Co je to účinně uzemněný neutrál, jaký je jeho princip fungování a rozsah použití. Klady a zápory elektrických sítí s účinně uzemněným neutrálem.

Sítě vysokého napětí se používají k přenosu elektřiny na velké vzdálenosti. Bezpečný provoz je zajištěn pomocí ochran, které jsou pro každé napětí jiné. V závislosti na napájecím napětí se používají různé typy neutrálního uzemnění. Podle provozního řádu pro elektroinstalace se v sítích do 0,4 kV používá pevně uzemněný neutrál. V sítích 0,6-35 kV se pro zvýšení spolehlivosti používá obvod s izolovaným neutrálem. Pro eliminaci přepětí nepoškozených fází při zkratu jedné fáze proti zemi ve vedeních 110-1150 kV se používá účinně uzemněný neutrál (EZN). Co to je a co je na tomto obvodu zvláštní, prozradíme čtenářům webu Sam Electric v rámci tohoto článku.

Určení účinně uzemněného neutrálu

EZN se používá v sítích vysokého napětí 110 kV a více. V případě poruchy fáze-zem se jedná o jednofázový zkrat.

Je doprovázena významnými proudy v místě poškození, v důsledku čehož se spustí ochranný systém a odpojí napětí. Pojďme definovat, co to je.

Účinně uzemněný neutrál je uzemněný neutrál v sítích třífázového napětí nad 1000 V, jejichž poměr zemního spojení je ≤ 1,4.

Níže uvedený obrázek ukazuje EZN diagram:

To znamená, že v případě jednofázového zemního spojení se napětí ostatních, nepoškozených fází zvýší o hodnotu nepřesahující 1,4.

A vypočítá se pomocí vzorce níže:

To má velký význam pro sítě vysokého napětí. Protože u takového obvodu napětí nepoškozených fází výrazně nepřekračuje jmenovité. To znamená, že není potřeba zvyšovat izolaci sítí a zařízení.

Provoz sítí s EZN bude mnohem levnější. Je třeba mít na paměti, že úspory rostou s rostoucím napětím v síti.

Požadavky PUE pro sítě

U sítí s účinně izolovaným neutrálem reguluje PUE maximální odpor uzemnění nepřesahující 0,5 ohmu. To bere v úvahu přirozené uzemnění. A odpor umělých zemnících elektrod by neměl být větší než 1 ohm.

To platí pro instalace nad 1000 V, přičemž režim zkratových proudů vůči zemi je roven nebo překračuje hodnotu 500 A. Je třeba vzít v úvahu, že EIN a pevně uzemněný neutrál mají podobné obvody bez významných rozdíly. Takový diagram je znázorněn na obrázku níže.

READ
Jak používat telefon jako dálkové ovládání k televizi?

Účinné neutrální uzemnění a pevně uzemněné schéma uzemnění pomáhají předcházet přepětí oblouku. Platí však pro systémy s velkými zemními poruchovými proudy (většími nebo rovnými 500A).

Pro snížení zkratových proudů se používá umělé zvýšení nulového sledu. K tomu je v rozvodně uzemněna pouze část neutrálů transformátorů nebo jsou neutrály uzemněny přes odpor.

V důsledku toho se zvyšuje napětí na nepoškozených vodičích. Mezi nejtěžší nehody patří mezifázové zkraty. V tomto případě bude napětí a zkratové proudy menší než u jednofázového zkratu.

Proto jsou výpočty prováděny na základě velkých hodnot, tzn. jednofázový zkrat.

Jak vypadá jednofázový zkrat na obrázku níže:

Účinně uzemněný neutrál je určen pro sítě vysokého napětí 110 kV a více. Ale je možné takový obvod použít i pro napětí menší než 1 V. Používá se tam, kde nejsou a ani se nepředpokládá instalace elektrických instalací, ve kterých může dojít k požáru nebo zařízení, která mohou selhat nebo explodovat.

Jinými slovy, EZN se používá v sítích s napětím nižším než 1000 V za předpokladu, že zde nejsou žádná výbušná nebo požárně nebezpečná zařízení.

Účinně se používá v městských elektrických sítích. Zvláštností provozu takových vedení je, že pokud je koeficient zemního spojení menší než jedna, je možné v sítích s napětím 6 kV použít kabel určený pro napětí 10 kV.

To umožňuje přenos většího výkonu s poměrem 1,73. V tomto případě není nutná výměna kabelu a spínacího zařízení.

Výhody a nevýhody

Účinně uzemněný neutrál se používá v sítích 110 kV a více. Má to řadu výhod.

