором ток однофазного замыкания на землю не превосходит 10 А.

Низкоомное резистивное заземление нейтрали применяют в случаях, когда однофазное замыкание на землю должно быть селективно отключено с минимальной выдержкой времени (сети с током замыкания на землю более 10 А) или когда поврежденное присоединение может быть отключено без прекращения электроснабжения потребителей (резервированные сети). При этом ток в нейтрали должен быть достаточным для быстрого срабатывания релейной защиты на отключение поврежденного участка. Такое заземление нейтрали целесообразно применять в городских кабельных сетях с высоким уровнем резервирования (например, при двухлучевых автоматизированных схемах сети) и сетях, питающихся от шин генераторного напряжения. Практика применения низкоомного заземления в зарубежных странах показывает, что ток в месте замыкания на землю может достигать значений до 1000 А.

При заземлении нейтрали через низкоомный резистор в воздушных сетях с железобетонными и стальными опорами проблемы высыхания грунта и стойкости опор к протекающему току замыкания на землю не возникает, так как замыкание практически мгновенно отключается.

Заземление нейтрали через высокооомный резистор применяют в случаях, когда сеть при однофазном замыкании на землю может длительно работать до обнаружения места замыкания - воздушные сети с малым током замыкания на землю (до 5-7 А). При этом ток в нейтрали должен быть достаточным для срабатывания релейной защиты, действующей на сигнал, но не превосходить величины, при которой появляются дуговые перенапряжения. При высокоомном заземлеиии нейтрали в месте замыкания на землю создается активная составляющая тока, примерно равная емкостной, т.е. установившееся значение тока замыкания па землю в месте замыкания увеличивается в л/2 раз, и, как отмечено выше, не превосходит 10 А.

Активное сопротивление резистора выбирается по условию снижения уровней перенапряжения с учетом условий работы релейной защиты (на отключение или сигнал) и обеспечения электробезопасности людей.

В результате обеспечивается более надежная работа изоляции электрооборудования за счет снижения амплитуды перенапряжений, длительности и частоты их воздействия и, как следствие, повышается срок службы изоляции за счет уменьшения вероятности пробоя изоляции на неповрежденных присоединениях и перехода однофазного замыкания на землю в междуфазные короткие замыкания. В то же время по данным некоторых исследований в электрических сетях с заземлением нейтрали через высокоомный резистор повторные пробои изоляции наоборот возникают чаще, чем в сетях с компенсированной нейтралью.

Таким образом, резистивное заземление нейтрали (как низкоомное, так и высокоомное) позволяет сохранить все преимущества изолированной нейтрали и существенно уменьшить недостатки такого режима работы нейтрали. При низкоомном заземлении уменьшается вероятность поражения человека электрическим током за счет практически мгновенного селективного отключения повреждения. К недостаткам резистивного заземления нейтрали можно отнести появление на подстанциях греющегося оборудования, а также ограничение по развитию сети, определяемое допустимой максимальной суммарной длинной сети. Необходимо также учитывать невысокую термическую стойкость резисторов, так что при частых замыканиях па землю будет требоваться их частая замена. Дополнительно к недостаткам низкоомиого заземления можно отнести существенное увеличение тока в месте замыкания, обязательное отключение однофазного замыкания и увеличение капиталовложений за счет установки специальной релейной защиты от замыканий на землю.

Затраты на сооружение защитного заземления в сетях с низко- омным заземлением нейтрали примерно в 3-4 раза выше, чем при других вышерассмотренных режимах нейтрали, за счет существенного увеличения тока, стекающего через защитное заземление.

Специальное предложение

В России распределительные сети 6-35 кВ работают в режиме с неглухозаземленной нейтралью. При возникновении однофазного замыкания на землю (ОЗЗ), ток в таких сетях замыкается обратно к источнику через емкости неповрежденных фаз (в силу отсутствия нейтрали) в отличие от сетей с заземленной нейтралью, в которых ток замыкается «накоротко», возвращаясь обратно к источнику через заземленную нейтраль. Таким образом, сопротивление на  пути тока при ОЗЗ в сетях с неглухозаземленной нейтралью имеет большее значение, чем в сетях с глухозаземленной нейтралью.

Большим плюсом эксплуатации сетей с неглухозаземленной нейтралью являются малые значения токов замыкания на землю, но физика процессов ОЗЗ такова, что при металлическом ОЗЗ в таких сетях напряжение относительно земли на неповрежденных фазах повышается до уровня линейного, что является негативным фактором. По этой причине применение данного вида нейтрали ограничено (только до напряжения 35 кВ), так как при более высоком напряжении экономически невыгодно выполнять фазную изоляцию, способную выдерживать линейное напряжение.

Примерно 79% сетей 6-35 кВ в России – с изолированной нейтралью, 19% заземлены через ДГР. Также в последнее время внедряются решения с резистивным заземлением нейтрали.

