Elektros sistemos transformatorių nulinių jungčių veikimo režimai

Transformatoriai turi neutrales, kurių veikimo režimą arba darbo įžeminimo būdą lemia:

• darbuotojų saugos ir darbo apsaugos reikalavimai,

• leistinos įžeminimo srovės,

• viršįtampius, atsirandančius dėl įžeminimo gedimų, taip pat nepažeistų elektros instaliacijos fazių darbinę įtampą žemės atžvilgiu, kurios lemia elektros prietaisų izoliacijos lygį,

• poreikis užtikrinti patikimą įžeminimo relės veikimą,

• galimybė naudotis paprasčiausiomis elektros tinklų schemomis.

Vienfazio įžeminimo gedimo atveju pažeidžiama elektros sistemos simetrija: kinta fazinės įtampos žemės atžvilgiu, atsiranda įžeminimo srovės, tinkluose atsiranda viršįtampių. Simetrijos pokyčio laipsnis priklauso nuo neutralaus režimo.

Neutralus režimas turi didelę įtaką elektros imtuvų darbo režimams, elektros energijos sistemų schemoms, pasirinktos įrangos parametrams.

Tinklo neutralė Tai tarpusavyje sujungtų nulinių taškų ir laidininkų rinkinys, kurį galima atskirti nuo tinklo arba prijungti prie žemės per mažą arba didelę varžą.

Naudojami šie neutralūs režimai:

• kurčias įžemintas neutralus,

• izoliuotas neutralus,

• efektyviai įžemintas neutralus.

Neutralaus režimo pasirinkimą elektros tinkluose lemia nuolatinis vartotojų aprūpinimas, darbo patikimumas, aptarnaujančio personalo sauga ir elektros instaliacijos efektyvumas.

Trifazių elektros instaliacijų transformatorių, prie kurių apvijų prijungti elektros tinklai, nuliniai elementai gali būti tiesiogiai įžeminti indukcine arba aktyvia varža arba izoliuoti nuo įžeminimo.

Jei transformatoriaus apvijos neutralė yra prijungta prie įžeminimo įrenginio tiesiogiai arba per mažą varžą, tai ši nulinė dalis vadinama aklinai įžeminta, o prie jos prijungti tinklai atitinkamai – tinklais su įžemintu neutraliu.

Neutralis, kuris nėra prijungtas prie įžeminimo įrenginio, vadinamas izoliuotu neutraliu.

Tinklai, kurių neutralė per reaktorių sujungta su įžeminimo įrenginiu (indukcinė varža), kompensuojanti tinklo talpinę srovę, vadinami tinklais su rezonansiniu būdu įžeminta arba kompensuota neutrale.

Tinklai, kurių neutralė įžeminta per rezistorių (varža), vadinami tinklu su varža įžeminta neutrale.

Didesnės nei 1 kV įtampos elektros tinklas, kuriame įžeminimo koeficientas ne didesnis kaip 1,4 (įžeminimo koeficientas – potencialų skirtumo tarp nepažeistos fazės ir žemės santykis kito ar dviejų kitų įžeminimo taške fazės iki potencialų skirtumo tarp fazės ir žemės tuo momentu prieš uždarymą) vadinamas tinklu su efektyviai įžemintas neutralus.

Elektros instaliacijos, atsižvelgiant į elektros saugos priemones, skirstomos į 4 grupes:

• elektros instaliacijos, kurių įtampa viršija 1 kV, tinkluose su efektyviai įžeminta neutrale (su didelėmis įžeminimo srovėmis),

• elektros instaliacijos, kurių įtampa viršija 1 kV, tinkluose su izoliuota neutrale (su mažomis įžeminimo srovėmis),

• elektros instaliacijos, kurių įtampa iki 1 kV su įžeminta neutrale,

• elektros instaliacijos, kurių įtampa iki 1 kV su izoliuota neutrale.

