Что понимается под изолированной нейтралью

Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Глава 7.7. Торфяные электроустановки (Издание шестое), от 15 апреля 1976 года

Переход к Содержаниюдокумента осуществляется по ссылке

Область применения. Определения

7.7.1. Настоящая главаПравил распространяется на вновь сооружаемые, реконструируемые иежегодно сдаваемые в эксплуатацию торфяные электроустановки до 10кВ.

Электрооборудованиеторфяных электроустановок кроме требований настоящей главы должноотвечать требованиям разд.1-6в той мере, в какой они не изменены настоящей главой.

7.7.2. Под торфянымиэлектроустановками в настоящих Правилах понимаются подстанции(стационарные и передвижные), воздушные и кабельные линииэлектропередачи и присоединенная к ним электрическая частьэлектрифицированных машин для подготовки торфяных месторождений,добычи, сушки, уборки и погрузки торфа.

7.7.3. Территориейторфяного предприятия считается территория, закрепленная запредприятием, в границах его перспективного развития.

Территория торфяногопредприятия, за исключением рабочих поселков, деревень ижелезнодорожных станций, относится к ненаселенной местности.

Электроснабжение

7.7.4. Электрические сетиторфяных электроустановок до 1 кВ и выше должны иметь изолированнуюнейтраль. Допускается заземление нулевых точек в цепях измерения,сигнализации и защиты напряжением до 1 кВ.

Распределительные сети, ккоторым присоединены электроприемники полевых гаражей,железнодорожных станций и разъездов, насосных станций, а такжеэлектроприемники, не относящиеся к торфяным электроустановкам, норасположенные на территории торфяных предприятий (электроприемникипоселков, мастерских, заводов по торфопереработке, перегрузочныхстанций), как правило, следует выполнять трехфазнымичетырехпроводными с глухозаземленной нейтралью напряжением 380/220В.

7.7.5. Присоединениепостороннего потребителя к электрическим сетям торфяныхэлектроустановок выше 1 кВ с изолированной нейтралью допускаетсялишь в виде исключения по согласованию с руководством торфяногопредприятия и при условии, что суммарный емкостный токприсоединения, включая ответвление к электроустановке потребителя,составляет не более 0,5 А.

7.7.6. Электроприемникиторфяных электроустановок в отношении надежности электроснабженияследует относить ко II категории (см. гл.1.2).

Защита

7.7.7. На подстанциях, откоторых в числе других потребителей получают питание передвижныеторфяные электроустановки выше 1 кВ, на каждой отходящей линиидолжна быть установлена селективная защита, отключающая линию привозникновении на ней однофазного замыкания на землю.

Должна бытьвыполнена вторая ступень защиты, действующая при отказе селективнойзащиты линии.

Вкачестве второй ступени должна применяться защита oт повышениянапряжения нулевой последовательности, действующая с выдержкойвремени 0,5-0,7 с на отключение секции или системы шин,трансформатора, подстанции в целом.

7.7.8. Торфяныеэлектроустановки до 1 кВ, получающие питание от трансформатора сизолированной нейтралью, должны иметь защиту от замыкания на землюс мгновенным отключением установки в случае однофазного замыканияназемлю.

Подстанции

7.7.9. Стационарныетрансформаторные подстанции (в том числе столбовые), применяемые научастках добычи торфа, должны состоять из комплектных блоков,допускающих многократный монтаж и демонтаж. Эти подстанции должныиметь исполнение для наружной установки. Аппаратуру до 1 кВ следуетустанавливать в металлических шкафах.

7.7.10. Территориястационарной трансформаторной подстанции (в том числе столбовой)должна быть ограждена забором высотой 1,8-2,0 м. Ограждение можетбыть выполнено из колючей проволоки.

Ворота ограждения должныбыть снабжены замком. На них должен быть повешен предупреждающийплакат.