Hlavní účely těchto schémat jsou:

  • V obvodech s EZN se stabilizuje neutrální potenciál a eliminuje se pravděpodobnost vzniku stabilních zemnících oblouků a následků vzniklých zkratem.
  • Při zemních poruchách a přechodových jevech není izolace ovlivněna vysokými napětími. To umožňuje použití izolace s menší rezervou bezpečnosti. A to zase poskytuje významný ekonomický efekt z použití méně nákladné izolace, která snižuje provozní náklady sítí.
  • Aplikace vysokorychlostní selektivní automatizace. Okamžitý provoz ochrany neumožňuje zhoršit stávající poruchu.

Kromě zjevných výhod mají sítě také nevýhody.

  • Při jakémkoli zkratu na kostru je vadná sekce bez napětí. V tomto případě jsou reléové ochranné systémy vybaveny prostředky automatického restartu. Když je napětí vypnuto automatickými prostředky, je přerušeno nepřerušené napájení napětí, což negativně ovlivňuje spotřebitele. A v některých případech jsou odpovědní spotřebitelé nuceni instalovat zařízení pro nepřerušitelné napájení.
  • V okamžiku zkratu nastává zvýšený elektromagnetický impuls. To negativně ovlivňuje komunikaci. Musí být dodatečně stíněny.
  • Použití složitých, rychle působících ochranných prostředků.
  • Generátor je mimo synchronizaci při významných zkratových proudech. Tito. v okamžiku zkratu generátor „zpomalí“.
  • Významné zkratové proudy mohou způsobit poškození kabelu s poškozením izolace, mechanickou destrukci izolátorů na elektrických vedeních, poškození železa statoru generátoru v případě rozpadu izolace na zem atd.
  • Kvůli zvýšenému a skokovému napětí při zkratu na kostru hrozí lidem nebezpečí úrazu elektrickým proudem.
  • Výroba uzemňovacích zařízení. Nedostatek redundantního uzemnění může nechat zařízení nechráněné, pokud se nulový vodič přeruší.
READ
Jak správně řezat spáry v betonu?

Závěr

Princip fungování sítí s účinně uzemněným neutrálem lze stručně popsat následovně. Hlavní část zemních spojení doprovázená velkými zkratovými proudy se po vypnutí napětí sama vyčistí. Po automatickém opětovném připojení napětí k elektrické síti se obnoví provozní režim linky.

Uzemnění pouze části transformátorů umožňuje snížit zkratové proudy. Pokud jsou tedy na rozvodně namontovány dva transformátory, pak je k uzemňovacímu zařízení připojen pouze jeden.

Účinně uzemněný neutrál

Nadzemní a kabelová vedení v trafostanicích pracují s vysokým napětím. Jeho přenos vyžaduje dodržování bezpečnostních opatření. Vedení vysokého napětí, podobně jako napájecí systémy s 380 V, se zapojují podle speciálně zavedených obvodů – to zajišťuje dostatečnou ochranu proti náhodnému poškození proudem procházejícím provozním obvodem. V tomto případě neutrální bod transformátoru – „neutrál“ – podléhá spolehlivému uzemnění.

Způsoby připojení

Zvláštností fungování vysokonapěťových systémů je to, že při poškození nebo přerušení vedení je samostatný vodič zkratován k zemi. Svodové proudy jsou přitom reprezentovány působivými hodnotami. Charakteristická jsou bezpečnostní opatření, která se na takové sítě vztahují. Nejsou srovnatelné s podobnými činnostmi prováděnými v řetězcích koncových uživatelů. V sítích s 6 – 35 kV se standardně používají následující typy neutrálního uzemnění:

Schéma neutrálního uzemnění

  1. Přímé připojení se zemnicím zařízením (GD), které je instalováno v blízkosti vysokonapěťové podpěry, rozvodny s transformátorem. Takové schéma se obvykle nazývá pevně uzemněný neutrál.
  2. Připojení se provádí pomocí speciálních zařízení – kompenzátorů nebo tlumivek pro potlačení oblouku.
  3. Proces využívá systém uzemnění, který zahrnuje připojení popsaného neutrálního bodu přes odpor.
  4. Vytvoření izolovaného neutrálu přemosťujícího připojení nabíječky v rámci obsluhovaného objektu, chráněného vedení vysokého napětí.

Montáž kompenzačních dílů podél sítě nulových vodičů pomáhá snížit velikost poruchových proudů. Úkolem takového obvodu je neutralizovat nebezpečnou elektřinu prostřednictvím systematické změny indukčnosti na cívce. V druhém případě má napětí nutně reverzní fázi.

Při dosažení určitých hodnot indukčnosti dosáhne proud v místě uzavření použité zemnící elektrody nulových hodnot. Efektivnější účinek takového uzemnění s paralelní indukcí je zajištěno zařazením rezistoru. Takové zařízení zajišťuje tok aktivního proudu, který je nezbytný pro činnost vysokonapěťového ochranného relé.

Důležité! Každý popsaný systém předpokládá instalaci samostatné paměti na přijímací straně. S jeho pomocí je vytvořeno účinné neutrální uzemnění a jsou zajištěny řádné podmínky pro použití venkovního vedení.