Trifazių sistemų neutralūs režimai

Įtampa, kV Neutralus režimas Pastaba 0.23 Kurčias įžemintas neutralus Saugos reikalavimai. Visi elektros gaubtai yra įžeminti 0,4 0,69 Izoliuota neutralė Kad būtų padidintas maitinimo patikimumas 3,3 6 10 20 35 110 Efektyviai įžemintas neutralus Sumažinti atvirų fazių įtampą į žemę, kai viena fazė yra trumpai sujungta su įžeminimu, ir sumažinti nominalią izoliacijos įtampą 220 330 5011 500

Sistemos su aklina įžeminimo neutrale yra sistemos su didele įžeminimo srove. Įvykus trumpajam jungimui, trumpasis jungimas automatiškai atjungiamas. 0,23 kV ir 0,4 kV sistemose šį išjungimą diktuoja saugos reikalavimai. Visi įrangos rėmai įžeminami vienu metu.

110 ir 220 kV ir aukštesnės sistemos yra įdiegtos su efektyviai įžeminta nuliu... Trumpojo jungimo atveju trumpasis jungimas taip pat išjungiamas automatiškai. Čia neutralus įžeminimas sumažina nominalią izoliacijos įtampą. Ji lygi nepažeistų fazių fazinei įtampai į žemę. Siekiant apriboti įžeminimo srovių dydį, ne visos transformatorių neutralės yra įžemintos (efektyvusis įžeminimas).

Trifazių sistemų neutralūs režimai: a — įžemintas neutralus, b — izoliuotas neutralus

Izoliuotas neutralus, vadinamas neutraliu, neprijungtas prie įžeminimo įrenginio arba prijungtas per įrenginius, kurie kompensuoja tinklo talpinę srovę, įtampos transformatoriai ir kiti didelio atsparumo įrenginiai.

Sistema su izoliuota neutrale, naudojama energijos tiekimo patikimumui pagerinti. Jam būdinga tai, kad kai viena fazė uždaroma į žemę, fazinių laidų įtampa žemės atžvilgiu padidėja iki linijos įtampa, o įtempių simetrija pažeidžiama. Talpinė srovė teka tarp linijos ir neutralios. Jeigu jis mažesnis nei 5A, tuomet iki 150 MW galios turbininiams generatoriams ir iki 50 MW hidrogeneratoriams leidžiama toliau dirbti iki 2 valandų. Jei nustatoma, kad trumpasis jungimas įvyko ne generatoriaus apvijoje, o tinkle, tada leidžiama dirbti 6 valandas.

Tinklai nuo 1 iki 10 kV – tai elektrinių ir vietinių skirstomųjų tinklų generatorinės įtampos tinklai. Tokioje sistemoje įžeminus vieną fazę, nepažeistų fazių įtampa žemės atžvilgiu padidėja iki tinklo įtampos vertės. Todėl izoliacija turi būti pritaikyta šiai įtampai.

Pagrindinis izoliuoto neutralaus režimo privalumas yra galimybė tiekti energiją tiekimo vartotojams ir vartotojams, turintiems vienfazio įžeminimo gedimą.

Šio režimo trūkumas yra sunkus įžeminimo gedimo vietos nustatymas.

Padidėjęs izoliuotos neutralės režimo patikimumas (tai yra galimybė normaliai veikti esant vienfaziams įžeminimo gedimams, kurie sudaro didelę elektros įrangos gedimo dalį) lemia, kad jis privalomas naudoti esant aukštesnei įtampai. 1 kV iki 35 kV imtinai, nes šie tinklai aprūpina dideles vartotojų ir energijos vartotojų grupes.

Nuo 110 kV ir didesnės įtampos izoliuoto nulinio režimo naudojimas tampa ekonomiškai nenaudingas, nes padidėjus įtampai žemės atžvilgiu nuo fazės iki linijos reikia žymiai padidinti fazės izoliaciją. Naudoti izoliuotą neutralų režimą iki 1 kV leidžiama ir pateisinama padidintais elektros saugos reikalavimais.

Taip pat skaitykite: Elektros tinklų su izoliuotu nuliu naudojimas