Источник: http://docs.cntd.ru/document/1200001652

Вечный спор — зануление и заземление

Очень много споров и обсуждений возникает на тему заземления и зануления, а также целесообразности применения этих систем в различных установках. Как раз разницу между этими двумя системами безопасности необходимо знать и понимать для избежания в последующем опасных ситуаций. Основная проблема, как правило, заключается в том, что не все до конца понимают, чем отличается зануление от заземления, но мы попытаемся разобраться в этом.

Зануление

С ПУЭ (правила эксплуатации электроустановок) известно, что по мерам электробезопасности электроустановки (до 1000 Вольт) разделяют на системы, в которых нейтраль (нулевой проводник) глухо заземлена, и где нейтраль изолирована.

При глухо заземленной нейтрали нулевую точку трансформатора или генератора соединяют с заземляющим устройством напрямую или через очень малое сопротивление:

С изолированной нейтралью – схема не подключается к заземляющим элементам или подключается через большое сопротивление и будет иметь такой вид:

Проводник, который выполняет роль рабочего нулевого и защитного проводника обозначается на схеме PEN. Схема показана ниже:

Итак, согласно ПУЭ, занулением в электрических установках называют соединение частей этой установки, которые в нормальном состоянии не находятся под напряжением (например корпус электроприбора) с глухозаземленной нейтралью генераторов или трансформаторов в сетях трехфазных, с выводами источников однофазных токов, которые глухо заземлены, а также с средними точками в цепях постоянного напряжения, которые также глухозаземленной. В данном типе соединений запрещено последовательное соединение элементов защиты – все устройства должны подключатся к защитной шине ПАРАЛЛЕЛЬНО:

Это правильное крепление защиты

Такой вариант недопустим, так как при отключении рабочего нуля 2, корпус прибора может оказаться под напряжением, относительно земли. Если произойдет обрыв «нуля», то в таком случае весь потенциал сети будет на корпусе устройства, что небезопасно.

Если соединению подлежат несколько устройств, то защитный провод каждого прибора выводится отдельно и крепится к общей нулевой шине. Также в защитной цепи не должно быть никаких коммутирующих устройств (автоматы, рубильники, разъединители и так далее).

Заземление

Согласно того же ПУЭ заземлением является соединение частей электроустановки с заземляющим устройством с целью предотвращения поражения электричеством людей и животных. Этот проводник имеет маркировку PE. Главным отличием от зануления здесь будет то, что при заземлении, как правило, используют отдельный контур заземления, а не заземленную нейтраль трансформатора (генератора):

Где 1 – фаза, 2 – нейтраль, 3 – заземление защитное. Эта система заземления полностью независима от нулевого проводника сети и часто применяется в системах с изолированной нейтралью. Такие схемы часто применяются в жилых домах для подключения защитного заземления к бытовым электроприборам

Подключение бытовых устройств к заземлению

Если ваше устройство имеет три клеммы подключения (фаза, нейтраль, заземление) как показано ниже:

Но в вашей квартире или доме отсутствует заземляющий проводник, то совмещение функций нулевого рабочего и защитного проводников ЗАПРЕЩЕНЫ  ПУЭ пунктом 1.7.132., то есть запрещено ставить перемычку между нулем и заземлителем:

Это обусловлено тем, что при потере соединения точки 2 с защитным нулем PEN корпус устройства окажется под потенциалом сети, а также если в случае выполнения каких-то ремонтных работ фаза и ноль будут перепутаны местами – то вы получаете гарантированное напряжение на корпусе вашего прибора, что делает его опасным для окружающих.

Провод защитного заземления имеет желто-зеленую изоляцию:

Поэтому если возникает необходимость подключить защитное заземление для однофазной цепи, то необходимо иметь отдельный защитный проводник. Если у вас его нет, то не стоит экспериментировать, а лучше позвать профессионального электрика, который сможет правильно подключить ваше электрооборудование.