Způsoby uzemnění

Bez zapojení určených zařízení do obvodu není možné vytvořit účinné ochranné funkce. Dojde-li k náhodnému průrazu nulového vodiče, budou provozní elektrické instalace v rozvodnách nechráněné.

READ
Co věší na okna na balkóně?

Za zmínku stojí další možnost uzemnění neutrálu připojeného k sítím od 6 do 35 kV. Společný bod je připojen k napájecímu obvodu, což umožňuje efektivní využití zemnící elektrody. To vytváří optimální podmínky pro tok aktivního proudu. Významnou nevýhodou metody je její vysoká cena, proto se používá pouze v oblastech napájecích rozvoden, kde vstupní napětí dosahují 110 kV a více.

Pozemní izolované systémy

Provoz vysokonapěťových sítí s účinně uzemněným neutrálem izolačního typu je běžný v různých oblastech Ruska. V tomto případě není neutrální bod v transformátoru nebo generátoru s třífázovým vinutím uzemněn. Popularita této možnosti pro zapnutí neutrálu je vysvětlena skutečností, že fázový zemní zkrat není krátký, protože tam prostě není žádný vztah se zemí.

Zvláštností je, že venkovní vedení funguje v tomto nouzovém režimu bez výraznějších poruch několik hodin. Mezi výhody takového schématu je také zaznamenána přítomnost malých proudů v místě uzavření OZZ (jedna fáze k zemi). Tento princip se vysvětluje malou kapacitou sítě vzhledem k zemi.

Důležité! Tento typ spínání má zkratové proudy, které jsou řádově nižší ve srovnání s mezifázovými poruchami. To je další výhoda určených sítí.

Není potřeba zapínat vysokorychlostní ochranná zařízení proti nebezpečí, což má za následek snížení nákladů na provoz systémů. Při připojení existují také některé nevýhody:

Pravidla uzemnění

  1. V některých případech vznikají přepětí, která mají obloukový efekt i při malých proudech v uzemňovacím bodě jedné fáze.
  2. Existuje možnost selhání vysokonapěťových kabelových instalací v důsledku poškození izolační vrstvy.
  3. Provádí se zvýšené monitorování napětí (380 V). V případě potřeby je lineární elektrické zařízení pečlivě izolováno.
  4. Je obtížné najít a určit konkrétní místo poškození.

Při výběru popsaného typu připojení neutrálního bodu byste měli vzít v úvahu všechny jeho výhody a nevýhody a pečlivě zvážit důsledky možných nouzových situací.

Připojení pomocí nízkého odporu

Přehled účinných metod a typů neutrálního uzemnění

Mezi mnoha typy neutrálů se často používá uzemnění přes odpor s malou nominální hodnotou. Našly široké uplatnění v Bělorusku a Rusku. V takových obvodech je logické použít vysokoodporový odpor (RB-mode), který nastavuje nízké úrovně přepětí při OZZ.

V ostatních případech se při uzemnění nulového bodu používají kombinované způsoby jeho připojení pomocí indukčnosti (režim RB a režim LB).

READ
Jak zajistit, aby chrpy vydržely déle?

Podrobnější studie uvedených přístupů ukazuje, že rezistory s vysokým odporem se vyznačují působivými velikostmi. Navíc se liší výraznými cenami a hmotností. Konstrukce reaktorů na potlačení oblouku má však své vlastní charakteristiky a nevýhody. Proto při výběru režimu podporovaného nízkoodporovým rezistorem, musí být provedeny pečlivé výpočty a výpočty zohledňující uvedené faktory.

Existují dva typy nízkého uzemnění. V prvním případě je instalováno rezonanční odporové zařízení, pomocí kterého se spouští ochrana proti proudům při ochraně proti zkratu. Pokud jde o druhou možnost, zahrnuje použití uzemněných obvodů prostřednictvím indukčnosti. Jsou zaměřeny na zajištění ochrany v případě dvojitých fázových poruch.

Typy uzemnění neutrální

Při použití odporového zapojení stojí za to vzít v úvahu další proudy v neutrálu, které mohou způsobit přerušení kapacitních hodnot SGC až 3krát nebo více. Indukční nebo reaktivní obvody z hlediska úrovně uzemnění by neměly překročit celkovou hodnotu elektrických proudů vycházejících z dvojitých obvodů.

Na základě PUE mohou být výše uvedené provozní režimy krátkodobé nebo dlouhodobé. Druhá možnost zahrnuje uspořádání uzemňovacích částí v jediném okruhu, ve kterém nulový vodič funguje trvale.

Právě tento způsob připojení, jak je uvedeno v pravidlech pro návrh elektrických instalací, je přípustný pouze při provádění vysoce kvalitního uzemnění s indikátorem RЗ ≤ 0,5 Ohm. Tento přístup je efektivní z hlediska nákladů na pracovní sílu a ekonomických úvah.