Неутрално е Определение, устройство и предназначение

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Електроенергетиката е сложен индустриален комплекс, който се състои от много компоненти. За да може всеки елемент да работи правилно и да изпълнява своите задачи, е необходимо точно познаване и разбиране на физическите процеси, които протичат в енергийното оборудване. Някои от тях са лесни за обяснение, затова ви предлагаме да се запознаете с понятието "неутрален".

Общо предназначение на неутралния проводник в намотките на трансформатора

Неутралното е често срещано свързване на проводник с нулева точка в трифазни трансформатори или генератори. В момента има 4 основни типа закрепване с нулева точка:

1. Изолиран. Този тип се характеризира с липсата на неутрален. Основната схема на свързване за представената мрежа е триъгълник. При еднофазни земни съединения в работните фази те не усещат промени в консумацията на енергия. Този тип се използва в разпределителните мрежи.6-35 kV.
2. Резонансът е заземен. Тази опция включва използването на заземяване на нулевата точка на намотките на трансформатора или генератора чрез потискащи дъга намотки или реактори (DGK, DGR). Наличието на специализирано оборудване компенсира нарастващото ниво на тока, избягвайки по-сложни междуфазни повреди.
3. Дълбоко земен. Най-често срещаният тип неутрал, използван в домашни мрежи. Намотването на трансформаторите от долната страна се извършва в отворена звезда, а неутралната точка е заземена през заземителния контур на трансформатора или трансформаторната подстанция. В случай на повреда в линията или еднофазно късо съединение се създава потенциал спрямо земята, който активира защитата, която изключва линията.
4. Ефективно заземен. Един вид заземена неутрала, която се използва във високоволтови мрежи от 110 kV и повече. Нулевата точка на силови трансформатори и потенциалът за повреда се извеждат на земята. За повишаване на ефективността на защитите се използва допълнително оборудване - едноколонен неутрален заземител (ZON). Позицията на превключващото устройство се определя от инструкциите за режима. За разпределителни мрежи от 6-35 kV се използва заземяване чрез резистор с ниско съпротивление.

Видове свързване на намотките на силови трансформатори

Както беше отбелязано по-горе, неутралата е връзката на неутралния проводник на трифазен силови трансформатор или генератор. За да определите вида на заземяването, това е достатъчноразгледайте схемата на енергийното оборудване. За изолирана неутрала схемата е триъгълник.

Останалите опции се реализират чрез заземяване на неутралния проводник към земята, DHA, резистор с ниско съпротивление. Последните се използват главно в подстанции, които преобразуват електрическата енергия с високо напрежение в ниско, потребителска. Схематична диаграма - звезда.

Изолирана неутрала в електрически мрежи

Използва се в разпределителни мрежи 6-35 kV. По отношение на физическите прояви на изолирана неутрала, напрежението се повишава до линейно. Основната цел на този тип е свързана със следните точки:

1. Мрежата не се изключва, тя продължава да работи. Потребителите на фази без верига използват еднофазни домакински уреди, докато линията не бъде изключена. Няма дисбаланс на напрежението в мрежи 0,4 kV, в мрежи 6-35 той нараства до линеен.
2. Изграждането на такива мрежи е многократно по-евтино за поддръжка, което ви позволява да спестите значителни средства за разпределение на електрическа енергия.
3. Висока надеждност, особено на въздушни електропроводи. Падането на клона няма да изключи фидера и ще гарантира неговата производителност.

Основните недостатъци на изолираните мрежи са:

1. При еднофазно късо съединение мрежата продължава да работи, защитите не работят, което понякога води до аварии с населението.
2. Наличието на ферорезонансни процеси и поява на реактивна мощност, което влошава качествотоелектрическа енергия.

Резистор и напрежение от 110 kV и повече: как се изпълнява нулевата точка?

Ефективното заземяване е специален вид нулев проводник, свързан към специализирано оборудване, което се използва в електрически инсталации над 1 kV. За разпределителните мрежи се използва вариант със заземяване чрез резистори с ниско съпротивление, което осигурява изключване на линията в случай на еднофазна земна повреда без забавяне във времето.

Линии за високо напрежение от 110 kV и повече също използват представения тип неутрален, който осигурява бърза реакция на защитите. За да се увеличи чувствителността на работата на „реле“, всеки силови трансформатор има специално оборудване ZON. Едноколонното неутрално заземяване също осигурява защита от претоварване.

Заземяване чрез резистори с ниско съпротивление

Използването на резистори с ниско съпротивление се счита за идеално решение за безопасността на хората в разпределителните мрежи, както и за поддържане на изолацията на кабелните линии. Изпълнението на защитата включва привеждане на нулевата точка до специализирано оборудване, което е с по-ниско омично съпротивление и дава сигнал за изключване на линията. Захранващото устройство се изключва с минимално време закъснение, което е едно от предимствата. Други включват:

• Първо, това е неутрален, който, когато се появи "земята", точно определя повредената посока и изключва необходимоторед.
• Второ: няма нужда от допълнителни изчисления и съставяне на режимни карти с ограничени възможности за позвъняване на разпределителните мрежи.

