Etkin şekilde topraklanmış bir nötr ile elektrik şebekeleri
Etkili bir şekilde topraklanmış bir nötr, toprak arıza faktörünün 1,4'ü geçmediği, 1 kV'un üzerinde bir gerilime sahip üç fazlı bir besleme şebekesinin topraklanmış bir nötrüdür.
Bu ne anlama geliyor? Bir veya iki faz iletkeninin toprağa kısa devre yapması durumunda faz-toprak gerilimi, toprak arıza anına kadar o andaki faz-toprak gerilimine bölünmeli ve oran, 1.4'ten fazla olamaz.
Diğer bir deyişle, nötrü izole edilmiş üç fazlı bir şebekede faz-toprak arızası oluşursa, nötrü etkili bir şekilde topraklanmış bir şebeke için kalan fazlar ile toprak arasındaki gerilim aynı anda yaklaşık 1,73 kat artar, bu değer 1.4'ü geçmez. …
Bu husus, etkili bir şekilde topraklanmış nötr sayesinde, ekipmandaki ve ağların kendilerindeki, yani ağların ve cihazların üretimindeki yalıtım miktarını artırmaya gerek olmadığı yüksek voltajlı ağlar söz konusu olduğunda önemlidir. etkili topraklı nötr ile çalışacak koşullarda her zaman daha ucuz olacaktır.
Uluslararası Elektroteknik Komisyonu, nötrleri toprağa veya nötrleri toprağa düşük dirençle bağlanan ekstra yüksek ve yüksek voltajlı şebekelerin, etkili şekilde topraklanmış bir nötre sahip şebekeler olarak sınıflandırılmasını tavsiye eder. Özellikle, Rusya'da 110 kV gerilime sahip ağlar, etkili bir şekilde topraklanmış nötre sahip ağlar olarak sınıflandırılır.
Tüketicilerin elektrik tesisatlarının teknik işletimi kurallarına göre, etkili bir şekilde topraklanmış nötr olan ağlar için, topraklama cihazının maksimum direnci, doğal topraklama dikkate alınarak 0,5 Ohm'a ayarlanır ve yapay topraklama cihazı olmamalıdır. - 1 Ohm'dan daha büyük bir direnç. Bu, toprak arıza akımının 500 A'yı geçtiği 1 kV elektrik tesisatları için geçerlidir.
Bu hüküm, şebeke gerilimi çok yüksek veya yüksek olduğunda toprağa kısa devre olması durumunda cihaz üzerinden büyük akımlar geçirme ihtiyacı ve çalışma fazları ile toprak arasındaki voltajı sınırlandırma gerekliliği tarafından belirlenir. acil bir durumda tehlikeli bir aşırı gerilim ve temas gerilimini azaltın ve ayrıca trafo merkezi dışındaki potansiyellerin kompanzasyonunu yapın.
Trafo merkezinin topraklarındaki potansiyelleri eşit bir şekilde dağıtmak ve ayrıca, topraklama cihazlarının zorunlu bir parçası olan potansiyel eşitleme cihazları kullanılarak elde edilen, trafo merkezinden uzaktaki kademeli gerilimlerin görünümünü dışlamak gerekir. etkili bir şekilde topraklanmış nötrler.
Etkili bir şekilde topraklanmış nötrlere sahip ağlar için topraklama cihazlarının uygulanmasındaki önemli nüanslar ve gereksinimler, bunların hesaplanmasında ve yapımında zorluklar yaratır ve bu yapıları, özellikle kayalık, taşlı veya kumlu toprak gibi yüksek bir dirence sahipse, bu yapıları malzeme yoğun hale getirir. İnşaat koşulları sıkıdır.
Tabii ki, bazı sözde dezavantajlar, etkili bir şekilde topraklanmış nötr olan ağların doğasında vardır ve tipiktir. Transformatörün topraklanmış nötrü üzerinden toprağa bir kısa devre olması durumunda önemli bir kısa devre akımı oluşur ve bu, röle koruma cihazları sayesinde bağlantı kesilerek hızlı bir şekilde giderilmelidir.
110 kV yüksek voltajlı şebekelerde esas olarak toprağa kısa devreler kendiliğinden kesilir ve sayesinde otomatik kapatma cihazları güç geri yüklenir. Büyük akımları tahliye edebilmek için topraklama döngüleri inşa edilir, ancak bunlar pahalıdır.
Çok sayıda topraklanmış trafo nötrünün olması durumunda, toprağa giden tek fazlı kısa devre akımları, üç fazlı devrenin akımını aşabilir ve bu durumu ortadan kaldırmak için, trafo nötrlerinin kısmi topraklanması modu kullanılır. kullanılan transformatörlerin bu kısmı için (110-220 kV) topraklanmaz, nötrleri açık ayırıcılara bağlanarak izole edilir. Veya nötrünü özel bir dirençle topraklayarak transformatörün kısa devre akımını toprağa sınırlarlar.
Ağın her bir bölümü için, minimum topraklanmış nötr sayısı hesaplamalar yoluyla bulunur. Temelli röle koruma gereksinimleri toprak arıza akımlarını belirli bir seviyede tutmak ve topraklanmış nötrlerin yalıtımının aşırı gerilimlerden korunmasını sağlamak için güç sisteminin uygun topraklama noktaları seçilir.
Gerçek şu ki, geleneksel olarak üreticilerimiz için 110 - 220 kV trafolar, azaltılmış nötr yalıtım ile ayırt edilir, örneğin, yük altında voltaj regülasyonu olan 110 kV trafolar için, yalıtım sınıfına sahip anahtarlama cihazları olduğundan, nötr yalıtım 35 kV'a karşılık gelir. nötr tarafında 35 kV dahil edilmiştir. Aynısı 220 kV trafolar için de geçerlidir. Ekonomik etkisi önemlidir.
Bu tür transformatörler, etkili bir şekilde topraklanmış bir nötre sahip ağlarda çalışacak şekilde tasarlanmıştır ve bu tür ağlardan toprağa kısa devre sırasındaki voltaj, hat değerinin üçte birini, yani 110 kV için 42 kV'u geçmeyecektir.
Topraklanmış nötrlerin aşırı gerilim koruması için, kısmi faz bağlantılı yüksüz modlarda veya izole nötrlü transformatörlerin kesintilerinde koruma için kısa süreli aşırı gerilim koruma cihazları-vanaları kullanılır. Nötrler, 50 kV'luk izin verilen maksimum söndürme gerilimi için sınırlayıcılarla korunur.