Источник: https://elenergi.ru/vechnyj-spor-zanulenie-i-zazemlenie.html

Глухозаземленная нейтраль: принцип действия, устройство, схемы

В подавляющем большинстве электросетей (до 1 кВ) применяется глухозаземленная нейтраль, поскольку такое исполнение наиболее оптимально для действующих требований электробезопасности. Учитывая распространенность этой схемы заземления нейтрали, имеет смысл подробно ознакомиться с ее устройством, принципом работы и техническими особенностями, а также основными требованиями ПУЭ к электроустановкам до 1 кВ.

Что такое глухозаземленная нейтраль?

Начнем с определения нейтрали, в электротехнике под этим термином подразумевается точка в месте соединения всех фазных обмоток трансформаторов и генераторов, когда применяется тип подключения «Звезда». Соответственно, при включении «Треугольником» нейтрали быть не может.

Включение обмоток: а) «звездой»; б) «треугольником»

Если нейтраль обмоток генератора или трансформатора заземлить, то такая система получит название глухозаземленной, с ее организацией можно ознакомиться ниже.

Рис. 2. Сеть с глухозаземленной нейтралью

Устройство сетей с голухозаземленной нейтралью

Как видно из рисунка 2, характерной особенностью электросетей TN типа является заземление нейтрали. Заметим, что в данном случае речь идет не о защитном заземлении, а о рабочем соединении между нейтралью и заземляющим контуром.

Согласно действующим нормам, максимальное сопротивление такого соединения — 4-е Ома (для сетей 0,4 кВ).

При этом нулевой провод, идущий от глухозаземленной средней точки, должен сохранять свою целостность, то есть, не коммутироваться и не оборудоваться защитными устройствами, например, предохранителями или автоматическими выключателями.

В ВЛ до 1-го кВ, используемых в системах с глухозаземленной нейтралью, нулевые провода прокладываются на опорах, как и фазные. В местах, где делается отвод от ЛЭП, а также через каждые 200,0 метров магистрали, положено повторно заземлять нулевые линии.

Пример устройства сети TN-C-S

Если от трансформаторных подстанций отводятся кабели к потребителю, то при использовании схемы с глухозаземленной нейтралью, длина такой магистрали не может превышать 200,0 метров. На вводных РУ также следует подключать шину РЕ к контуру заземления, что касается нулевого провода, то необходимость в его подключении к «земле» зависит от схемы исполнения.

Технические особенности

В данной системе, где используется общая средняя точка, помимо межфазного присутствует и фазное напряжение. Последнее образуется между рабочим нулем и линейными проводами. Наглядно отличие первого от второго продемонстрировано ниже.

Разница между фазным и линейным напряжением

Разность потенциалов UF1, UF2 и UF3 принято называть фазными, а величины UL1, UL2 и UL3 – линейными или межфазными. Характерно, что UL превышает UF примерно в 1,72 раза.

В идеально сбалансированной сети трехфазного электрического тока должны выполняться поддерживаться следующие соотношения:

UF1= UF2=UF3;

UL1=UL2=UL3.

На практике добиться такого результата невозможно по ряду причин, например из-за неравномерной нагрузки, токов утечки, плохой изоляции фазных проводников и т.д. Когда нейтраль заземлена, дисбаланс линейных и фазных характеристик энергосистемы существенно снижается, то есть, рабочий ноль позволяет выравнивать потенциалы.

Обрыв нулевого провода считается серьезной аварией, которая с большой вероятностью приведет к нарушению симметрии нагрузки, более известной под термином «перекос фаз». В таких случаях в сетях однофазных потребителей произойдет резкое увеличение амплитуды электрического тока, что с большой вероятностью выведет из строя оборудование, рассчитанное на напряжение 220 В. Получить более подробную информацию о перекосе фаз и способах защиты от него, можно на страницах нашего сайта.

