Принцип заземления трансформатора MV / LV
Давайте обсудим в деталях причины философии заземления, принятые для полюсных трансформаторных подстанций MV / LV, показанных на рисунке 0.
Анализ заземленного заземления трансформатора с заземлением (на фото: распределение по полюсу, кредит: ee.co.za)
Содержание:
- Подземное заземление
- Заземление MV
- Комбинированное заземление MV / LV
-
Отдельное заземление MV / LV
- MV электрод
- Электрод LV
- Основы трансформатора полюсов (VIDEO)
Рисунок 0 - Наземное заземление трансформатора MV / LV
Подземное заземление
Цель заземления системы LV заключается в следующем:
- Чтобы поддерживать потенциал нейтрали НН как можно ближе к потенциалу земли, таким образом, предполагаемые сенсорные напряжения во всех заземленных металлических частях оборудования
- Чтобы обеспечить обратный путь с низким импедансом для любых замыканий на землю LV
- Обеспечить работу защиты MV в случае неисправности обмотки (MV и LV) в трансформаторе.
Вернуться к анализу заземления ↑
Заземление MV
Ограничители перенапряжений линий MV подключены к трансформаторному резервуару, который, в свою очередь, заземлен через MV, заземляющий электрод. Это ограничивает напряжение между резервуаром и линиями до падения напряжения на разрядниках в случае всплеска.
В случае, если разрядники подключены отдельным проводником к земле, падение напряжения на резисторе также дополнительно появляется между линиями и резервуаром и вызывает отказ изоляции.
Вернуться к анализу заземления ↑
Комбинированное заземление MV / LV
Хотя теоретически возможно иметь комбинированное заземление на трансформаторе как для MV, так и для LV, такая практика может привести к небезопасным условиям в случае ошибки MV-LV. На рисунке 1 показана причина.
Рисунок 1 - Эквивалентная схема для комбинированного заземления MV / LV
Общий импеданс неисправности между обмоткой HV и MV (пренебрегая импедансом линии и импедансом утечки обмоток трансформатора) представляет собой сопротивление заземляющего заземления подстанции 10 Ω, значение сопротивления NGR (нейтральное заземление) и заземление MV / LV сопротивление электрода - 1 Ом.
Для системы 22 кВ (с напряжением от сети до заземления 12 700 В) ток течения:
I G = 12 700 / (10 + 35 + 1)
Где 35 Ом - это значение NGR (нейтральное заземление) для системы 22 кВ.
Это дает цифру 276 А. Этот ток приведет к появлению потенциала 276 В на баке трансформатора и через нейтральный провод к корпусам всего оборудования, подключенного в системе LV, к истинному потенциалу земли (это связано с тем, что в системах типа TN-CS, которые мы видели в последней главе, нейтральное и оборудование земля одно и то же).
Это значение недопустимо велико. Фактически, импеданс линии и трансформатора вступает в игру, и поэтому значение будет ограничено безопасными значениями. Поэтому использование комбинированного заземления MV и LV возможно только в том случае, если сопротивление заземления может поддерживаться ниже 1 Ω.
Вернуться к анализу заземления ↑
Отдельное заземление MV / LV
MV электрод
Ввиду сложности поддержания очень низкого комбинированного сопротивления грунта, полученного выше, код позволяет использовать отдельное заземление нейтрали НН от трансформатора. Единственной точкой соединения между системой низкого напряжения и трансформаторным баком является нейтральный разрядник низкого напряжения, заземляющий провод которого подключен к трансформаторному резервуару (см. Рисунок 2 ниже).
Рисунок 2 - Эквивалентная схема для отдельного заземления MV
Проблема с этим соединением заключается в том, что неисправность в трансформаторе (обмотка MV на сердечный отказ), приводящая к повышению напряжения, может привести к достаточному напряжению на землю, что приведет к сбою нейтрального компенсатора перенапряжения и передаче высокого напряжения в систему LV.
Предполагая, что максимальное напряжение LV 5000 В для выдерживания разрядников нейронных перенапряжений, повышение напряжения на сопротивлении заземляющего электрода MV не должно превышать это значение.
Для системы 22 кВ (с напряжением от сети до заземления 12 700 В) напряжение заземляющего электрода может быть рассчитано с использованием принципа разложения потенциалов следующим образом:
5000/12 700 = R m / (R m + 10 + 35)
где R m - сопротивление заземляющего электрода MV. Можно вычислить, что Rm может иметь значение 29 Ω, чтобы иметь возможность ограничить напряжение.
Для системы 11 кВ допустимо значение 100 Ом. Предел сопротивления электрода должен также учитывать ток замыкания на землю, чтобы реле защиты от замыкания на землю могло надежно работать, чтобы изолировать неисправность. Значение 30 Ω принимается за предел для систем заземленных электродов для всех систем MV. Стандартные конфигурации доступны в коде для 30 Ом электродов и могут использоваться в дизайне.
Вернуться к анализу заземления ↑
Электрод LV
Ожидается, что сопротивление электродов низкого напряжения должно обеспечивать достаточные токи повреждения для обнаружения. Так как при напряжении LV на нейтральное напряжение 240 В, предел сопротивления срабатывает до 2, 4 Ω при достижении тока замыкания на землю 100 A.
Однако с системой типа TN-CS все корпуса оборудования напрямую подключены к нейтрали на самом входе в сервисное отверстие, и, таким образом, поток тока вообще не связан с грунтом.
Таким образом, предел сопротивления заземления низкого напряжения определяется критериями получения достаточного тока повреждения, когда существует ошибка MV-LV, не включающая бак или сердечник (см. Рисунок 3).
Рисунок 3 - Эквивалентная схема для отдельного основания LV
Предполагая, что защита от замыканий на землю на землю составляет 40 А, сопротивление контура заземления может быть достигнуто до 318 Ом (12 700/40) для системы 22 кВ. Допустимое сопротивление заземляющего электрода составляет 273 Ом (после снятия значений NGR (нейтральное сопротивление заземления) и сопротивления заземления подстанции).
Если мы рассмотрим коэффициент безопасности 400%, максимальное значение сопротивления заземления НН можно принять за 68 Ом. Коэффициент безопасности гарантирует, что сезонные изменения удельного сопротивления грунта не окажут отрицательного влияния на работу защиты. Стандартные конфигурации доступны в коде для электродов на 70 Ом и могут использоваться в конструкции.
Вернуться к анализу заземления ↑
Полюсный трансформатор (ВИДЕО)
Очень простой, указывает компоненты и обсуждает текущий поток.
Вернуться к анализу заземления ↑
Ссылка: практическое заземление, склеивание, защита и защита от перенапряжений Г. Виджаярагаван, Марк Браун и Малькольм Барнс (купите бумажную копию из Amazon)