Выбор точки заземления
Обычно в заземленных и эффективно заземленных системах каждая доступная нейтральная точка заземлена. Отклонения от этого возникают, когда нейтральные точки трансформаторов остаются незаземленными.
Как выбрать точку заземления системы и что такое практика во всем мире (на фото: нейтральный заземляющий резистор, кредит: swedishneutral.se)
Это делается для ограничения максимального тока замыкания на землю, который может возникнуть при разумных значениях. В этих случаях нейтральная точка оснащена ограничителями перенапряжения. Это приемлемо только в том случае, если сеть во всех режимах работы по-прежнему может считаться эффективно заземленной (X0≤3X1).
Для других методов заземления это несколько сложнее.
Например, желание сохранить ток замыкания на землю более или менее постоянным, в то время как сеть всегда должна быть заземлена независимо от режима работы, дает противоречия и трудные варианты.
Содержание:
-
Выбор точки заземления системы
- Индивидуальное заземление в каждой нейтральной точке источников питания
- Общее заземление через нейтральную сборную шину
- Общее заземление через заземляющий трансформатор на сборной шине
-
Практика заземления во всем мире
- Напряжения свыше 100 кВ
- Напряжения от 25 до 100 кВ
- Напряжения от 1 до 25 кВ для распределения с или без прямого подключения генераторов
- Сеть генераторов
- Напряжение ниже 1 кВ
1. Индивидуальное заземление в каждой нейтральной точке источников питания
Когда в станции только несколько генераторов или трансформаторов, часто используются индивидуальные импедансы нейтральной точки. Таким образом, соединение нейтральной точки фиксируется без промежуточных соединительных устройств.
Когда используются только два источника питания, индивидуальные импедансы нейтральной точки предпочтительны для общего импеданса заземления.
Рисунок 1 - Заземление отдельной нейтральной точки с импедансами
Когда используется несколько источников питания, ток замыкания на землю увеличивается каждый раз при подключении источника питания и может достигать нежелательных значений. При сопротивлении заземления каждый резистор должен быть рассчитан на ток, достаточно высокий, чтобы удовлетворять работе релейного оборудования, когда он работает один.
Следовательно, общий ток замыкания на землю в нескольких агрегатах становится в несколько раз больше, чем требуется для удовлетворяющей функции реле. Таким образом, часто используется разъединитель, обеспечивающий разъединение резисторов, когда система находится в состоянии параллельного обслуживания.
Метод с индивидуальным заземлением обычно используется при сопротивлении и сопротивлении заземления, но его также можно использовать при высоком сопротивлении заземления. Для резонансного заземления метод очень непригоден.
Вместе с генераторами или двигателями множественное заземление может быть непригодным из-за опасности циркуляции токов третьей гармоники.
Вернуться к содержанию ↑
2. Общее заземление через нейтральную сборную шину
Когда на станции имеется более двух генераторов или трансформаторов, может быть предпочтительнее использовать только одно устройство с нейтральной точкой. Затем нейтральная точка каждого источника питания подключается через соединительное устройство, прерыватель или разъединитель к общей нейтральной шине, которая заземляется через резистор или реактор.
Эта компоновка поддерживает ток замыкания на землю при оптимальном размере, так как он никогда не должен превышать то, что необходимо для предотвращения перенапряжений или для обеспечения безопасной работы защиты реле. Всегда существует тот же ток замыкания на землю, который не зависит от условий обслуживания.
На рисунках 2 и 3 показаны два разных соединения с нейтральными точками.
Соединение №1
Сопротивление заземления нейтрали нейтрали генератора с нейтральной шиной и отдельными нейтральными выключателями.
Рисунок 2 - Сопротивление заземления нейтрали нейтрали генератора с нейтральной шиной и отдельными нейтральными выключателями
Соединение №2
Резонансное заземление нейтральной нейтрали трансформатора с нейтральной шиной и отдельными разъединителями.
Рисунок 3 - Резонансное заземление нейтральной нейтрали трансформатора с нейтральной шиной и отдельными разъединителями
Из-за проблемы третьей гармоники только один из выключателей на рисунке 2 соответственно. 3 следует закрывать одновременно. Когда один из генераторов выведен из эксплуатации, важно, чтобы соответствующий нейтральный точечный выключатель (или разъединитель) был открыт.
Это связано с тем, что нейтральная шина будет токоподдерживаться при замыкании на землю и достичь фазного напряжения на землю.
Вернуться к содержанию ↑
3. Общее заземление через заземляющий трансформатор на сборной шине
Эффективный и часто дешевый способ убедиться, что система всегда правильно заземлена, - это подключить любой заземляющий трансформатор к сборной шине. См. Рисунок 4, где показана та же сеть, что и на рисунке 1, но с альтернативным методом заземления.
