Заземление нейтрали генератора


Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Заземление нейтрали генератора или трансформатора называется рабочим заземлением в отличие от защитного заземления.  [1]

Заслуживает внимания применение реакторов для заземления нейтрали генераторов.  [2]

Интересно отметить, что такой метод заземления нейтрали генераторов широко применялся в Германии уже около 25 лет назад. При этом во вторичную цепь включались сопротивления, зависящие от тока. Так как такие лампы изготовлялись только для небольшого напряжения ( 100 - 150 0), то их включение было возможно только через трансформатор.  [4]

Может показаться, что причиной опасности является заземление нейтрали генератора. Не будь его, прикосновение к проводу было бы вполне безопасно, так как через человеческое тело не замыкалась бы ни одна электриче ская цепь.  [6]

Сети одного и того же номинального напряжения при разных способах заземления нейтралей генераторов и трансформаторов имеют ряд различий в технических и экономических показателях. Способ заземления нейтрали в первую очередь оказывает влияние на величину тока замыкания на землю. Все электрические сети в зависимости от величины последнего подразделяют на сети с малым и сети с большим током замыкания на землю.  [7]

Сети одного и того же номинального напряжения, но при разных способах заземления нейтралей генераторов и трансформаторов, имеют ряд различий в технических и экономических показателях. Способ заземления нейтрали в первую очередь оказывает влияние на величину тока замыкания на землю.  [8]

Ознакомление с документом показывает, что в практике США продолжается наметившийся уже ранее отход от заземлений нейтрали генераторов через устройства с большими токами замыкания на землю. Из анкет более раннего периода ( 1947 г.) видно, что большие токи замыкания на землю широко применялись как при системе блока, так и при питании кабельных линий.  [9]

Предельно допустимые значения сопротивлений растеканию заземляющего устройства электроустановок напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью приведены в табл. 3 ( заземление нейтралей генераторов или трансформаторов) и в табл. 4 с изолированной нейтралью.  [11]

Дано: фазная ЭДС генератора Е 210 В; сопротивления различных последовательностей: генератора Zrl j3 Ом; Z jl Ом; Zjo 0 5 Ом, линии Zj ijO 5 Ом; Z Д5 Ом; Z l0 jO 75 Ом и двигателя Zltl j4 Ом; Z jl Ом; Z jO 5 Ом; сопротивление заземления нейтрали генератора ZN /) 25 Ом.  [12]

Обычно нейтраль генераторов, главным образом на крупных электростанциях, не заземляется наглухо. Непосредственное заземление нейтрали генераторов, встречающееся на практике очень редко, производится в распределительных сетях низкого напряжения ( 380 / 220 в), питающихся непосредственно от генераторов.  [13]

Некоторые из указанных защит устанавливаются не на всех генераторах. Это определяется напряжением, мощностью и характером заземления нейтрали генератора. Так, например, для генераторов напряжением до 1000В и мощностью до 1 5 МВт в связи с высоким запасом изоляции защита выполняется упрощенно. Обычно это токовая защита от всех видов повреждений и ненормальных режимов. Применяются также плавкие предохранители. В связи с этим ниже защиты высоковольтные и защиты низковольтных синхронных генераторов рассматриваются раздельно.  [14]

Некоторые из указанных защит устанавливаются не на всех генераторах. Это определяется напряжением, мощностью и характером заземления нейтрали генератора. МВт в связи с высоким запасом изоляции защита выполняется упрощенно. Обычно это токовая защита от всех видов повреждений и ненормальных режимов. Применяются также плавкие предохранители.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Зачем необходимо заземлять дизельный генератор?

Большинство людей знает, что для обеспечения электробезопасности при установке генератора необходима система заземления. При этом они имеют достаточно общее представление о том, что заземление – это специальное соединение электросети либо электроприборов с заземляющим механизмом в определенной точке. Возникает вопрос, как же правильно заземлять дизельный генератор?