Принцип действия сетей с глухозаземленной нейтралью

Теперь рассмотрим подробно, с какой целью заземляется нейтраль и как подобная реализация обеспечивает должный уровень электробезопасности, для этого перечислим обстоятельства, которые могут привести к поражению электротоком:

• Непосредственное прикосновение к токоведущим элементам. В данном случае никакое заземление не поможет. Необходимо ограничивать доступ к таким участкам и быть внимательным при приближении к ним.
• Образование зон с шаговым напряжением в результате аварий на ВЛ или других видах электрохозяйства.
• Повреждения внутренней изоляции может привести к «пробою» на корпус электроустановки, то есть, на нем появляется опасное для жизни напряжение.
• В результате нарушения электроизоляции токоведущих линий под напряжением могут оказаться кабельные каналы, короба и другие металлические конструкции, используемые при трассировке.

В идеале между нейтралью и землей разность потенциалов должна стремиться к нулю. Подключение к заземляющему контуру на вводе потребителя существенно способствует выполнению этого условия, в тех случаях, когда ТП находится на значительном удалении. При правильной организации заземления такая особенность может спасти человеческую жизнь, как минимум, в двух последних случаях из указанного выше списка.

Чтобы избежать пагубного воздействия электротока необходимо заземлять корпуса электроприборов, а также и других металлических частей электроустановок зданий. Это приведет к тому, что при «пробое» возникнет замыкание фазы на землю. В результате произойдет автоматическое отключение снабжения питанием электроприемников, вызванное срабатыванием устройства защиты от токов КЗ.

Даже если защита не сработает, а кто-либо прикоснется к металлическому элементу, все равно ток будет течь по заземляющему проводнику, поскольку в этой цепи будет меньшее сопротивление.

Движение тока при КЗ на корпус

Говоря о принципе работы защиты заземленной нейтрали нельзя не отметить быстрый выход в аварийный режим, когда один из фазных проводов замыкается на шину PEN. По сути, это КЗ на нейтраль, следствием которого является резкое возрастание тока, приводящее к защитному отключению энергоустановки или проблемного участка цепи.

При определенных условиях можно даже организовать защиту от образования опасных зон с шаговым напряжением. Для этого на пол в потенциально опасном помещении стелют (если необходимо, то замуровывают в бетон) металлическую сеть, подключенную к общему заземляющему контуру.

Отличия глухозаземленной нейтрали от изолированной

Чтобы дать объяснить различие необходимо, кратко рассказать об основных особенностях изолированной нейтрали, пример такого исполнения приведен ниже.

Рис. 6. Электроустановка с изолированной нейтралью

Как видно из рисунка при данном способе нейтраль изолирована от контура заземления (в случае соединения обмоток «треугольником» она вообще отсутствует), поэтому открытые проводящие части (далее по тексту ОПЧ) электроустановок заземляются независимо от сети.

Основное преимущество такой системы заключается в том, что при первом однофазном замыкании можно не производить защитное отключение. Это несомненный плюс для высоковольтных линий, поскольку обеспечивается более высокая надежность электроснабжения.

К сожалению, такой режим заземления не удовлетворяет требования электробезопасности для сетей конечных потребителей.

Низкий уровень электробезопасности основной, но не единственный недостаток изолированной нейтрали, с их полным списком, а также другими особенностями этой схемы электроснабжения, можно ознакомиться на нашем сайте.

Системы TN и её подсистемы

Начнем с аббревиатуры. Первые две буквы характеризуют вариант исполнения заземления для нейтрали и ОПЧ соответственно. Варианты для первой литеры:

• T (от англ. terra — земля) — обозначает глухозаземленную нейтраль.
• I (от англ. isolate — изолировать) – указывает, что соединение с «землей» отсутствует.

Варианты вторых литер говорят об исполнении заземления ОПЧ: N или Т, используется глухозаземленная нейтраль или независимый контур, соответственно.

Сейчас практикуется три схемы нейтрали:

1. Эффективное заземление обозначается, как ТТ. Особенность такой схемы заключается в том, что глухозаземленный вывод (N)считается рабочим проводом, а для защиты используется собственный заземляющий проводник (РЕ).Схема заземления ТТ
2. Изолированная нейтраль (принятое обозначение IT), схема системы была представлена выше на рис. 6.
3. Вариант TN (глухозаземленное исполнение).

