1. Режимы работы нейтралей электрических сетей

Нейтралями электроустановок называют общие точки обмоток генераторов или трансформаторов, соеди-

ненных в звезду.

Вид связи нейтралей машин и трансформаторов с землей в значительной степени определяет уровень изоляции

электроустановок и выбор коммутационной аппаратуры, величину перенапряжений и способы их ограничения, токи

при однофазных коротких замыканиях на землю, условия работы релейной защиты, безопасность в электрических

сетях, электромагнитное влияние на линии связи и т.д. [2].

В зависимости от режима работы нейтрали электрические сети делятся на 4 группы:

1) сети с незаземленными (изолированными) нейтралями;

2) сети с резонансно-заземленными (компенсированными) нейтралями;

3) сети с эффективно-заземленными нейтралями;

4) сети с глухозаземленными нейтралями.

Режим нейтрали определяет ток однофазного короткого замыкания, и в зависимости от его величины сети де-

лятся на сети с малыми токами замыкания на землю (менее 500 А), в основном это сети 1-й и 2-й групп, и сети с

большими токами замыкания на землю (более 500 А).

2. Работа электрической сети с изолированной нейтралью.

Замыкание на землю практически не влияет на систему междуфазных напряжений и режимы работы приемни-

ков, включенных на линейное напряжение, так как поверхность земли в точке заземления (повреждения) приобрета-

ет потенциал фазы (на рис. 3.2 − фазы с), а напряжение здоровых фаз а и b относительно земли (и фазы с) становится

линейным (междуфазным).

В связи с этим замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью считается не аварийным, а лишь анор-

мальным режимом, при возникновении которого сеть и поврежденная линия могут оставаться включенными и в те-

чение некоторого времени продолжать работу; при этом питание потребителей не прерывается. Время, за которое

требуется отыскать и отключить возникающее в сети замыкание на землю, обычно принимают равным 2 ч. Посколь-

ку из всех видов нарушения изоляции однофазные замыкания на землю составляют около 75÷85%, то это обстоя-

тельство существенно для обеспечения надежности питания потребителей. Другим преимуществом рассматриваемо-

го вида сетей является отсутствие устройств заземления нейтрали, что снижает стоимость сети.

При работе в сетях с изолированной нейтралью следует обращать внимание на следующие обстоятельства:

1) повышение напряжения двух фаз относительно земли во время замыкания на землю третьей приводит к тому,

что изоляцию всех фаз относительно земли необходимо рассчитывать не на фазное, а на междуфазное напряжение.

Только при напряжениях до 35 кВ это не вызывает существенного удорожания сети;

2) возможность образования в месте замыкания на землю перемежающейся электрической дуги обусловливает

возникновение коммутационных перенапряжении с амплитудой 4÷6Uном. Эти перенапряжения могут нарушить ра-

боту некоторых приемников и привести к пробою изоляции в других местах и других фазах сети;

3) тепловое действие дуги на изоляцию фаз сети в месте замыкания на землю может привести к переходу одно-

фазного замыкания на землю в двух или трехфазное (в кабельных линиях и в других случаях близкого расположения

фазных проводников друг к другу);

4) возникновение в сети и в источниках питания при замыкании на землю системы токов обратной последова-

тельности может привести к индуцированию в роторах синхронных генераторов токов двойной частоты и к сущест-

венному дополнительному нагреву роторов.

Из-за приведенных выше нежелательных явлений работа сети с изолированной нейтралью допускается,

если токи замыкания на землю не превышают некоторых максимально допустимых значений, находящихся

обычно в пределах 10÷30 А (табл. 3.1). Величины максимально допустимых токов замыкания на землю зави-

сят от типа используемых опор.