Elektrische netwerken met een effectief geaarde nulleider

Een effectief geaarde nulleider is een geaarde nulleider van een driefasig voedingsnetwerk met een spanning van meer dan 1 kV, waarbij de aardfoutfactor niet hoger is dan 1,4.

Wat betekent het? De fase-naar-aarde spanning bij kortsluiting van één of twee andere fasegeleiders naar de aarde moet worden gedeeld door de fase-naar-aarde spanning op dat moment tot het moment van aardfout, en de verhouding moet niet meer zijn dan 1,4.

Met andere woorden, als er een fase-aardfout optreedt in een driefasig netwerk met een geïsoleerde nulleider, dan neemt de spanning tussen de resterende fasen en de aarde tegelijkertijd ongeveer 1,73 keer toe voor een netwerk met een effectief geaarde nulleider, deze waarde is niet hoger dan 1,4. …

Dit aspect is belangrijk als het gaat om hoogspanningsnetwerken, waar het dankzij de effectief geaarde nulleider niet nodig is om de hoeveelheid isolatie in de apparatuur en in de netwerken zelf te vergroten, dat wil zeggen de productie van netwerken en apparaten die zal werken in omstandigheden met een effectieve geaarde nulleider, zal altijd goedkoper zijn.

De International Electrotechnical Commission beveelt aan dat extra-hoge en hoogspanningsnetwerken met nulleiders verbonden met aarde of nulleiders verbonden met aarde via lage weerstand worden geclassificeerd als netwerken met een effectief geaarde nulleider. Met name in Rusland worden netwerken met een spanning van 110 kV geclassificeerd als netwerken met een effectief geaarde nulleider.

Volgens de regels voor de technische werking van elektrische installaties van consumenten, voor netwerken met een effectief geaarde nulleider, wordt de maximale weerstand van het aardingsapparaat aangepast tot 0,5 Ohm, rekening houdend met de natuurlijke aarding, en mag het kunstmatige aardingsapparaat niet hebben een weerstand van meer dan - groter dan 1 Ohm. Dit geldt voor elektrische installaties van 1 kV waarbij de aardfoutstroom groter is dan 500 A.

Deze voorziening is ingegeven door de noodzaak om grote stromen door het apparaat te leiden in het geval van kortsluiting naar aarde wanneer de netspanning extra hoog of hoog is, en de vereiste om de spanning tussen de werkfasen en aarde te beperken, om in geval van nood een gevaarlijke overschrijdingsspanning en aanraakspanning verminderen, evenals compensatie van potentialen buiten het onderstation.

Het is noodzakelijk om de potentialen op het grondgebied van het onderstation gelijkmatig te verdelen, evenals het verschijnen van stapspanningen op een afstand van het onderstation uit te sluiten, wat wordt bereikt door potentiaalvereffeningsapparaten te gebruiken, die een verplicht onderdeel zijn van de aardingsapparaten voor effectief geaarde neutralen.

Belangrijke nuances en vereisten bij de implementatie van aardingsapparaten voor netwerken met effectief geaarde neutralen zorgen voor problemen bij de berekening en constructie ervan, waardoor deze structuren materiaalintensief zijn, vooral als de grond een hoge weerstand heeft, zoals rotsachtige, steenachtige of zanderige grond. De bouwvoorwaarden zijn krap.

Natuurlijk zijn sommige zogenaamde nadelen inherent aan netwerken met effectief geaarde neutrale en zijn typisch. Door de geaarde nulleider van de transformator ontstaat bij kortsluiting naar aarde een aanzienlijke kortsluitstroom die dankzij de relaisbeveiligingsinrichtingen snel moet worden opgeheven door ontkoppeling.

Vooral kortsluitingen naar aarde in 110 kV hoogspanningsnetten zijn zelfontkoppelend en dankzij automatische sluitingen stroom is hersteld. Om grote stromen af ​​te kunnen voeren worden aardingslussen aangelegd, maar die zijn duur.

Eenfasige kortsluitstromen naar aarde, in het geval van een groot aantal geaarde transformator-nulleiders, kunnen de stroom van een driefasig circuit overschrijden, en om deze stand van zaken te elimineren, is een modus van gedeeltelijke aarding van transformator-nulleiders gebruikt, voor dit deel van de transformatoren (110-220 kV) zijn niet geaard, de nulleiders zijn geïsoleerd door ze aan te sluiten op open scheiders. Of ze beperken de kortsluitstroom van de transformator naar aarde door de nulleider via een speciale weerstand te aarden.

Voor elk van de secties van het netwerk wordt het minimum aantal geaarde neutralen gevonden door middel van berekeningen. Gebaseerd vereisten voor relaisbeveiliging om aardfoutstromen op een bepaald niveau te houden en om de isolatie van geaarde nulleiders tegen overspanningen te beschermen, worden geschikte aardingspunten van het voedingssysteem geselecteerd.

Feit is dat transformatoren voor 110 - 220 kV, traditioneel voor onze fabrikanten, zich onderscheiden door verminderde neutrale isolatie, bijvoorbeeld voor 110 kV-transformatoren met spanningsregeling onder belasting, komt de neutrale isolatie overeen met 35 kV, aangezien schakelapparaten met isolatieklasse zijn inbegrepen aan de neutrale zijde 35 kV. Hetzelfde geldt voor 220 kV-transformatoren. Het economische effect is aanzienlijk.

Dergelijke transformatoren zijn ontworpen om te werken in netwerken met een effectief geaarde nulleider, en de spanning tijdens een kortsluiting naar aarde van dergelijke netwerken zal niet hoger zijn dan een derde van de lijnwaarde, dat wil zeggen 42 kV voor 110 kV.

Voor overspanningsbeveiliging van geaarde nulleiders, voor bescherming in onbelaste modi met gedeeltelijke faseverbindingen of onderbrekingen van transformatoren met geïsoleerde nulleiders, worden kortstondige overspanningsbeveiligingskleppen gebruikt. De nulleiders zijn beveiligd door begrenzers voor de maximaal toegestane blusspanning van 50 kV.