Neutrálny je Definícia, zariadenie a účel

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Elektroenergetika je zložitý priemyselný komplex, ktorý pozostáva z mnohých komponentov. Aby každý prvok správne fungoval a plnil svoje úlohy, je potrebná presná znalosť a pochopenie fyzikálnych procesov, ktoré sa vyskytujú v energetických zariadeniach. Niektoré z nich sa dajú ľahko vysvetliť, preto vám odporúčame zoznámiť sa s pojmom „neutrálny“.

Všeobecný účel neutrálneho vodiča vo vinutí transformátora

Neutrál je bežné pripojenie vodiča s nulovým bodom v trojfázových transformátoroch alebo generátoroch. V súčasnosti existujú 4 hlavné typy pripojenia nulového bodu:

1. Izolovaný. Tento typ sa vyznačuje absenciou neutrálu. Hlavnou schémou pripojenia pre prezentovanú sieť je trojuholník. Pri jednofázových zemných poruchách v pracovných fázach nepociťujú zmeny v spotrebe energie. Tento typ sa používa v distribučných sieťach.6-35 kV.
2. Rezonancia uzemnená. Táto možnosť zahŕňa použitie uzemnenia nulového bodu vinutia transformátora alebo generátora prostredníctvom cievok alebo reaktorov na potlačenie oblúka (DGK, DGR). Prítomnosť špecializovaného zariadenia kompenzuje stúpajúcu úroveň prúdu a predchádza zložitejším medzifázovým poruchám.
3. Hlboko uzemnené. Najbežnejší typ neutrálu používaný v domácich sieťach. Vinutie transformátorov na nízkej strane sa vykonáva v otvorenej hviezde a neutrálny bod je uzemnený cez uzemňovaciu slučku transformátora alebo transformátorovej rozvodne. V prípade poruchy vedenia alebo jednofázového skratu sa voči zemi vytvorí potenciál, ktorý aktivuje ochranu, ktorá odpojí vedenie.
4. Efektívne uzemnené. Druh uzemneného neutrálu, ktorý sa používa vo vysokonapäťových sieťach 110 kV a viac. Nulový bod výkonových transformátorov a poruchový potenciál sú privedené k zemi. Na zvýšenie účinnosti ochrán sa používa prídavné zariadenie - jednostĺpový neutrálny uzemňovač (ZON). Poloha spínacieho zariadenia je určená pokynmi režimu. Pre rozvodné siete 6-35 kV sa používa uzemnenie cez odpor s nízkym odporom.

Typy zapojenia vinutí výkonových transformátorov

Ako je uvedené vyššie, nulový vodič je spojenie nulového vodiča trojfázového výkonového transformátora alebo generátora. Na určenie typu uzemnenia to stačípozrite sa na schému energetického zariadenia. Pre izolovaný neutrál je schéma zapojenia trojuholníka.

Ostatné možnosti sú implementované cez uzemnenie neutrálneho vodiča k zemi, DHA, nízkoodporový odpor. Posledne menované sa používajú hlavne v rozvodniach, ktoré premieňajú vysokonapäťovú elektrickú energiu na nízku spotrebu. Schematický diagram - hviezdička.

Izolovaný neutrál v elektrických sieťach

Používa sa v distribučných sieťach 6-35 kV. S ohľadom na fyzikálne prejavy izolovaného neutrálu napätie stúpa na lineárne. Hlavný účel tohto typu je spojený s nasledujúcimi bodmi:

1. Sieť sa nevypne, naďalej funguje. Spotrebitelia na fázach bez obvodu používajú jednofázové domáce spotrebiče, kým sa linka neodpojí. V sieťach 0,4 kV nie je napäťová nerovnováha, v sieťach 6-35 sa zvyšuje na lineárnu.
2. Implementácia takýchto sietí je mnohonásobne lacnejšia na údržbu, čo umožňuje ušetriť nemalé finančné prostriedky na rozvode elektrickej energie.
3. Vysoká spoľahlivosť, najmä na nadzemných elektrických vedeniach. Pád konára nevypne podávač a nezabezpečí jeho výkon.