Относительно мер по обеспечению электробезопасности, часто используемые дизельные электростанции и сопутствующие им приборы (пульт управления, система переключения питания, устройство для автоматического ввода резерва, распределители и т.п.), которые включает в себя комплектация дизельгенератора, относят к электрооборудованию с напряжением не более 1 кВ.

Данные электростанции применяются в электросетях, где нейтраль трансформатора либо генератора соединяется с заземляющим механизмом:

  • напрямую
  • через сопротивление приборов
  • не соединяется вовсе

Следовательно, первый вариант нейтрали можно назвать глухозаземленным, а второй – изолированным. Нейтраль второго типа обычно применяется в случае использования дизельгенератора в роли дополнительного источника электропитания, обеспечивающего его автономную доставку, а при резервировании основной электросети, нейтраль которой относится к глухозаземленному типу, генератор соединяют с заземляющим механизмом через сопротивление либо не соединяют вообще. Назовем такие механизмы:

  • IT – это заземляющая система, у которой нейтраль генератора питания относится к изолированному типу и имеется заземление открытых проводящих участков электрооборудования.
  • Рисунок 1 - Система заземления IT
  • TT - это механизм, имеющий глухозаземленную нейтраль генератора электропитания и заземление электрооборудования посредством автономного заземляющего прибора.
  • Рисунок 2 - Система заземления TT
  • TN - существуют различные варианты этого механизма, предназначенные для электрооборудования в сетях, имеющих нейтраль глухозаземленного типа. При всех них открытые проводящие части соединены с глухозаземленной нейтралью генератора электропитания нулевыми защитными проводниками. Защитный и рабочий нулевые проводники системы TN-C соединены в общий проводник по всей ее длине, а соответствующие элементы системы TN-S расположены раздельно. В системе TN-C-S происходит совмещение нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в одном на определенном промежутке с последующим их разделением на обособленные устройства.
Рисунок 3 - Система заземления TN-S (рис.a) и TN-C (рис.б)

Важно помнить, что организация заземления дизельных электростанций является необходимой мерой, обеспечивающей безопасное использование данного оборудования. Именно поэтому при установке системы заземления следует строго руководствоваться специально разработанным правилам (ПЭУ-7).

Это утверждение верно для абсолютно всех моделей, которые можно увидеть в разделе дизельные генераторы >>>

Для организации заземления потребуется заземляющие устройства:

  • Заземлитель - представляет собой одиночный проводник (электрод) либо систему таких электродов, которые электрически контактируют с землей.
  • Заземляющий проводник - устройство, которое соединяет заземляющую точку и заземлитель. Для присоединения заземляющего проводника к заземлителю понадобится сварочный аппарат, а для его подключения к электрогенератору – болтовое соединение.

В роли естественных заземлителей могут выступать железобетонные фундаменты построек, изготовленные из металла трубы и т.п. Правда, в силу разных причин, при их применении полученное сопротивление может быть недостаточно низким. К тому же, запрещается использовать трубопроводы для взрывчатых и легко воспламеняющихся соединений. В том случае, когда дизельгенератор размещен в постройке, снабженной заземляющим контуром, разрешается заземлять его через данный контур. Оптимальный же вариант для дизельной станции – это создание индивидуального контура заземления.

Важно знать! С учетом основных положений ПЭУ-7 для электросетей с нейтралью глухозаземленного типа и значением линейного напряжения 380 В, сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом. Оптимальным считается наименьшее значение показателя сопротивления заземляющей цепи, что объясняется большей величиной тока пробоя на землю и более быстрой реакции защитного коммутатора цепи.

Cопротивление, в первую очередь, определяется:

  • величиной поверхности электродов
  • глубиной заземления
  • удельным сопротивлением земли

При этом последний показатель является основным, потому что он в большей степени определяет величину сопротивления. Удельное сопротивление грунта также зависит от ряда параметров: температуры, влажности почвы, концентрации католитов и обладающих электропроводностью минеральных соединений. Из этого следует, что данный показатель отличается в зависимости от времени года и местности.