У последнего варианта исполнения есть три подвида:

• Совмещенный вариант, принятое обозначение TN-С. У данного подвида защитный нуль соединен с нейтральным проводом, что не обеспечивает должного уровня электробезопасности. При обрыве РЕ+N защитное зануление становится бесполезным. Это основная причина, по которой от системы TN-C постепенно отказываются.Схема заземления TN-С
• Вариант TN-S, нулевой и защитный проводники проложены раздельно. Такая схема наиболее безопасна, но для нее требуется использовать не 4-х, а 5-ти жильный кабель, что повышает стоимость реализации.Схема заземления TN-S
• Подсистема, совмещающая в себе два предыдущих варианта – TN-C-S. От подстанции до ввода потребителя идет один провод, в РУ он подключается к шинам PE, N и заземляющему контуру. Такая подсистема заземленной нейтрали сейчас наиболее распространена.Схема заземления TN-C-S

Требования ПУЭ

В Правилах нормам и требованиям к глухозаземленной посвящена глава 1.7, приведем наиболее значимые выдержки из нее:

• Для подключения нейтрали к контуру заземления необходимо использовать специальный проводник.
• При выборе места под заземляющее устройство следует исходить из минимально допустимого расстояния между ним и нейтралью.
• Если в качестве заземления используется жб конструкция фундамента, то к его армирующему основанию следует подключаться не менее чем в 2-х точках, это гарантирует наиболее эффективную защиту.
• Сопротивление заземляющего проводника для трехфазной цепи электрической сети 0,4 кВ имеет ограничение 4-е Ома. В исключительных случаях эта норма может быть пересмотрена исходя из характеристик грунта.
• В линии глухозаземленной нейтрали запрещено устанавливать предохранители, защитные устройства и другие элементы, способные нарушить целостность проводника.
• Правилами предписывается обеспечить заземляющему проводнику надежную защиту от механических повреждений.
• ВЛ должна быть оборудована дублирующими заземлителями, они устанавливаются в начале и конце линии, на отводах, а также через каждые 200 м.
• Дублирующее заземление должно выполняться и на вводе потребителя и обязательно указываться в схеме щитка ВРУ.
• При организации бытовых однофазных сетей от ВРУ должна выполняться разводка тремя проводами, один из которых фаза, второй – ноль (N) и третий – защитный (РЕ).
• Скорость срабатывания защитных автоматов, установленных в однофазных сетях с глухозаземленной нейтралью, не должна быть продолжительней 0,40 сек.

Источник: https://www.asutpp.ru/gluhozazemlennaja-nejtral.html

Кратко об электробезопасности

(Электротехнический справочник. Том 1. Общие вопросы. Электротехнические материалы. Москва. Энергия. 1980 г.)

Основные понятия и определения

Электробезопасность – система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от опасного и вредного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и электростатических разрядов.

Организационные мероприятия по электробезопасности – правильная организация и внедрение безопасных методов работ; обучение и инструктаж электротехнического персонала; контроль и надзор за выполнением правил техники безопасности, приемов работы; механизация и автоматизация технологических процессов.

Технические мероприятия по электробезопасности – обеспечение нормальных метеорологических условий в рабочей зоне, нормированной освещенности, применение необходимых защитных мер и средств; применение безопасных ручных электрических машин (электроинструмента), а также ограждений, блокировок коммутационных электроаппаратов, контрольно-измерительных приборов, спецодежды, спецобуви идр*.

Травма, вызванная воздействием на организм электрического тока или электрической дуги, называется электротравмой.

Электротравмы возможны в результате непосредственного контакта человека с токоведущими частями электроустановки, а также в случаях прикосновения к металлическим конструктивным нетоковедущим частям электрооборудования, изоляция которого нарушена и имеет место замыкание токоведущих частей на корпус.

Прикосновение человека к токоведущим частям электроустановки может быть двухфазным (двухполюсным) и однофазным (однополюсным).