Так как сети 6-35 кВ выполняются с фазной изоляцией, способной выдерживать повышения напряжения до линейного, а токи ОЗЗ имеют довольно малые значения, никак не влияющие на потребителей, то возникает идея вообще не отключать данный вид повреждения, пока не будут произведены необходимые операции по переключению потребителя на источник без ОЗЗ. После этого можно спокойно устранить данный вид повреждения. Такова идеология работы сетей с изолированным режимом нейтрали (когда нейтральная точка электрически никак не соединена с землей).

Но как показывает практика, последствия ОЗЗ в сетях с изолированной нейтралью могут быть следующими:

  1. При ОЗЗ с таким типом нейтрали высока вероятность возникновения дугового перемежающегося замыкания на землю, при котором возможно повышение напряжения в 3,5 раза относительно номинального напряжения фазной изоляции. Таким образом, высока вероятность вторичного пробоя изоляции в любой другой точке сети и перехода однофазного замыкания на землю в двойные и многоместные замыкания, которые сопровождаются большим количеством отключений питающих линий. Также при дуговом замыкании на землю есть возможность существенных повреждений вследствие перенапряжений изоляции электрических машин;
  2. Высокая степень опасности для человека и животных, находящихся вблизи места однофазного замыкания на землю;
  3. Возможность возникновения феррорезонансных процессов в сети, которые сопровождаются повреждениями трансформаторов напряжения.

По этим причинам возникло два подхода к устранению вышеперечисленных негативных последствий данного вида нейтрали, а именно:

  1. Заземление нейтрали через подстраиваемый реактор;
  2. Заземление через резистор.

Принцип заземления через реактор основан на выявлении значения емкости сети и последующей подстройки величины индуктивности в нейтрали так, чтобы свести ток ОЗЗ в месте повреждения к минимуму. Данное решение уменьшает вероятность дугового замыкания на землю и феррорезонансных процессов, а также повышает электробезопасность в месте ОЗЗ за счет уменьшения тока ОЗЗ.

Данное решение имеет следующие отрицательные последствия:

  1. Дополнительные затраты на установку дорогостоящего оборудования;
  2. Работа сети с ОЗЗ зависит от работы автоматики подстройки реактора, которая имеет низкую надежность, связанную с расстройкой компенсации;
  3. Даже при идеальной компенсации тока ОЗЗ, все равно в сети присутствуют не скомпенсированные токи высших гармоник и активная составляющая тока ОЗЗ. Таким образом, наличие реактора в нейтрали хоть и уменьшает вероятность пробоев при ОЗЗ и феррорезонансных процессов, но все же наличие остаточного тока в месте ОЗЗ не исключает эти пробои и процессы (дуга может так и не погаситься) и негативно сказывается на электробезопасности применения данного вида нейтрали.
  4. Ограничение на развитие сети, так как реактор рассчитан на то, что можно скомпенсировать только определенное значение емкостного тока, а при развитии сети ток ОЗЗ увеличивается и возможностей существующего реактора может быть недостаточно.

Альтернативой применения реактора в нейтрали является применение резистора. 

Резисторы бывают:

  • высокоомные (когда сопротивление резистора равно емкостному сопротивлению сети);
  • низкоомные (когда устанавливаемый резистор имеет такое минимально возможное сопротивление, чтобы протекаемый ток замыкания на землю не оказывал серьезных повреждений за время действия защиты).

Таким образом, идея резистивного заземления нейтрали, в отличие от заземления через реактор, направлена на полное устранение дуговых замыканий и феррорезонансных процессов.

Недостатки высокоомного заземления нейтрали:

  1. Дополнительные затраты на установку дорогостоящего оборудования (стоимость установки резистора ниже, чем стоимость установки реактора);
  2. Уменьшается величина перенапряжений до 2,5 относительно фазного, но они устраняются не полностью;
  3. Ограничение на развитие сети, так как резистор рассчитан только на определенный ток ОЗЗ;
  4. Обязательное условие отключения ОЗЗ, так как резистор не способен долго работать в режиме ОЗЗ. Также необходимо иметь дополнительную термическую защиту резистора при ОЗЗ.

Недостатки низкоомного заземления нейтрали:

  1. Дополнительные затраты на дорогостоящее оборудование (стоимость установки резистора ниже, чем стоимость установки реактора);
  2. Возможность увеличения объема повреждений электрооборудования при ОЗЗ из-за увеличения тока ОЗЗ;
  3. Ограничение на развитие сети, так как резистор рассчитан только на определенный ток ОЗЗ;
  4. Резистор не способен долго работать в режиме ОЗЗ.

Так как применение заземления через резистор и реактор имеет свои плюсы и минусы, то существует решение по комбинированному заземлению нейтрали, то есть установление резистора и реактора в параллель в нейтрали. Данное решение компенсирует ток ОЗЗ до возможного минимального уровня и при этом устраняет дуговые и феррорезонасные процессы при ОЗЗ. 

Таким образом, видно, что на данный момент окончательного решения какой именно режим нейтрали лучше, до сих пор нет. Выбирать определенный режим заземления нейтрали необходимо для конкретных сетей. Опираясь на технико-экономическое обоснование.

Смотрите также