25) Режимы работы нейтралей электрических сетей.

Нейтралями (нейтральными точками) электроустановок называют общие точки фаз обмоток генераторов и трансформаторов, соединенных в звезду. Нейтраль может быть изолирована от земли, соединена с землей через реактивное сопротивление, а также непосредственно заземлена. Вид связи нейтралей с землей определяется безопасностью обслуживания электроустановок, надежностью электроснабжения потребителей и экономичностью.

В зависимости от режима нейтрали электрические сети разделяют на четыре группы:

- сети с незаземленными (изолированными) нейтралями- Они представляют собой трехпроводные сети переменного тока, в которых источник, линия электропередачи и приемники нормально не соединены с землей. Из-за несовершенства изоляции проводников происходит некоторая утечка токов на землю, что можно условно отобразить активными сопротивлениями изоляции каждой фазы , ,;

- сети с резонансно-заземленными (компенсированными) нейтралями- В случае если сеть с изолированной нейтралью имеет относительно большой емкостной ток замыкания на землю, а именно

при 6кВ Iк ≥ 30А,

при 10кВ Iк ≥ 20А,

при 20кВ Iк ≥ 15А,

при 35кВ Iк ≥ 10А,

то возможно появление опасных перемежающихся КЗ на землю. Для избежания этого согласно ПУЭ следует принимать меры по компенсации емкостного тока КЗ. Компенсация осуществляется с помощью регулируемых дугогасящих реакторов (катушек индуктивности), которые включаются в нейтрали трансформаторов и настраиваются почти в резонанс с емкостным сопротивлением сети.

В нормальном режиме ток через реактор практически равен нулю.;

- сети с эффективно-заземленными нейтралями;

В сетях 110 кВ и выше определяющим в выборе способа заземления нейтрали является фактор стоимости изоляции. Здесь применяется эффективное заземление нейтрали, при котором во время однофазного короткого замыкания (ОКЗ) напряжение на неповрежденных фазах относительно земли равно ≈0,8в нормальном режиме работы. Это основное достоинство такого способа заземления нейтрали (рис.4). Одним из недостатков является значительный ток ОКЗ, который при большом количестве заземленных нейтралей трансформаторов может превышать ток трехфазного КЗ. Для уменьшения токов ОКЗ применяют, если это возможно и эффективно, разземление некоторых нейтралей трансформаторов в сетях 110- 220 кВ.

- сети с глухозаземленными нейтралями.

На промышленных предприятиях широко применяют четырехпроводные трехфазные сети напряжением 380/220 В. когда вторичная обмотка соединена в звезду, а нейтральная точка непосредственно (глухо) соединена с заземляющим устройством.

Двигатели Д1 и Д2 подключены к фазам сети и получают питание при линейном напряжении U=380 В, а лампы Л подключены между фазными и нейтральным проводами и питаются фазным напряжением =220 В. При этом N-провод выполняет две функции: рабочего провода, к которому присоединяют однофазные приемники на 220 В, и провод зануления, т.е. к нему преднамеренно присоединяют металлические корпуса электроустановок, нормально не находящихся под напряжением.

При однофазном КЗ на землю напряжение на неповрежденных фазах относительно земли не повышаются и поэтому изоляция может быть рассчитана на фазное, а не на линейное напряжение.

Таким образом, в электрических сетях приняты следующие режимы нейтрали: сети 0.66- 35 кВ в зависимости от величины емкостного тока замыкания на землю работают либо с изолированной нейтралью, либо с резонансно-заземленной нейтралью; сети 380/220 В- с глухозаземленной нейтралью; сети 110 кВ и выше- с эффективно-заземленной нейтралью.