Hlavné nevýhody izolovaných sietí sú:

1. Pri jednofázovom skrate sieť naďalej funguje, ochrany nefungujú, čo niekedy vedie k nehodám s obyvateľstvom.
2. Prítomnosť ferorezonančných procesov a výskyt jalového výkonu, ktorý zhoršuje kvalituelektrická energia.

Rezistor a napätie 110 kV a vyššie: ako sa vykonáva nulový bod?

Efektívne uzemnenie je špeciálny typ nulového vodiča pripojený k špecializovanému zariadeniu, ktorý sa používa v elektrických inštaláciách nad 1 kV. Pre rozvodné siete sa používa variant s uzemnením cez nízkoodporové odpory, ktorý zabezpečuje odpojenie vedenia v prípade jednofázového zemného spojenia bez časového oneskorenia.

Vn vedenia 110 kV a vyššie tiež používajú prezentovaný typ neutrálu, ktorý zaisťuje rýchlu odozvu ochrán. Na zvýšenie citlivosti činnosti „relé“má každý výkonový transformátor špeciálne zariadenie ZON. Jednostĺpové neutrálne uzemnenie tiež poskytuje ochranu proti preťaženiu.

Uzemnenie cez odpory s nízkym odporom

Použitie nízkoodporových rezistorov sa považuje za ideálne riešenie pre bezpečnosť ľudí v rozvodných sieťach, ako aj pre zachovanie izolácie káblových vedení. Implementácia ochrany zahŕňa privedenie nulového bodu do špecializovaného zariadenia, ktoré má nižší ohmický odpor a dáva signál na vypnutie linky. Podávač sa vypína s minimálnym časovým oneskorením, čo je jedna z výhod. Medzi ďalšie patria:

• Po prvé, toto je neutrál, ktorý keď sa objaví „zem“, presne určí smer poškodenia a vypne požadovanýriadok.
• Po druhé: nie sú potrebné dodatočné výpočty a zostavovanie máp režimu s obmedzenými možnosťami vyzváňacích distribučných sietí.

Dôležité nevýhody tohto typu uzemnenia:

1. Neúčinné pri vysokých zemných poruchových prúdoch, pretože spôsobuje problémy v rozvodniach, kde sú nainštalované odpory s nízkym odporom.
2. Nízka účinnosť na nadzemných vedeniach, ako aj na diaľkových vedeniach. V prvom prípade najmenšie priblíženie konárov stromov spôsobí vypnutie podávača. Zvlášť relevantné pre spotrebiteľov 1 špeciálnej, 1 a 2 kategórií.
3. Dodatočné odstávky, ktoré sa vyskytujú v dôsledku nesprávnej činnosti ochrán (chýbajúce automatické opätovné zatvorenie), znamenajú prestoje v spotrebe, materiálne straty organizácie zásobovania energiou.

Slepé uzemnenie výkonových transformátorov k zemi

Všetko spojené s rozvodnou sieťou 0,4 kV je neutrál s hluchým uzemnením. Prezentovaný typ má z hľadiska bezpečnosti osobitné miesto a úlohu. Keď dôjde ku skratu k zemi, spustí sa ochrana, najmä PN-2 vyhorí alebo sa stroj vypne. Ohľadom takejto siete sa vyvíjajú ochrany aj pre rozvody v domoch a bytoch. Pozoruhodným príkladom je činnosť RCD, ktorá zabezpečuje detekciu zvodových prúdov.

Hlavné výhody tohto typu neutrálu sú:

1. Ideálny na rozvod elektrickej energie, pre domácnosť a špecializáciujednofázové/trojfázové zariadenia.
2. Ochranný obvod nevyžaduje špeciálne a drahé vybavenie. Technické prostriedky, ako sú poistky alebo ističe, si ľahko poradia so skratom k zemi.

