Изолированная нейтраль

Вопрос 13. Режимы нейтрали в сетях 6(10)-35кВ (ПУЭ). Преимущества и недостатки.

Способ заземления нейтрали сети определяет:

· ток в месте повреждения и перенапряжения на неповрежденных фазах при однофазном замыкании;

· схему построения релейной защиты от замыканий на землю;

· уровень изоляции электрооборудования;

· выбор аппаратов для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений (ограничителей перенапряжений);

· бесперебойность электроснабжения;

· допустимое сопротивление контура заземления подстанции;

· безопасность персонала и электрооборудования при однофазных замыканиях.

Режимы заземления нейтрали в сетях 6-35 кВ.

В настоящее время в мировой практике используются следующие способы заземления нейтрали сетей среднего напряжения (термин «среднее напряжение» используется для сетей 3, 6, 10,20,35кВ):

1. Изолированная (незаземленная);

2. Компенсированная, резонансно – заземленная нейтраль (через дугогасящий реактор);

3. Компенсированная, заземленная через резистор (низкоомный или высокоомный).

В России, согласно п.1.2.16 последней редакции ПУЭ, введенных в действие с 1 января 2003 г., «...работа электрических сетей напряжением 3-35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор». Таким образом, сейчас в сетях 6-35 кВ в России формально разрешены к применению все принятые в мировой практике способы заземления нейтрали, кроме глухого заземления. Отметим, что, несмотря на это, в России имеется опыт применения глухого заземления нейтрали в некоторых сетях 35 кВ (например, кабельная сеть 35 кВ электроснабжения г. Кронштадта).

 

Изолированная нейтраль

При этом способе заземления нейтральная точка источника (генератора или трансформатора) не присоединена к контуру заземления. В распределительных сетях 6-10 кВ России обмотки питающих трансформаторов, как правило, соединяются в треугольник, поэтому нейтральная точка физически отсутствует.

ПУЭ ограничивает применение режима изолированной нейтрали в зависимости от тока однофазного замыкания на землю сети (емкостного тока). Компенсация тока однофазного замыкания на землю (использование дугогасящих реакторов) должна предусматриваться при емкостных токах:

· более 30 А при напряжении 3-6 кВ;

· более 20 А при напряжении 10 кВ;

· более 15 А при напряжении 15-20 кВ;

· более 10 А в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ;

· более 5 А в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков «генератор–трансформатор».

 

 

Вместо компенсации тока замыкания на землю может применяться заземлениенейтрали через резистор (резистивное) с соответствующим изменением логики действия релейной защиты. Исторически режим изолированнойнейтрали был первым режимом заземления нейтрали, использовавшимся в электроустановках среднего напряжения.

Его достоинствами являются:

· отсутствие необходимости в немедленном отключении первого однофазного замыкания на землю;

· малый ток в месте повреждения (при малой емкости сети на землю).

Малый ток однофазных замыканий на землю (ОЗЗ)- этонеоспоримое преимущество, т.к. позволяет:

• увеличить ресурс выключателей (поскольку однофазные замыкания достигают 90% от общего числа замыканий);
• снизить требования к заземляющим устройствам, определяемые условиями электробезопасности при однофазных замыканиях на землю.

Недостатками этого режима заземления нейтрали являются:

· возможность возникновения дуговых перенапряжений при перемежающемся характере дуги с малым током (единицы–десятки ампер) в месте однофазного замыкания на землюи приводящие к переходу однофазного замыкания в двух- и трехфазное;

• феррорезонансные явления, вызываемые кратковременными ОЗЗ;
• сложность построения селективных защит от ОЗЗ при изолированной нейтрали и их недостаточную работоспособность в сетях с различными режимами и конфигурацией.

· возможность возникновения многоместных повреждений (выход из строя нескольких электродвигателей, кабелей) из-за пробоев изоляции на других присоединениях, связанных с дуговыми перенапряжениями;

· возможность длительного воздействия на изоляцию дуговых перенапряжений, что ведет к накоплению в ней дефектов и снижению срока службы;

· необходимость выполнения изоляции электрооборудования относительно земли на линейное напряжение;

· сложность обнаружения места повреждения;

· опасность.

К достоинствам сети с изолированной нейтралью часто относят возможность продолжения ее работы при однофазном замыкании, что якобы повышает надежность электроснабжения потребителей. Такое утверждение по меньшей мере архаично. Опыт показывает, что в большинстве случаев однофазные замыкания из-за присущих сети недостатков быстро (если не мгновенно) переходят в двух- и трехфазныеи поврежденная линия всё равно отключается.