Режимы работы нейтрали в системах электроснабжения

Общие сведения о системах электроснабжения

Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. СЭС промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др.

В системе электроснабжения можно выделить три вида электроустановок:

- по производству электроэнергии - электрические станции;

- по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии - электрические сети и подстанции;

- по потреблению электроэнергии в производственных и бытовых нуждах - приемники электроэнергии.

Приёмником электроэнергии (электроприёмником, токоприёмником) называется электрическая часть производственной установки, получающая электроэнергию от источника и преобразующая её в механическую, тепловую, химическую, световую и др. виды энергии.

По технологическому назначению приемники электроэнергии классифицируются в зависимости от вида энергии, в который данный приемник преобразует электрическую энергию: электродвигатели приводов машин и механизмов; электротермические и электрохимические установки; установки электроосвещения; устройства искровой обработки; устройства контроля и испытания изделий (рентгеновские аппараты, установки ультразвука и т.д.). Электроприемники характеризуются номинальными параметрами: напряжением, током, мощностью и др.

Совокупность электроприемников производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединённых с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания, называется электропотребителем. В настоящее время большинство потребителей получают электроэнергию от энергосистем. В то же время на ряде предприятий продолжается сооружение и собственных электростанций (ТЭЦ).

Совокупность электрических станций, линий электропередачи, подстанций, тепловых сетей и приемников, объединенных общим и непрерывным процессом выработки, преобразования, распределения тепловой и электрической энергии, называется энергетической системой. Единая энергетическая система (ЕЭС) объединяет энергетические системы отдельных районов, соединяя их линиями электропередачи (ЛЭП).

Часть энергетической системы, состоящая из генераторов, распределительных устройств (РУ), повышающих и понижающих подстанций, линий электрической сети и приемников электроэнергии, называютэлектроэнергетической системой.

Электрической сетью называют совокупность электроустановок для передачи и распределения электроэнергии, состоящая из подстанций и распределительных устройств, соединенных линиями электропередачи и работающая на определенной территории.

электроснабжения, называемая СЭС объекта, является продолжением электрической системы. СЭС объекта объединяет понижающие подстанции, распределительные пункты, электроприемники и ЛЭП.

Прием, преобразование и распределение электроэнергии происходят на подстанции - электроустановке, состоящей из трансформаторов, распределительных устройств, устройств управления, защиты, измерения и вспомогательных устройств.

Распределение поступающей электроэнергии без её преобразования или трансформации выполняется на распределительных подстанциях или РУ.

Электрические сети подразделяются по следующим признакам:

1. Напряжением сети. Сети могут быть напряжением до 1 кВ - низковольтными, или низкого напряжения (НН), и выше 1 кВ - высоковольтными, или высокого напряжения (ВН).

2. Роду тока. Сети могут быть постоянного и переменного тока. Электрические сети выполняются в основном по системе трехфазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом снижается уровень потерь электроэнергии и может производиться трансформация электроэнергии. При большом числе однофазных приемников от трехфазных сетей осуществляются однофазные ответвления.

3. Назначением. По характеру потребителей и от назначения территории, на которой они находятся, различают: сети в городах, сети промышленных предприятий, сети электрического транспорта, сети в сельской местности. Кроме того, имеются районные сети, предназначенные для соединения крупных электрических станций и подстанций на напряжении выше 35 кВ; сети межсистемных связей, предназначенные для соединения крупных электроэнергетических систем на напряжении 330, 500 и 750 кВ. Кроме того, применяют понятия: питающие и распределительные сети.

4. Конструктивным выполнением сетей. Линии сети могут быть воздушными, кабельными и токопроводами. Подстанции - открытыми и закрытыми.

Для графического изображения электроэнергетических систем, а также отдельных элементов и связи между элементами используют общепринятые условные обозначения основных элементов электроэнергетической системы.

Режимы работы нейтрали в системах электроснабжения

Режимы работы нейтрали в системах электроснабжения - раздел Промышленность, Конспект лекций по дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий» Электротехнические Установки И Электрические Сети Напряжением Выше 1000 В.

Электротехнические установки и электрические сети напряжением выше 1000 В, согласно ПУЭ, разделяются на установки с большими токами замыкания на землю (сила тока однофазного короткого замыкания (КЗ) на землю превышает 500 А) и установки с малыми токами замыкания на землю (сила тока однофазного замыкания на землю меньше или равна 500 А).В установках с большими токами замыкания на землю, нейтрали присоединены к заземляющим устройствам непосредственно или через малое сопротивление. Такиеустановки (сети) называют сетями с глухозаземленнойнейтралью.

В установках, имеющих малые токи замыкания на землю, нейтрали присоединены к заземляющим устройствам через элементы с большими сопротивлениями. Такие установки (сети) называют установками (сетями) с изолированной нейтралью. В установках с изолированной нейтралью замыкание одной из фаз на землю не является коротким замыканием.

В электрических сетях приняты следующие режимы работы нейтрали:

- электрические сети с номинальным напряжением 6 – 35 кВ работают с малыми токами замыкания на землю;

- если емкостных токи замыкания на землю в этих сетях небольшие – сети работают с изолированными нейтралями;

- при емкостных токах превышающих допустимые по ПУЭ значения – сеть работает с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор.

В сети с изолированной нейтралью, при замыкании одной из фаз на землю, напряжение этой фазы по отношению к земле станет равным нулю, а напряжение остальных фаз по отношению к земле станет равным линейному, т.е.увеличится в раз. Ток замыкания на землю будет небольшим и не вызовет аварийного отключения линии.

Однако повышение напряжения по отношению к земле в неповрежденных фазах, при наличии слабых мест в изоляции этих фаз, может вызвать междуфазное КЗ. Кроме того, напряжение в неповрежденных фазах повышается в раз, следовательно, требуется выполнять изоляцию всех фаз на линейное напряжение, что приводит к удорожанию машин и аппаратов. Поэтому хотя и разрешается работа сети с изолированной нейтралью при замыкании одной фазы на землю, замыкание требуется немедленно обнаружить и устранить.

Электрические сети с номинальным напряжением 110 кВ и выше работают с большими токами замыкания на землю (с глухозаземленнойнейтралью). Замыкание одной фазы сети на землю при глухом заземлении нейтрали, является однофазным коротким замыканием, при котором возникает значительный ток. Напряжение фаз относительно земли при любых режимах не превышает фазное номинальное напряжение. Однофазные замыкания на землю в этих сетях обнаруживаются по большим токам и отключаются автоматически.

Электроустановки и сети напряжением до 1000В работают как с глухозаземленнойнейтралью (четырехпроводные сети), так и с изолированной нейтралью (трехпроводные сети).

В наиболее распространенных четырехпроводных сетях напряжением до 380 В, общих для силовых и осветительных электроприемников, нейтраль и нейтральный провод обязательно заземляются.

В трехпроводных сетях трехфазные двигатели, печи, сварочные аппараты и другие трехфазные электроприемники включаются только на линейное напряжение. Однофазные ЭП, в этом случае, соединяют по схеме треугольника, распределяя их равномерно по сторонам треугольника напряжений. Однако емкостные токи при замыканиях на землю представляют опасность для персонала при соприкосновении с фазой. Безопасные значения токов могут быть только в малоразветвленных сетях с хорошим состоянием изоляции.

Таким образом, в установках напряжением до 1000 В допустимы обе системы: при малоразветвленных сетях имеет преимущества система с изолированной нейтралью, при сильно разветвленных сетях целесообразно работать с заземленной нейтралью.

В электроустановках 500 и 660 В нейтраль, как правило, изолирована.