Чтобы качественно заземлить электрогенератор и создать безопасные условия труда для работников, следует выполнить весь перечень требований, которые предъявляются ко всем составляющим заземляющего механизма, а также провести тщательный расчет его максимального допустимого сопротивления. Данный расчет можно произвести только при известном показателе удельного сопротивления грунта, который измеряется посредством специального прибора прямо в зоне проведения работ. При этом следует помнить о сезонных коэффициентах. В норме полученное значение сопротивления должно быть не больше расчетного норматива.

Не вызывает сомнения, что такие работы должны проводиться только квалифицированными кадрами с использованием электролабаротории. За годы работы наша компания приобрела огромный объем знаний в области установки контуров заземления для электрогенераторов. Технологии проведения всех работ всецело соответствуют ПУЭ и ПТЭЭП. После их проведения мы гарантированно выдаем паспорт на установленное оборудование.

www.all-generators.ru

Глухозаземленная нейтраль: принцип работы, устройство, особенности

В подавляющем большинстве электросетей (до 1 кВ) применяется глухозаземленная нейтраль, поскольку такое исполнение наиболее оптимально для действующих требований электробезопасности. Учитывая распространенность этой схемы заземления нейтрали, имеет смысл подробно ознакомиться с ее устройством, принципом работы и техническими особенностями, а также основными требованиями ПУЭ к электроустановкам до 1 кВ.

Что такое глухозаземленная нейтраль?

Начнем с определения нейтрали, в электротехнике под этим термином подразумевается точка в месте соединения всех фазных обмоток трансформаторов и генераторов, когда применяется тип подключения «Звезда». Соответственно, при включении «Треугольником» нейтрали быть не может.

Включение обмоток: а) «звездой»; б) «треугольником»

Если нейтраль обмоток генератора или трансформатора заземлить, то такая система получит название глухозаземленной, с ее организацией можно ознакомиться ниже.

Рис. 2. Сеть с глухозаземленной нейтралью

Устройство сетей с голухозаземленной нейтралью

Как видно из рисунка 2, характерной особенностью электросетей TN типа является заземление нейтрали. Заметим, что в данном случае речь идет не о защитном заземлении, а о рабочем соединении между нейтралью и заземляющим контуром. Согласно действующим нормам, максимальное сопротивление такого соединения – 4-е Ома (для сетей 0,4 кВ). При этом нулевой провод, идущий от глухозаземленной средней точки, должен сохранять свою целостность, то есть, не коммутироваться и не оборудоваться защитными устройствами, например, предохранителями или автоматическими выключателями.

В ВЛ до 1-го кВ, используемых в системах с глухозаземленной нейтралью, нулевые провода прокладываются на опорах, как и фазные. В местах, где делается отвод от ЛЭП, а также через каждые 200,0 метров магистрали, положено повторно заземлять нулевые линии.

Пример устройства сети TN-C-S

Если от трансформаторных подстанций отводятся кабели к потребителю, то при использовании схемы с глухозаземленной нейтралью, длина такой магистрали не может превышать 200,0 метров. На вводных РУ также следует подключать шину РЕ к контуру заземления, что касается нулевого провода, то необходимость в его подключении к «земле» зависит от схемы исполнения.

Технические особенности

В данной системе, где используется общая средняя точка, помимо межфазного присутствует и фазное напряжение. Последнее образуется между рабочим нулем и линейными проводами. Наглядно отличие первого от второго продемонстрировано ниже.

Разница между фазным и линейным напряжением

Разность потенциалов UF1, UF2 и UF3 принято называть фазными, а величины UL1, UL2 и UL3 – линейными или межфазными. Характерно, что UL превышает UF примерно в 1,72 раза.

В идеально сбалансированной сети трехфазного электрического тока должны выполняться поддерживаться следующие соотношения:

UF1= UF2=UF3;

UL1=UL2=UL3.

На практике добиться такого результата невозможно по ряду причин, например из-за неравномерной нагрузки, токов утечки, плохой изоляции фазных проводников и т.д. Когда нейтраль заземлена, дисбаланс линейных и фазных характеристик энергосистемы существенно снижается, то есть, рабочий ноль позволяет выравнивать потенциалы.