Важни недостатъци на този тип заземяване:

1. Не е ефективно при високи токове на земни съединения, тъй като причинява проблеми в подстанциите, където са инсталирани резистори с ниско съпротивление.
2. Ниска ефективност на въздушни линии, както и на линии на дълги разстояния. В първия случай най-малкото приближаване на клони на дърветата ще доведе до изключване на захранващото устройство. Особено подходящо за потребители от 1 специална, 1 и 2 категории.
3. Допълнителни изключвания, които възникват поради неправилна работа на защитите (липса на автоматично повторно включване), предполага прекъсване на потреблението, материални загуби на захранващата организация.

Сляпо заземяване на силови трансформатори към земята

Всичко свързано с разпределителната мрежа 0,4 kV е неутрално с глуха заземяване. Представеният тип има специално място и роля по отношение на сигурността. Когато възникне късо съединение към земята, се задейства защита, по-специално PN-2 изгаря или машината се изключва. По отношение на такава мрежа се разработват и защити за окабеляване в къщи и апартаменти. Ярък пример е работата на RCD, което осигурява откриване на токове на утечка.

Основните предимства на този тип неутрални са:

1. Идеален за разпределение на електрическа енергия, поддържа домакинството и специализираноеднофазно/трифазно оборудване.
2. Защитната верига не изисква специализирано и скъпо оборудване. Технически средства като предпазители или прекъсвачи могат лесно да се справят с късо съединение към масата.

Недостатъците включват:

1. Защитите са нечувствителни към късо съединение на дълги разстояния. Необходимо е точно да се изчисли омичното съпротивление на веригата фаза-нула и правилният избор на прекъсвачи или предпазители.
2. Изключване не се случва, ако няма земно съединение. Това представлява опасност за хората, която се коригира чрез използването на изолирани проводници.

Резонансно заземени или компенсирани неутрали

Резонансно заземените неутрали се използват основно в разпределителните мрежи с напрежение 6-35 kV, където схемата на свързване се осъществява чрез кабелни линии. Свързването на нулевата точка се осъществява чрез специално бутало или регулируеми трансформатори RUOM. Такава система ви позволява да определите индуктивността в мрежата по време на еднофазно късо съединение, което осигурява компенсация за текущото ниво.

Този тип неутрал намалява риска от злополука, преход на еднофазно късо съединение към междуфазно. Предимствата за напрежение 6-35 kV са:

Основното предимство е свързано с предназначението на оборудването. Висока степен на защита на изолацията на кабелните линии с правилна настройка

Недостатъците на мрежата с този тип неутрални са:

1. Трудно се настройва. Може да възникне недостатъчна или свръхкомпенсация,което ще попречи на правилното използване на оборудването. За подравняване е необходимо да се изчисли индуктивността на токовете в зависимост от дължината на линията, мощността на трансформаторите. В случай на смяна на схемата или добавяне на енергийно оборудване, плунжерните трансформатори не винаги се справят със задачите.
2. Неправилно конфигурирано оборудване и голямото износване на кабелните линии водят до верижна реакция, която включва повреда на няколко слаби участъци от мрежата.
3. Увеличаване на техническите загуби, възникващи по време на работа, както и проблеми със сигурността. Текущата компенсация в подстанцията се осъществява по отношение на земята.
4. Невъзможност да се определи линията, където е възникнало късото съединение. Процесът на избор на фидер със "земя" се извършва чрез сравнение на хармонични токове, което не винаги се счита за ефективно средство за получаване на надеждна информация.

Неутрален проводник и намотка за гасене на дъга, реактор

Разликата в резонансната заземена неутрала е свързана с използваното оборудване. Както беше отбелязано по-горе, нулевата точка може да бъде разположена върху бутална дъгогасителна намотка или върху регулируем реактор. Основните разлики са свързани със следните точки:

1. DGK поема компенсация чрез настроена система от бутални трансформатори. Настройката се осъществява чрез изчисления на реална мрежа от услугата за релейна защита. Когато възникне земно съединение, токовете се компенсират въз основа на индуктивността. Процесът не е регулиран или коригиран, коетое неприятен момент в случай на поява на "земя" в няколко точки на различни линии.
2. DGR - по-модерно оборудване, което включва използването на автоматични системи за определяне на индуктивността на мрежата. Сред популярните опции са реактори тип RUOM с настройка на SAMUR. Внедряването на запитване в реално време гарантира работоспособност дори при множество земни повреди.

Независимо дали стабилно заземен или изолиран, всеки тип има своето място в днешната енергийна индустрия. А познаването на характеристиките ще ви позволи да се справите с физическата същност на проблема.