1.4 Режимы работы нейтралей в электроустановках

Вид связей нейтралей машин и трансформаторов в значительной степени определяют уровень изоляции, выбор коммутационной аппаратуры, значения перенапряжений и способы их устранения, выбор устройств релейной защиты.

1 .4.1 Сеть с изолированной нейтралью

A

B

I_CB

I_CC

C

I_C

Рисунок 1.3 – Схема замещения сети с изолированной нейтралью и токи в ней

Могут быть сетями на напряжение 3 – 35 кВ. Распределенные емкости фаз относительно земли на рисунке показаны сосредоточенными. Напряжения U_C и U_B увеличиваются в раз и становятся равным линейным, поэтому изоляция сети должна быть в 1.73 раза прочнее, чем в сетях с заземленной нейтралью.

Хотя напряжения здоровых фаз относительно земли увеличиваются, треугольник относительных напряжений фаз остается неизменным, поэтому потребители продолжают работать нормально! По ПУЭ при токе замыкания ≤ 5А разрешается работать в этом режиме не более 2 часов. Защиты работают на сигнал. Но в месте замыкания может гореть перемежающаяся дуга - тогда возникают перенапряжения до 3,5U_Н, которые охватывают всю сеть, что может привести к повреждению изоляции электрических машин или переходу в 2-х фазное КЗ.

1.4.2 Сеть с компенсированной нейтралью

Ч тобы снизить величину тока замыкания меньше 5А (тогда дуга гореть не будет), нейтраль заземляют через дугогасящий реактор.

Рисунок 1.4 – Схема замещения сети с компенсированной нейтралью

Токи I_C и I_L находятся под углом, близким к 180˚, то есть они взаимно компенсируют друг друга и ток в месте короткого замыкания значительно снижается (I_C+I_L). Так как емкость сети при включении и отключении присоединений может значительно изменятся, катушка должна быть снабжена автоматическим регулятором, изменяющим ток I_L в соответствии с током I_C.

1.4.2 Сеть с эффективно заземленной нейтралью

В сетях 110кВ и выше определяющим фактором, влияющим на режим работы нейтрали, является стоимость изоляции. Чтобы не допускать увеличения напряжений здоровых фаз, нейтраль здесь заземляют через заземляющее устройство – контур заземления, охватывающий большую площадь.

Рисунок 1.4 – Схема сети с эффективно заземленной нейтралью

Ток КЗ в этом случае многократно превышает рабочий и короткое может быть легко распознано и отключено релейной защитой. В связи с тем, что ток однофазного короткого замыкания может превышать ток двухфазного, часть нейтралей трансформаторов разземляют!

1.4.2 Сеть с глухо заземленной нейтралью

В сетях до 1000В для подключения нагрузок на фазное напряжение вместе с проводниками фаз прокладывают и нейтральный провод. К этому проводу также присоединяют металлические корпуса электроприборов. В случае пробоя изоляции прибора на корпусе не возникнет опасное напряжение относительно земли. Возникшее короткое будет отключено автоматом на щите питания.

Рисунок 1.4 – Схема сети с глухо заземленной нейтралью

Примером таких сетей является разводка проводки в многоквартирных домах и подключение индивидуальных домостроений в жилых поселках.