Обрыв нулевого провода считается серьезной аварией, которая с большой вероятностью приведет к нарушению симметрии нагрузки, более известной под термином «перекос фаз». В таких случаях в сетях однофазных потребителей произойдет резкое увеличение амплитуды электрического тока, что с большой вероятностью выведет из строя оборудование, рассчитанное на напряжение 220 В. Получить более подробную информацию о перекосе фаз и способах защиты от него, можно на страницах нашего сайта.

Принцип действия сетей с глухозаземленной нейтралью

Теперь рассмотрим подробно, с какой целью заземляется нейтраль и как подобная реализация обеспечивает должный уровень электробезопасности, для этого перечислим обстоятельства, которые могут привести к поражению электротоком:

  • Непосредственное прикосновение к токоведущим элементам. В данном случае никакое заземление не поможет. Необходимо ограничивать доступ к таким участкам и быть внимательным при приближении к ним.
  • Образование зон с шаговым напряжением в результате аварий на ВЛ или других видах электрохозяйства.
  • Повреждения внутренней изоляции может привести к «пробою» на корпус электроустановки, то есть, на нем появляется опасное для жизни напряжение.
  • В результате нарушения электроизоляции токоведущих линий под напряжением могут оказаться кабельные каналы, короба и другие металлические конструкции, используемые при трассировке.

В идеале между нейтралью и землей разность потенциалов должна стремиться к нулю. Подключение к заземляющему контуру на вводе потребителя существенно способствует выполнению этого условия, в тех случаях, когда ТП находится на значительном удалении. При правильной организации заземления такая особенность может спасти человеческую жизнь, как минимум, в двух последних случаях из указанного выше списка.

Чтобы избежать пагубного воздействия электротока необходимо заземлять корпуса электроприборов, а также и других металлических частей электроустановок зданий. Это приведет к тому, что при «пробое» возникнет замыкание фазы на землю. В результате произойдет автоматическое отключение снабжения питанием электроприемников, вызванное срабатыванием устройства защиты от токов КЗ.

Даже если защита не сработает, а кто-либо прикоснется к металлическому элементу, все равно ток будет течь по заземляющему проводнику, поскольку в этой цепи будет меньшее сопротивление.

Движение тока при КЗ на корпус

Говоря о принципе работы защиты заземленной нейтрали нельзя не отметить быстрый выход в аварийный режим, когда один из фазных проводов замыкается на шину PEN. По сути, это КЗ на нейтраль, следствием которого является резкое возрастание тока, приводящее к защитному отключению энергоустановки или проблемного участка цепи.

При определенных условиях можно даже организовать защиту от образования опасных зон с шаговым напряжением. Для этого на пол в потенциально опасном помещении стелют (если необходимо, то замуровывают в бетон) металлическую сеть, подключенную к общему заземляющему контуру.

Отличия глухозаземленной нейтрали от изолированной

Чтобы дать объяснить различие необходимо, кратко рассказать об основных особенностях изолированной нейтрали, пример такого исполнения приведен ниже.

Рис. 6. Электроустановка с изолированной нейтралью

Как видно из рисунка при данном способе нейтраль изолирована от контура заземления (в случае соединения обмоток «треугольником» она вообще отсутствует), поэтому открытые проводящие части (далее по тексту ОПЧ) электроустановок заземляются независимо от сети. Основное преимущество такой системы заключается в том, что при первом однофазном замыкании можно не производить защитное отключение. Это несомненный плюс для высоковольтных линий, поскольку обеспечивается более высокая надежность электроснабжения. К сожалению, такой режим заземления не удовлетворяет требования электробезопасности для сетей конечных потребителей.

Низкий уровень электробезопасности основной, но не единственный недостаток изолированной нейтрали, с их полным списком, а также другими особенностями этой схемы электроснабжения, можно ознакомиться на нашем сайте.

