Напряжение 110 кВ и выше

Ранее мы говорили, что нейтраль обычно заземляют, но есть такое понятие, как эффективно заземлённая нейтраль (ЭФН).

Это значит, что у некоторых трансформаторов на напряжение 110 кВ мы нейтраль заземлим, а у некоторых мы нейтраль разземлим с последующей возможностью заземления.

Для оценки кратности перенапряжений вводят такое понятие как коэффициент замыкания на землю – это отношение фазного напряжения неповреждённой фазы при ОЗЗ к номинальному фазному напряжению сети. Как следует из вышесказанного, в сетях с изолированной нейтралью коэффициент замыкания на землю равен 1,73. Это означает, что изолированная нейтраль приводит к проблеме повышения фазного напряжения. Проектировщик, заранее зная об этом, выполняет фазную изоляцию из расчёта линейного (то есть повышенного на 73%) напряжения. Так как удельные капитальные вложения в изоляцию электроустановки среднего напряжения не столь высоки, как в установках высокого напряжения, такое удорожание не приводит к чрезмерному росту стоимости электрооборудования.

В сетях 110 кВ и выше мы установим , и договоримся называть сети где меньше, чем 1,4 сетями с эффективно заземлённой нейтралью.

Мысленный эксперимент заключается в том, что на станции, мы имеем несколько трансформаторов с заземлёнными нейтралями и низким коэффициентом , но для понижения токов самого часто встречающегося ОЗЗ мы хотим разземлить нейтрали, это можно делать до повышения до 1,4, стараясь поймать баланс между ними. Ситуация баланса называется эффективно заземлённой нейтралью.

В наших условиях эффективно заземлённая нейтраль применяется только на сетях 110 кВ. В сетях 220 кВ и выше, предложено нейтрали заземлить. Есть регионы, в которых эффективно заземлённая нейтраль применяется и на 220 кВ, но не выше. Хотя в документах ПУЭ таковые имеются.

Расширенный итог

• Напряжение 0,4 кВ – как правило нейтраль заземляется, но:

  • в случае необходимости повышения надёжности питания электропотребителей

  • в случае, когда электроустановку эксплуатирует грамотный, квалифицированный персонал

  • и в случае, когда с заземлением возникают проблемы (нет земли, невозможно установить низкое сопротивление) допускаются возможности установление IT с изолированной нейтралью.

• Напряжение 6-35 кВ – как привило нейтраль изолируют, но допускается ситуация, при больших токах замыкания на землю использовать резонансно заземлённую нейтраль, которая всё-таки тяготеет к изолированной, кроме того, есть дискуссия по поводу применения резистивно-заземлённой нейтрали, в котором есть две идеи:

  • высокоомная, заземление которой близко к изолированной нейтрали

  • низкоомная, заземление которой тяготеет к заземлённой нейтрали

• Напряжение 110 кВ и выше – как правило глухо заземлённая нейтраль, но особенно на напряжение 110 кВ позволяют некоторые нейтрали разземлять. И только у трансформаторов, но никак не у автотрансформаторов, с целью снижения токов однофазных КЗ и при этом не очень сильных перенапряжений.

Рис. 2. Дополнительные способы заземления нейтрали в сетях различного напряжения а) с резонансно-заземлённой нейтралью б) с резистивно-заземлённой нейтралью в) с разземлённой нейтралью (вроде).

На автотрансформаторах нельзя размыкать нейтраль, потому что (смотрите на ютубчике), но если коротко, то если разземлить нейтраль, при замыкании на землю в фазе А, в сети высокого напряжения, в этот момент фазное напряжение фазы B и C подскочит в 2-3 раза, а это проблема перенапряжений. Поэтому в случае автотрансформатора нейтраль обязательно заземляется, и мы не можем думать о эффективном заземление нейтрали.