A villamosenergia-rendszer transzformátorainak nullaelemeinek működési módjai

A transzformátorok nullavezetőkkel rendelkeznek, amelyek működési módját vagy működési földelési módját a következők okozzák:

• a személyzet biztonsági és munkavédelmi követelményei,

• megengedett földzárlati áramok,

• a földzárlatból eredő túlfeszültségek, valamint a villamos berendezés ép fázisainak a földhöz viszonyított üzemi feszültsége, amely meghatározza az elektromos készülékek szigetelési szintjét,

• a földelő relé megbízható működésének biztosításának szükségessége,

• az elektromos hálózatok legegyszerűbb sémáinak használatának lehetősége.

Egyfázisú földzárlat esetén a villamos rendszer szimmetriája megbomlik: a földhöz viszonyított fázisfeszültségek megváltoznak, földzárlati áramok jelennek meg, hálózatokban túlfeszültségek lépnek fel. A szimmetriaváltozás mértéke a semleges módtól függ.

A semleges üzemmód jelentős hatással van az elektromos vevőkészülékek működési módjaira, az energiaellátó rendszer sémáira, a kiválasztott berendezések paramétereire.

Hálózati nullapontok Összekapcsolt nullapontok és vezetékek halmaza, amelyek leválaszthatók a hálózatról, vagy alacsony vagy nagy ellenállással földelhetők.

A következő semleges üzemmódok használatosak:

• süket földelt semleges,

• elszigetelt semleges,

• hatékonyan földelt nulla.

Az elektromos hálózatok semleges üzemmódjának megválasztását a fogyasztók folyamatos ellátása határozza meg, a munka megbízhatósága, a kiszolgáló személyzet biztonsága és az elektromos berendezések hatékonysága.

A háromfázisú elektromos berendezések transzformátorainak nullapontjai, amelyek tekercséhez elektromos hálózatok csatlakoznak, közvetlenül földelhetők induktív vagy aktív ellenállással, vagy leválaszthatók a földelésről.

Ha a transzformátor tekercsének nullapontja közvetlenül vagy alacsony ellenálláson keresztül csatlakozik a földelőeszközhöz, akkor ezt a nullát vakföldelésnek, a hozzá kapcsolódó hálózatokat pedig földelt nullával rendelkező hálózatoknak nevezzük.

A földelőkészülékhez nem csatlakoztatott nullát izolált nullának nevezzük.

Azokat a hálózatokat, amelyek nullapontja egy reaktoron (induktív ellenálláson) keresztül csatlakozik a földelő berendezéshez, amely kompenzálja a hálózat kapacitív áramát, rezonánsan földelt vagy kompenzált nullával rendelkező hálózatoknak nevezzük.

Azokat a hálózatokat, amelyek nullája ellenálláson (ellenálláson) keresztül van földelve, rezisztíven földelt nullával rendelkező hálózatnak nevezzük.

1 kV-nál nagyobb feszültségű elektromos hálózat, ahol a földzárlati tényező nem haladja meg az 1,4-et (a földzárlati tényező a sértetlen fázis és a föld közötti potenciálkülönbség aránya egy másik vagy két másik földzárlati pontban fázisokat a fázis és a föld közötti potenciálkülönbséghez a zárás előtti pillanatban) hálózatnak nevezzük hatékonyan földelt nulla.

Az elektromos berendezéseket az elektromos biztonsági intézkedésektől függően 4 csoportra osztják:

• 1 kV feletti feszültségű elektromos berendezések hatékonyan földelt nullával (nagy földzárlati árammal) rendelkező hálózatokban,

• 1 kV feletti feszültségű elektromos berendezések szigetelt nullával (alacsony földelőárammal) rendelkező hálózatokban,

• legfeljebb 1 kV feszültségű elektromos berendezések földelt nullával,

• 1 kV-ig terjedő feszültségű elektromos berendezések leválasztott nullával.