Системы TN и её подсистемы

Начнем с аббревиатуры. Первые две буквы характеризуют вариант исполнения заземления для нейтрали и ОПЧ соответственно. Варианты для первой литеры:

  • T (от англ. terra – земля) – обозначает глухозаземленную нейтраль.
  • I (от англ. isolate – изолировать) – указывает, что соединение с «землей» отсутствует.

Варианты вторых литер говорят об исполнении заземления ОПЧ: N или Т, используется глухозаземленная нейтраль или независимый контур, соответственно.

Сейчас практикуется три схемы нейтрали:

  1. Эффективное заземление обозначается, как ТТ. Особенность такой схемы заключается в том, что глухозаземленный вывод (N)считается рабочим проводом, а для защиты используется собственный заземляющий проводник (РЕ). Схема заземления ТТ
  2. Изолированная нейтраль (принятое обозначение IT), схема системы была представлена выше на рис. 6.
  3. Вариант TN (глухозаземленное исполнение).

У последнего варианта исполнения есть три подвида:

  • Совмещенный вариант, принятое обозначение TN-С. У данного подвида защитный нуль соединен с нейтральным проводом, что не обеспечивает должного уровня электробезопасности. При обрыве РЕ+N защитное зануление становится бесполезным. Это основная причина, по которой от системы TN-C постепенно отказываются. Схема заземления TN-С
  • Вариант TN-S, нулевой и защитный проводники проложены раздельно. Такая схема наиболее безопасна, но для нее требуется использовать не 4-х, а 5-ти жильный кабель, что повышает стоимость реализации. Схема заземления TN-S
  • Подсистема, совмещающая в себе два предыдущих варианта – TN-C-S. От подстанции до ввода потребителя идет один провод, в РУ он подключается к шинам PE, N и заземляющему контуру. Такая подсистема заземленной нейтрали сейчас наиболее распространена. Схема заземления TN-C-S

Требования ПУЭ

В Правилах нормам и требованиям к глухозаземленной посвящена глава 1.7, приведем наиболее значимые выдержки из нее:

  • Для подключения нейтрали к контуру заземления необходимо использовать специальный проводник.
  • При выборе места под заземляющее устройство следует исходить из минимально допустимого расстояния между ним и нейтралью.
  • Если в качестве заземления используется жб конструкция фундамента, то к его армирующему основанию следует подключаться не менее чем в 2-х точках, это гарантирует наиболее эффективную защиту.
  • Сопротивление заземляющего проводника для трехфазной цепи электрической сети 0,4 кВ имеет ограничение 4-е Ома. В исключительных случаях эта норма может быть пересмотрена исходя из характеристик грунта.
  • В линии глухозаземленной нейтрали запрещено устанавливать предохранители, защитные устройства и другие элементы, способные нарушить целостность проводника.
  • Правилами предписывается обеспечить заземляющему проводнику надежную защиту от механических повреждений.
  • ВЛ должна быть оборудована дублирующими заземлителями, они устанавливаются в начале и конце линии, на отводах, а также через каждые 200 м.
  • Дублирующее заземление должно выполняться и на вводе потребителя и обязательно указываться в схеме щитка ВРУ.
  • При организации бытовых однофазных сетей от ВРУ должна выполняться разводка тремя проводами, один из которых фаза, второй – ноль (N) и третий – защитный (РЕ).
  • Скорость срабатывания защитных автоматов, установленных в однофазных сетях с глухозаземленной нейтралью, не должна быть продолжительней 0,40 сек.

www.asutpp.ru

Виды нейтралей в электрических сетях

Электрические сети, как известно, делятся в зависимости от класса напряжения – до и выше 1000В. Нейтраль – это общая точка обмоток у трансформаторов и генераторов, соединенных в звезду. Если же схема обмоток треугольник и необходим ноль, то можно вспомнить про схему «скользящий треугольник». Будем рассматривать только сети переменного тока.