Электрическим замыканием на землю называется случайное электрическое соединение токоведущей части электроустановки непосредственно с землей, нетоковедущими проводящими конструкциями или предметами, не изолированными от земли.

Зона растекания тока замыкания на землю – зона, за пределами которой электрический потенциал, обусловленный токами замыкания, может быть условно принят равным нулю.

Напряжением относительно земли при замыкании на корпус называется разность потенциалов между этим корпусом и зоной нулевого потенциала.

В отношении воздействия на человека различают значения тока:

пороговый ощутимый ток – наименьшее значение ощутимого тока;

пороговый неотпускающий ток – наименьшее значение неотпускающего тока;

пороговый фибрилляционный ток – наименьшее значение фибрилляционного тока.

Напряжение прикосновения – напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.

Напряжение шага – напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых стоит человек (на земле, на полу и т. д.).

Заземление – преднамеренное электрическое соединение с заземляющим устройством частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением.

Малое напряжение – номинальное напряжение не более 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током.

Воздействие электрического тока на организм человека

Электрический ток, проходя через тело человека, производит тепловое, химическое и биологическое воздействие, тем самым нарушая нормальную жизнедеятельность.

Химическое действие тока ведет к электролизу крови и других содержащихся в организме растворов, что приводит к изменению их химического состава и, следовательно, к нарушению их функций.

Биологическое действие электрического тока проявляется в опасном возбуждении живых клеток организма, в частности, нервных клеток и всей нервной системы. Такое возбуждение может сопровождаться судорогами, явлениями паралича.

В ряде случаев возможен паралич дыхательного аппарата (паралич мышц грудной клетки) и паралич сердца (мышц желудочков сердца), являющийся причиной смертельного исхода.

Прекращение работы сердца под действием электрического тока может быть в результате непосредственного действия тока на сердечную мышцу, когда ток проходит через область сердца, или рефлекторным – вследствие нарушения функции центральной нервной системы.

Степень поражения человека и тяжесть электрического удара зависят главным образом от значения тока, проходящего через тело человека, пути тока в теле человека и длительности его прохождения.

Зависимость допустимых для человека значений токов от продолжительности воздействия приведена на рисунке.

Допустимые для человека значения тока в зависимости от продолжительности воздействия

1 – переменный ток 50 Гц;
2 – постоянный ток.

Классификация электроустановок

Электроустановки в отношении мер безопасности разделяются на:

1. электроустановки напряжением выше 1000 В с глухозаземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю);
2. электроустановки напряжением выше1000 В с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю);
3. электроустановки напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью;
4. электроустановки напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью.

Электромашинными помещениями (ЭМП) называются помещения, в которых совместно могут быть установлены электрические генераторы, вращающиеся или статические преобразователи, электродвигатели, трансформаторы, распределительные устройства, щиты и пульты управления, а также относящееся к ним вспомогательное оборудование, обслуживание которых производится специальным электротехническим персоналом. Общие требования к ЭМП изложены в Правилах устройства электроустановок.

В отношении опасности поражения людей электрическим током все помещения (в том числе и электропомещения) разделяются на следующие виды:

1. помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность: сырости или проводящей пыли, токопроводящих полов (металлических, земляных, железобетонных, кирпичных и т. п.), высокой температуры, возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т. п. с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой;
2. особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность: особой сырости; химически активной среды; одновременного наличия двух или более условий повышенной опасности (п. «1»);
3. помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную опасность и особую опасность (п. «1» и «2»).

В зависимости от назначения устройства и характера окружающей среды следует применять напряжения согласно таблицы:

Напряжение, В Область применения

12	Для ручных светильников я электрифицированного ручного инструмента – в помещениях, особо опасных
36 и 42	Для тех же целей – в помещениях с повышенной опасностью, а также для стационарных светильников, подвешенных ниже 2,5 м над полом – в помещениях особо опасных и с повышенной опасностью.
65	Для сварочных работ.
220	Для стационарных осветительных установок.
220, 380, 660	Для электропривода и других технических целей.

