Начини рада неутрала трансформатора електроенергетског система

Трансформатори имају неутрале чији начин рада или начин рада уземљења је последица:

• захтеве за безбедност и заштиту на раду особља,

• дозвољене струје земљоспоја,

• пренапони који настају услед земљоспоја, као и радни напон неоштећених фаза електричне инсталације у односу на земљу, који одређују ниво изолације електричних уређаја,

• потреба да се обезбеди поуздан рад релеја за уземљење,

• могућност коришћења најједноставнијих шема електричних мрежа.

У случају једнофазног земљоспоја, симетрија електричног система је нарушена: фазни напони у односу на земљу се мењају, појављују се струје земљоспоја, јављају се пренапони у мрежама. Степен промене симетрије зависи од неутралног мода.

Неутрални режим има значајан утицај на режиме рада електричних пријемника, шеме електроенергетског система, параметре одабране опреме.

Неутрална мрежа То је скуп међусобно повезаних неутралних тачака и проводника који могу бити изоловани од мреже или повезани са земљом преко ниског или високог отпора.

Користе се следећи неутрални режими:

• глуво приземљено неутрално,

• изолован неутралан,

• ефективно заснована неутрална.

Избор неутралног режима у електричним мрежама одређен је континуираним напајањем потрошача, поузданост рада, сигурност сервисног особља и ефикасност електричних инсталација.

Неутрале трансформатора трофазних електричних инсталација, на чије намотаје су прикључене електричне мреже, могу бити уземљене директно индуктивним или активним отпором или изоловане од земље.

Ако је нул намотаја трансформатора директно или преко ниског отпора повезан са уређајем за уземљење, онда се овај нул назива слепо уземљеним, а мреже повезане на њега, односно мреже са уземљеним неутралом.

Неутрал који није повезан са уређајем за уземљење назива се изоловани нул.

Мреже, чија је нула преко пригушнице (индуктивни отпор) повезана са уређајем за уземљење, која компензује капацитивну струју мреже, називају се мреже са резонантно уземљеним или компензованим неутралом.

Мреже чија је нула уземљена преко отпорника (отпор) називају се мрежа са отпорно уземљеним неутралом.

Електрична мрежа са напоном већим од 1 кВ, где фактор земљоспоја не прелази 1,4 (фактор земљоспоја је однос потенцијалне разлике између неоштећене фазе и земље у тачки земљоспоја другог или два друга фазе до разлике потенцијала између фазе и земље у том тренутку пре затварања) назива се мрежа са ефективно заснована неутрална.

Електричне инсталације, у зависности од електросигурносних мера, деле се у 4 групе:

• електричне инсталације напона изнад 1 кВ у мрежама са ефективно уземљеним неутралом (са високим струјама земљоспоја),

• електричне инсталације напона преко 1 кВ у мрежама са изолованим неутралним елементом (са малим струјама уземљења),

• електричне инсталације напона до 1 кВ са уземљеним неутралом,

• електричне инсталације напона до 1 кВ са изолованим неутралним.

Неутрални режими трофазних система

Напон, кВ Неутрални режим Напомена 0.23 Безбедносни захтеви. Сва електрична кућишта су уземљена 0,4 0,69 Изоловани нул За побољшање поузданости напајања 3,3 6 10 20 35 110 Ефикасно уземљен неутрал За смањење напона отворених фаза на масу када је једна фаза кратко спојена на масу и смањење називног изолационог напона 220 330 010 15

Системи са слепим уземљеним неутралом су системи са високом струјом земљоспоја. У случају кратког споја, кратки спој се аутоматски прекида. У системима 0,23 кВ и 0,4 кВ ово гашење је диктирано сигурносним захтевима. Сви оквири опреме су истовремено уземљени.

Системи 110 и 220 кВ и више су имплементирани са ефективно уземљеном неутралом... У случају кратког споја, кратки спој се такође аутоматски искључује. Овде уземљење нуле доводи до смањења називног изолационог напона. Он је једнак фазном напону неоштећених фаза према земљи. Да би се ограничила величина струја земљоспоја, нису сви неутрали трансформатора уземљени (ефикасно уземљење).

Неутрални режими трофазних система: а — уземљена неутрална, б — изолована неутрална

Изолована нула која се назива неутрална, није повезана са уређајем за уземљење или повезана преко уређаја који компензују капацитивну струју у мрежи, напонски трансформатори и други уређаји високог отпора.

Систем са изолованим неутралним елементом који се користи за побољшање поузданости напајања. Карактерише га чињеница да када је једна фаза затворена са земљом, напон фазних проводника у односу на земљу расте на линијски напон, а симетрија напона је нарушена. Капацитивна струја тече између линије и нуле. Ако је мањи од 5А, онда је дозвољено наставити рад до 2 сата за турбинске генераторе снаге до 150 МВ и за хидрогенераторе - до 50 МВ. Ако се утврди да се кратки спој није догодио у намотају генератора, већ у мрежи, онда је рад дозвољен 6 сати.

Мреже од 1 до 10 кВ су мреже са генераторским напоном електрана и локалних дистрибутивних мрежа. Када је у таквом систему једна фаза уземљена, напон неоштећених фаза у односу на уземљење расте до вредности напона мреже. Због тога изолација мора бити оцењена за овај напон.

Главна предност изолованог неутралног режима је могућност снабдевања енергијом доводних потрошача и потрошача са једнофазним земљоспојем.

Недостатак овог режима је тешко откривање локације земљоспоја.

Повећана поузданост режима (односно могућност нормалног рада у случају једнофазних земљоспоја, који чине значајан део квара електричне опреме) изолованог неутралног доводи до његове обавезне употребе на напонима изнад 1 кВ до укључујући 35 кВ, јер ове мреже напајају велике групе потрошача и потрошача енергије.

Од напона од 110 кВ и више, употреба изолованог неутралног режима постаје економски неисплатива, пошто повећање напона у односу на тло од фазе до линије захтева значајно повећање фазне изолације. Употреба изолованог неутралног режима до 1 кВ је дозвољена и оправдана повећаним захтевима за електричну сигурност.

Прочитајте такође: Употреба електричних мрежа са изолованим неутралом