Háromfázisú rendszerek semleges üzemmódjai

Feszültség, kV Semleges üzemmód Megjegyzés 0,23 Süketföldelt nulla Biztonsági követelmények. Minden elektromos ház földelve van 0,4 0,69 Leszigetelt nulla Az áramellátás megbízhatóságának javítása érdekében 3,3 6 10 20 35 110 Hatékonyan földelt nulla A nyitott fázisok feszültségének csökkentése a földeléssel, amikor az egyik fázis testzárlatos, és csökkenti a névleges szigetelési feszültséget 220 330 5011 500

A vakföldelt nullával rendelkező rendszerek nagy földzárlati árammal rendelkező rendszerek. Rövidzárlat esetén a rövidzár automatikusan megszakad. A 0,23 kV-os és 0,4 kV-os rendszerekben ezt a leállást a biztonsági követelmények diktálják. Minden berendezéskeret egyidejűleg földelve van.

A 110 és 220 kV-os és nagyobb rendszerek hatékonyan földelt nullával vannak megvalósítva… Rövidzárlat esetén a zárlat is automatikusan kiold. Itt a nulla földelése a névleges szigetelési feszültség csökkenéséhez vezet. Ez egyenlő a sértetlen fázisok földhöz viszonyított fázisfeszültségével. A földzárlati áramok nagyságának korlátozása érdekében nem minden transzformátor nulla van földelve (effektív földelés).

Háromfázisú rendszerek semleges üzemmódjai: a — földelt nulla, b — izolált nulla

Leválasztott nulla, úgynevezett nulla, nincs csatlakoztatva földeléshez, vagy olyan eszközökön keresztül csatlakozik, amelyek kompenzálják a hálózat kapacitív áramát, feszültség transzformátorok és egyéb nagy ellenállású eszközök.

Az áramellátás megbízhatóságának javítására szolgáló, leválasztott semleges rendszer. Jellemzője, hogy ha egy fázist a földhöz zárunk, a fázisvezetők feszültsége a földhöz viszonyítva megnő vonali feszültség, és a feszültségek szimmetriája megbomlik. A kapacitív áram folyik a vonal és a nulla között. Ha ez kisebb, mint 5A, akkor legfeljebb 2 órán keresztül folytatható a működés a 150 MW-ig terjedő turbinagenerátoroknál és a hidrogenerátoroknál - 50 MW-ig. Ha kiderül, hogy a rövidzárlat nem a generátor tekercsében, hanem a hálózatban történt, akkor a munka 6 órán át megengedett.

Az 1-10 kV-os hálózatok erőművek generátorfeszültségű hálózatai és helyi elosztó hálózatok. Ha egy ilyen rendszerben egy fázist földelünk, a sértetlen fázisok földhöz viszonyított feszültsége a hálózati feszültség értékére nő. A szigetelést ezért erre a feszültségre kell méretezni.

A leválasztott semleges üzemmód fő előnye, hogy képes energiával ellátni a betápláló fogyasztókat és az egyfázisú földzárlattal rendelkező fogyasztókat.

Ennek az üzemmódnak a hátránya a földzárlat helyének nehéz felismerése.

A leválasztott nulla üzemmódjának megnövekedett megbízhatósága (vagyis a normál működés lehetősége egyfázisú földzárlatok esetén, amelyek az elektromos berendezések meghibásodásának jelentős részét teszik ki) a feletti feszültségek kötelező használatához vezet. 1 kV 35 kV-ig bezárólag, mivel ezek a hálózatok nagy fogyasztói és energiafogyasztói csoportokat látnak el.

A 110 kV-os és afeletti feszültségtől az izolált semleges üzemmód használata gazdaságilag veszteségessé válik, mivel a feszültség földhöz viszonyított növekedése a fázisról a vonalra megköveteli a fázisszigetelés jelentős növelését. Az izolált semleges üzemmód használata 1 kV-ig megengedett, és indokolt az elektromos biztonságra vonatkozó fokozott követelmények.

Olvassa el még: Elektromos hálózatok használata szigetelt nullával