Рисунок 4 - Заземление с трансформатором Z / O-соединения на сборной шине
Вернуться к содержанию ↑
Практика заземления
Практика заземления сильно отличается от страны к стране. Тем не менее, можно различать страны как Германия, Нидерланды и Швеция и т. Д., Где основное направление - защита телефонных сетей и людей.
Также можно отличить страны как США, Канаду и Англию, где в первую очередь рассматривается защита сети электропитания. Первые упомянутые страны сосредоточились на ограничении токов замыкания на землю до низких значений, в то время как последние страны приняли более высокие токи замыкания на землю, чтобы предотвратить перенапряжения в энергосистеме и упростить устранение неисправностей.
К сожалению, суммирование практики в разных странах будет очень обширным, особенно если сети отличаются даже внутри стран.
Однако ниже приводится упрощенная сводка.
- Напряжения свыше 100 кВ
- Напряжения от 25 до 100 кВ
- Напряжения от 1 до 25 кВ для распределения с или без прямого подключения генераторов
- Сеть генераторов
- Напряжение ниже 1 кВ
1. Напряжения свыше 100 кВ
При высоких напряжениях есть экономическое преимущество в заземлении сети напрямую (эффективно). Таким образом, трансформаторы и изоляторы и т. Д. Могут быть построены с более низким испытательным напряжением на нейтральной и градуированной изоляцией, что дает значительную экономию средств.
В большинстве стран это нормально при прямом заземлении при напряжениях свыше 100 кВ. В Германии, Нидерландах и Норвегии, однако, существуют сети с напряжением 130 кВ с резонансным заземлением.
Вернуться к содержанию ↑
2. Напряжения между 25 и 100 кВ
- США. Большинство частей страны являются непосредственно заземленными, но происходит заземление сопротивления и реактивного сопротивления.
- Соединенное Королевство. Большинство частей страны являются заземленными в нейтральной точке источника питания. Сопротивление дает ток замыкания на землю такого же размера, как и номинальный ток в трансформаторе. Однако некоторые сети 33 кВ могут иметь резонансную заземленность.
- Германия, Швейцария, Австрия, Нидерланды, Бельгия, Испания, Ирландия, Норвегия, Дания, Швеция и Япония. Используйте резонансное заземление.
- Франция и Южная Африка. Большинство стран имеют заземление с сопротивлением (возникает реактивное заземление). Франция изучает возможности перехода на резонансное заземление (с защитой от замыканий на землю).
- Австралия - использует прямое заземление и резонансное заземление. Однако некоторые сети 33 кВ могут быть заземлены.
- Новая Зеландия - использует прямое заземление
- Индия и Малайзия. Резонансное заземление является наиболее распространенным заземлением, но также происходит заземление сопротивления. А в Индии также может происходить прямое заземление.
Вернуться к содержанию ↑
3. Напряжения от 1 до 25 кВ для распределения с или без прямого подключения генераторов
В большинстве стран могут возникать различные типы заземления, но резонансное заземление является наиболее распространенным. Однако могут быть обнаружены незаземленные сети, а также высокоомные заземления.
Сопротивление заземления наиболее распространено в США и Англии. Прямое заземление наиболее распространено в Австралии и Канаде, но может также происходить в США и Финляндии.
Заземление в Швеции в основном решено в §73 в стандартах Kommer-skollegi, в котором говорится, что практически невозможно использовать прямое или реактивное заземление относительно этих уровней напряжения. Это связано с высокими требованиями к обнаружению сопротивлений неисправностей при замыканиях на землю. Значения сопротивления сопротивлению 3000 соответственно. 5000 Ом указаны в зависимости от типа фидера.
Вернуться к содержанию ↑
4. Сеть генераторов
Сети генераторов - это виды ограниченных сетей, которые состоят из одного или нескольких генераторов, подключенных к первичному трансформатору, но без прямого подключения к линиям распространения.
Эти ограниченные сети почти всегда имеют высокое сопротивление заземления. Однако при новых конструкциях редко встречающиеся сети редко встречаются.
Вернуться к содержанию ↑
5. Напряжения ниже 1 кВ
Эти сети обычно имеют прямое заземление. В промышленности с чистыми моторными сетями в основном используются заземленные сети с заземлением или с высоким сопротивлением.
Специальный тип заземления используется шведской государственной электростанцией в их «раскопанной» моторной сети. Сеть с высоким сопротивлением была заменена резистором, зависящим от напряжения. При замыканиях на землю через резистор создается небольшой ток, и сеть может считаться раскопанной.
При переходе от сети на первичной стороне трансформатора (обычно с заземленной сетью с высоким сопротивлением 10 кВ) сопротивление в резисторе будет настолько низким, что перенапряжение в сети низкого напряжения будет ограничено 2 кВ.
См. Рисунок 5 ниже.
Рисунок 5 - Заземление с резистором, зависящим от напряжения, для ограничения перенапряжения при разрыве сети высокого напряжения
Вернуться к содержанию ↑
Ссылка // Руководство по применению защиты - Системы и подстанции BA THS / BU от ABB