Nevýhody zahŕňajú:

1. Ochrany nie sú citlivé na skrat na veľké vzdialenosti. Je potrebné presne vypočítať ohmický odpor slučky fáza-nula a správny výber ističov alebo poistiek.
2. Vypnutie nenastane, ak nie je zemné spojenie. To predstavuje nebezpečenstvo pre ľudí, ktoré je napravené použitím izolovaných drôtov.

Rezonančne uzemnené alebo kompenzované neutrály

Rezonančne uzemnené neutrály sa používajú hlavne v distribučných sieťach s napätím 6-35 kV, kde sa schéma pripojenia vykonáva pomocou káblových vedení. Pripojenie nulového bodu sa vykonáva pomocou špeciálneho piestu alebo nastaviteľných transformátorov RUOM. Takýto systém umožňuje určiť indukčnosť v sieti počas jednofázového skratu, čo poskytuje kompenzáciu aktuálnej úrovne.

Tento typ neutrálu znižuje riziko nehody, prechodu jednofázového skratu na medzifázový. Výhody pre napätie 6-35 kV sú:

Hlavná výhoda je spojená s účelom zariadenia. Vysoký stupeň izolačnej ochrany káblových vedení pri správnom nastavení

Nevýhody siete s týmto typom neutrálu sú:

1. Je ťažké nastaviť. Môže sa vyskytnúť nedostatočná alebo nadmerná kompenzácia,ktoré zabránia správnemu používaniu zariadenia. Pre vyrovnanie je potrebné vypočítať indukčnosť prúdov v závislosti od dĺžky vedenia, výkonu transformátorov. V prípade zmeny schémy alebo pridania energetického zariadenia piestové transformátory nie vždy zvládnu úlohy.
2. Nesprávne nakonfigurované zariadenie a vysoké opotrebovanie káblových vedení vedie k reťazovej reakcii, ktorá zahŕňa zlyhanie niekoľkých slabých častí siete.
3. Nárast technických strát, ku ktorým dochádza počas prevádzky, ako aj bezpečnostných problémov. Kompenzácia prúdu v rozvodni je implementovaná s ohľadom na zem.
4. Neschopnosť určiť vedenie, kde došlo ku skratu. Proces výberu napájača so „zemou“sa uskutočňuje prostredníctvom porovnávania harmonických prúdov, čo sa nie vždy považuje za účinný prostriedok na získanie spoľahlivých informácií.

Neutrálny vodič a cievka na zhášanie oblúka, reaktor

Rozdiel v rezonančnom uzemnenom neutráli súvisí s použitým zariadením. Ako je uvedené vyššie, nulový bod môže byť umiestnený na zhášacej cievke piestového typu alebo na nastaviteľnom reaktore. Hlavné rozdiely sú spojené s nasledujúcimi bodmi:

1. DGK predpokladá kompenzáciu prostredníctvom vyladeného systému plunžrových transformátorov. Nastavenie je realizované pomocou výpočtov reálnej siete službou reléovej ochrany. Keď dôjde k zemnej poruche, prúdy sú kompenzované na základe indukčnosti. Proces nie je regulovaný ani upravený, čoje nepríjemný moment v prípade objavenia sa „zeme“v niekoľkých bodoch na rôznych líniách.
2. DGR - modernejšie zariadenie, ktoré zahŕňa použitie automatických systémov na určenie indukčnosti siete. Medzi obľúbené možnosti patria reaktory typu RUOM s ladením SAMUR. Implementácia prieskumu v reálnom čase zaisťuje prevádzkyschopnosť aj pri viacerých zemných poruchách.

Či už sú pevne uzemnené alebo izolované, každý typ má svoje miesto v dnešnom energetickom priemysle. A znalosť funkcií vám umožní vysporiadať sa s fyzikálnou podstatou problému.