Виды заземления нейтрали в сетях до 1кВ

В электрических сетях напряжением до 1000В принято использовать три системы заземления нейтрали – это TN, IT, TT. Каждая из букв несет определенный смысл, разберемся:

  • 1-ая буква описывает способ заземления нейтрали источника питания
    • T (terra) – нейтраль глухозаземленная
    • I (isolate) – нейтраль изолирована (и – изолирована, легко запомнить)
  • 2-ая буква показывает способ заземления открытых проводящих частей (ОПЧ) с землей
    • N (neutral) – ОПЧ заземлены через глухозаземленную нейтраль источника питания
    • T – ОПЧ заземлены независимо от источника питания

В свою очередь система TN делится на три подсистемы – TN-C, TN-S и TN-C-S. В рамках данной подсистемы третьи буквы (C - combine, S - separe) обозначают совмещение или разделение в одном проводе функций нулевого защитного (PE) и нулевого рабочего (N) проводника.

Рассмотрим теперь каждую систему более подробно.

Система заземления TN

В этой системе нейтраль глухозаземлена, а открытые проводящие части заземлены через эту глухозаземленную нейтраль. Глухозаземленная – это значит что нейтраль присоединена непосредственно к заземляющему устройству (болтом, сваркой) или через малое сопротивление (трансформатор тока).

В сетях до 1кВ глузозаземленная нейтраль используется для питания однофазных и трехфазных нагрузок.

Система заземления TT

Система TT предполагает, что нейтраль источника питания глухозаземлена, а ОПЧ оборудования заземлены заземляющим устройством электрически несвязанным с нейтралью источника. То есть защитный PE-проводник создается у самого потребителя, а не идет от источника питания.

Система заземления IT

В системе IT нейтраль генератора или трансформатора изолирована или заземлена через устройства, имеющие высокое сопротивление, а ОПЧ заземлены независимо. Эта система не рекомендуется для жилых зданий, используется там, где при первом замыкании на землю не требуется перерыв питания. Это могут быть электроустановки с повышенными требованиями надежности снабжения электроэнергией.

Виды заземления нейтрали в электросетях выше 1кВ

В сетях напряжением выше 1000В используется изолированная (незаземленная) нейтраль, эффективно заземленная нейтраль и резонансно-заземленная нейтраль. Глухозаземленная нейтраль используется только в сетях до 1кВ.

Сети с незаземленной (изолированной) нейтралью

Исторически первая система заземления. Нейтральная точка источника питания не присоединена к заземляющему устройству. Обмотки соединены в треугольник и выходит, что нулевая точка отсутствует. Применяется на напряжение 3-35кВ.

Сети с эффективно-заземленной нейтралью

Этот вид заземления используется в сетях напряжением выше 110кВ. Достоинство заключается в том, что при однофазных замыканиях на неповрежденных фазах напряжение относительно земли будет равно 0,8 междуфазного в нормальном режиме работы. В этой системе сам контур заземления выполняется с учетом протекания больших токов КЗ, что делает его сложным и дорогим.

Сети с нейтралью, заземленной через резистор или реактор

Применяется в сетях 3-35кВ. Используется для уменьшения величины токов КЗ. Исторически был вторым способом заземления нейтрали. Заземление через резистор используется во всем мире, через реактор – в странах бывшего союза.

Заземление через реактор – при отсутствии замыкания ток через реактор мал. Когда происходит замыкание фазы на землю, то через место повреждения течет емкостной ток КЗ и индуктивный ток реактора. Если их величина равна, то в месте замыкания отсутствует ток (явление резонанса).

Заземление через резистор бывает низкоомным и высокоомным. Разница в величине тока, создаваемым резистором при замыкании на землю. Высокоомное применяется в сетях с малыми емкостными токами, в этом случае замыкание можно не отключать немедленно. Низкоомное заземление наоборот используется при больших емкостных токах.

Выбор виды заземления нейтрали зависит от следующих факторов:

  • величина емкостного тока сети
  • допустимая величина однофазного замыкания
  • возможности отключения однофазного замыкания
  • вида и типа релейных защит
  • безопасности персонала
  • наличия резерва

Поделитесь с коллегами и сокурсниками

pomegerim.ru


Смотрите также