Тема 1.2. Режимы нейтрали электрических сетей

На территории РФ используются четыре режима работы электрических сетей:

- с глухим заземлением нейтрали;

- с эффективным заземлением нейтрали;

- с изолированной нейтралью;

- с компенсированной нейтралью.

С глухим заземлением нейтрали работают сети 220 кВ и выше. Здесь заземлению подлежат нейтрали всех трансфрматоров.

Сети 110 кВ работают с эффективно заземленной нейтралью.

В таких сетях часть нейтралей обмоток трансформаторов 110 кВ разземляют. Режим работы нейтралей отдельных трансформаторов в сети 110 кВ определяется диспетчером энергосистемы.

Сети 6…35 кВ могут работать с изолированной или компенсированной нейтралью. Выбор режима нейтрали в этих сетях зависит от уровня токов однофазного замыкания на землю. ПУЭ допускают следующие предельные значения токов однофазных замыканий в сетях: 6 кВ – 30 А; 10 кВ – 20 А; 35 кВ – 10 А.

Токи однофазного замыкания на землю имеют емкостной характер, т.к. обусловлены емкостной проводимостью линий. Величина этих токов в амперах для кабельных и воздушных сетей определяется по формулам

(1.1)

где U – номинальное напряжение сети, кВ; l_{К (В)} – суммарная длина электрически связанных кабельных (воздушных) линий, км.

Ограничения токов замыкания на землю связаны с тем, что при больших значениях этих токов вероятность перехода однофазного замыкания в многофазное короткое резко возрастает. Поэтому, когда значения I_з превышают установленные границы, применяется компенсация нейтрали, которая осуществляется путем включения в нейтраль индуктивности. Индуктивный ток компенсирует емкостные токи однофазных замыканий на землю.

В сетях переменного трехфазного тока напряжением до 1 кВ приняты следующие три системы заземления [3] (рис. 1.2):

а) б)

в) г)

Рис. 1.2. Системы заземления в сетях переменного трехфазного тока:

а – система IT; б – система ТT; в – система TN-S; г – система TN-C

- система IT, в которой нейтраль источника изолированная, а доступные прикосновению металлические части (корпуса оборудования) заземлены;

- система TT, в которой нейтраль источника имеет глухое заземление, а доступные для прикосновения металлические части электроустановки присоединяются к заземлителю, электрически независимому от заземлителя нейтрали источника;

- система TN, имеющая одну или несколько точек непосредственно связанных с землей, доступные для прикосновения металлические части электроустановки присоединяются к этой точке (точкам) посредством нулевых защитных проводников.

Существуют три разновидности системы TN:

- система TN-S, в которой нулевой рабочий проводник (N) и нулевой защитный проводник (PE) работают раздельно;

- система TN-C в которой проводники N и PE объединены в один и рабочий и защитный PEN проводник;

- система TN-C-S, при которой в части сети проводники N и PE объединены в один PEN проводник, а в части сети работают раздельно.