В производственных помещениях допускается применение напряжения до 1000 В при условии, что электрооборудование имеет защищенное исполнение. Применение напряжения выше 1000 В допускается, если оборудование имеет закрытое исполнение или специальные ограждения, для снятия которых необходим инструмент, или при снятии ограждений автоматически снимается напряжение с токоведущих частей.

Если у Вас остались вопросы – обращайтесь к нам, в авторизованный сервисный центр «Эл Ко-сервис».

Мы всегда рады помочь в установке приобретенной Вами техники.

Если у Вас возникли проблемы при эксплуатации стиральной или посудомоечной машины (плиты, духовки, накопительного или проточного водонагревателя, холодильника) – мы всегда рады помочь в решении возникших у Вас проблем.

Инженерно-технический отдел авторизованного сервисного центра «Эл Ко-сервис»

Источник: http://www.elko-service.ru/about_el_kratko.htm

Основные понятия электрических сетей: номинальные напряжения, режимы работы нейтрали

На отечественных электростанциях вырабатывается электроэнергия трехфазного переменного тока частотой 50 Гц. Постоянный ток получают в основном от преобразователей, поэтому энергия постоянного тока всегда дороже энергии переменного тока на величину стоимости преобразования.

Для достижения наилучших технических и экономических показателей работы и обеспечения потребителей электроэнергией электростанции объединяют в энергосистемы (районные, объединенные и др.)

Производство электроэнергии в зависимости от применяемых генераторов, передача и распределение в зависимости от величин передаваемых мощностей и расстояний, на которые они передаются, использование электроэнергии в зависимости от применяемых электроприемников осуществляются на различных номинальных напряжениях.

Под номинальным напряжением генераторов, трансформаторов, линий электропередачи, электроприемников понимается напряжение, на которое они рассчитаны в нормальных длительных условиях работы, сопровождающихся наивысшими технико-экономическими показателями.

По признаку напряжения все электроустановки подразделяются на две группы: до 1 кВ и выше 1 кВ.

Для согласования работы всех электроустановок энергосистем, систем электроснабжения — от генераторов станций и до электроприемников — номинальные напряжения стандартизированы. Величины номинальных напряжений для электроустановок до 1 кВ приведены в табл. 1.1, в табл. 1.2 — для электроустановок выше 1 кВ. Для источников и преобразователей указаны междуфазные напряжения трехфазного тока.

ГОСТ 21128-83 для специальных целей предусматривает применение дополнительных номинальных напряжений, например, для электрических сетей и приемников тока: 24, 42, 127 В.

Шкала номинальных напряжений определяется уровнем развития народного хозяйства и с течением времени корректируется. Так, в последних ГОСТах введены напряжения 0,66 и 20 кВ, которые для питания крупных узлов нагрузок и электроприемников более экономичны, чем напряжения 0,38 и 10 кВ.

Передача больших мощностей на значительное расстояние обусловила необходимость использования высоких и сверхвысоких напряжений (500, 750, 1150 кВ).

На электростанциях электрическая энергия производится на напряжении (3,15); (6,3); 10,5; 21 кВ. Эти номинальные напряжения называются генераторными.

Номинальные напряжения вторичных обмоток трансформаторов, питающих электрические сети, и номинальные напряжения генераторов на 5 10 % выше номинальных напряжений сети. Это предусмотрено с целью компенсировать потери напряжения в линиях и трансформаторах.

Важным при работе электрической сети является режим ее нейтрали, а также возможность иметь линейные (междуфазные) и фазные напряжения для электроприемников до 1 кВ.

Под нейтралью электрической сети понимается совокупность нейтральных точек обмоток трансформатора (нулевой потенциал обмоток, соединенных в звезду) и соединяющих их проводников. Нейтраль может быть изолирована от земли, соединена с землей через активные или реактивные сопротивления, а также глухо заземленной.

Выбор режима работы нейтрали

Выбор режима работы нейтрали определяется надежностью и экономичностью работы электроустановок, безопасностью их обслуживания. Электроустановки напряжением до 1 кВ выполняются с изолированной или глухозаземленной нейтралью.

Глухое заземление нейтрали может выполняться на напряжении 220/ 127, 380/220, реже — 660/380 В. Нулевой провод в четырехпроводной сети обеспечивает равенство фазных напряжений при неравномерной загрузке фаз от однофазных электроприемников.

Трехфазные сети с заземленной нейтралью позволяют питать совместно трех- и однофазные нагрузки, например, трехфазные — на линейном напряжении 380 В, однофазные — на фазном напряжении 220 В.

: Установки с изолированной нейтралью применяются в условиях с повышенными требованиями к безопасности (торфяные разработки, угольные шахты, передвижные электроустановки), Электроустановки напряжением выше 1 кВ по виду режима нейтрали подразделяются на: электроустановки в сетях с эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю); в сетях с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю).

В электрических сетях напряжением 110 кВ и выше используется эффективное заземление нейтрали.

Электрической сетью с эффективно заземленной нейтралью называется трехфазная электрическая сеть выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4. Коэффициентом замыкания на землю называется отношение разности потенциалов между неповрежденной фазой и землей в точке замыкания на землю другой (или двух других) фазы к разности потенциалов между фазой и землей в этой точке до замыкания.

Электрические сети напряжением 6—35 кВ выполняются с изолированной или компенсированной, т.е. соединенной, например, через индуктивность (дугогасящую катушку), нейтралью.

В сетях с изолированной нейтралью при замыкании на землю через место повреждения будут проходить емкостные токи, обусловленные напряжением и емкостью неповрежденных фаз.

Включение в нейтраль активных или реактивных сопротивлений вызвано необходимостью ограничения емкостных токов на землю.

Так, эти токи не должны превышать в нормальных режимах: в сетях 3—20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях, и во всех сетях 35 кВ — 10 А; в сетях, не имеющих железобетонных и металлических опор на воздушных линиях: при напряжении 3—6 кВ — 30 А, при 10 кВ — 20 А, при 15—20 кВ — 15 А.

Особенности сетей с изолированной нейтралью

1. При неравномерной загрузке фаз трехпроводной электрической сети имеет место напряжение смещения нейтрали, при этом каждая из фаз будет находиться под напряжением, отличным от фазного. Особенно это важно учитывать для сетей напряжением до 1 кВ.
2. Замыкание одной фазы на землю считается не аварийным, а лишь анормальным режимом.

   При его возникновении сеть и поврежденная линия могут оставаться включенными и в течение некоторого времени продолжать работу. Замыкание на землю практически не влияет на систему междуфазных напряжений и режим работы электроприемников. Таким образом увеличивается надежность электроснабжения потребителей.

3. При замыкании на землю одной фазы напряжение двух других фаз относительно земли увеличивается в л/3 раз.

   В связи с этим изоляция всех фаз предусмотрена на линейное напряжение. При напряжении до 35 кВ это не вызывает существенного удорожания сети.

4. При больших токах однофазного замыкания дуга в месте короткого замыкания устойчиво и длительно горит, вызывая перенапряжения, опасные для изоляции неповрежденных фаз, и переход однофазного короткого замыкания в междуфазное.

При глухом заземлении нейтрали всякое замыкание одной фазы на землю является однофазным коротким замыканием и должно привести к срабатыванию защитных аппаратов, отключающих поврежденный участок от сети.

Системы электроснабжения сооружаются на нескольких напряжениях. Критерием оптимально принятой системы электроснабжения служит минимум приведенных затрат на ее сооружение и последующую эксплуатацию. Затраты на сооружение системы электроснабжения во многом определяются количеством трансформаций напряжения и используемыми номинальными напряжениями. Обычно в системах электроснабжения применяется 2— 3 трансформации напряжения.

Источник: https://pue8.ru/elektricheskie-seti/30-nominalnye-napryazheniya-i-rezhim-neytrali-seti.html