I. Нейтраль нүктесі деген не?
Трансформаторларда және генераторларда нейтраль нүктесі - бұл виткілердегі айырмашылық напряжение бұл нүкте мен әрбір сыртқы контакттың арасында тең болатын конкретті нүкте. Төмендегі суретте, нейтраль нүктесін O нүктесі түрінде көрсетілген.
II. Нейтраль нүктесін земге жабу үшін не қажет?
Үшфазағы АС электр энергиясы системасында нейтраль нүктесі мен земге арналған электр байланыс ықтималдылығы нейтраль жабу ықтималдылығы деп аталады. Бұл жабу ықтималдылығы тікелей тәсір етеді:
- Электр желісінің қауіпсіздігі, икемділігі және экономикасына;
- Система құрылғыларының изоляция деңгейін таңдауға;
- Жоғары напряжение деңгейлеріне;
- Реле қорғау схемаларына;
- Коммуникация линияларына электромагниттік әсерлерге.
Жалпы алғанда, электр желісінің нейтраль жабу ықтималдылығы - бұл трансформаторлардың нейтраль нүктелерінің айнымалы напряжениелеріндегі жабу конфигурациясы.
III. Нейтраль жабу ықтималдылықтарының классификациясы
Соңғы жабу ықтималдылықтарын ескертуден бұрын, екі маңызды концепт түсіндірілуі керек: жоғары земге жабу ықтималдылықты жасау системасы және төмен земге жабу ықтималдылықты жасау системасы.
- Жоғары земге жабу ықтималдылықты жасау системасы: Егер бір фаза-земгеге жабу ықтималдылығы пайда болса, шығатын земгеге жабу ықтималдылығы өте үлкен болады. Мысалы, 110 кВ және одан жоғары деңгейдегі системалар, сондай-ақ 380/220 В үшфаза төрт проводтық системалар. Бұл системалар эффективті жабу системалары деп да аталады.
- Төмен земге жабу ықтималдылықты жасау системасы: Бір фаза земгеге жабу ықтималдылығында толық жабық контур жасалмайды, сондықтан ықтималдылық нормалды жүк ықтималдылығынан өте төмен болады. Бұл системалар эффективті емес жабу системалары деп да аталады.
Эффективті жабу системаларына кіреді:
- Жоғары нейтраль жабу
- Нейтраль резистор арқылы жабу
Эффективті емес жабу системаларына кіреді:
- Жоғары нейтраль жабу
- Нейтраль Петерсен спиралі (аркалық спиралі) арқылы жабу
1. Жоғары нейтраль жабу
Қасиеттері:
- Бір фаза земгеге жабу ықтималдылығынан кейін қате жұмыс істейтін құрылғы немеден автоматты түрде қосылатын жабу ықтималдылығы, бұл электр беруін жою және икемділікті азайтады.
- Жоғары жабу ықтималдылығынан туындап табылатын электродинамикалық және термалық жылдамдықтар, зиянды әсерлерді кеңейтеді.
- Жоғары жабу ықтималдылығынан туындап табылатын магниттік өрістер, жақын коммуникация және сигналдау цептеріне электромагниттік әсерлерді жасайды.
- Бір фаза земгеге жабу ықтималдылығынан кейін, қате фаза напряжение нөлге қарай төмендейді, ал қате емес фазалардың напряжение деңгейлері нормалды фаза напряжение деңгейіне жақын болады. Сондықтан, құрылғылардың изоляциясы тек фаза напряжение деңгейі үшін құрастырылуы мүмкін - бұл құралдардың қымбаттығын азайтады, білікке жақсы, әсіресе жоғары напряжение деңгейлерінде.
Қолданылуы:
Қолданылады 110 кВ және одан жоғары напряжение системаларында.
2. Нейтраль резистор арқылы жабу
Бұл ықтималдылық төмендегілерге бөлінеді:
- Жоғары қарсылық жабу
- Орта қарсылық жабу
- Төмен қарсылық жабу
Артықшылықтары:
- Автоматты жабу ықтималдылықты жасау және жұмыс-сатылымды қысқартады.
- Земгеге жабу ықтималдылығын тез жою, бұл төмен жоғары напряжение, резонанс жоғары напряжение ықтималдылықтарын жою, төмен изоляция деңгейінің кабелдері мен құрылғыларын қолдануға мүмкіндік береді.
- Изоляцияның қарастыруын азайтады, құрылғылардың өмір мерзімін ұзарады, икемділікті жақсартады.
- Жабу ықтималдылығы (бірнеше жүздік ампер немесе одан жоғары) реле қорғау ықтималдылығының жоғары сезімділігі мен таңдалуын қамтамасыз етеді - татаулы жабу ықтималдылығын таңдау үшін татаулы процессі қажет емес.
- Жарық ықтималдылығын азайтады.
- Жоғары энергия абсорбциясы және төмен қалдық напряжение ZnO арқылы жабу ықтималдылығын қолдану мүмкіндігін береді.
- Аркалық жабу ықтималдылығындағы 5-ші гармоникалық компоненттерді басады, фаза-фаза жабу ықтималдылығына өтуін тартады.
Қолданылу аймағы:
- Жоғары қарсылық жабу: Капацитеттік земгеге жабу ықтималдылығы <10 А, үлкен генераторларда, бір фаза земгеге жабу ықтималдылығы мүмкін өте жоғары болса да, <10 А болатын құрылғылар үшін қолданылады. Қарсылық мәндері адатта бірнеше жүздік немесе мың қарсылық аралығында болады.
- Орта және төмен қарсылық жабу: Теріс тәсілдік чек-чек қатары жоқ, бірақ жалпы:
- Орта қарсылық: Нейтраль жабу ықтималдылығы 10 А мен 100 А
- Төмен қарсылық: Нейтраль жабу ықтималдылығы >100 А
Бұларды кабельді есептеуімен жүзеге асырылатын қалалық тарату желілерінде, электр станцияларының көмекші системдерінде және үлкен санаттық қосымшаларында—капацитеттік ағымдары жоғары және кезекті жергілікті оқиғалар сирек болады.
3. Жерге түсірілген жоқ ортаңғы
Мүшелері:
- Бір фазадағы жерге түсіру ағыны <10 A; дымы өзінен жоюлып, изоляция өзінен қайта қалыптасуы мүмкін.
- Системаның симметриясы сақталады; системаны кезекті қателік болғанда да іске қосу мүмкін, бұл қателікті табу үшін уақыт береді.
- Минималды коммуникациялық әсерлену.
- Қарапайым және экономикалық.
- Бірақ, егер конденсаторлық ағын >10 A болса, аралық аркалық жерге түсіру ағынынан пайда болатын жоғары деңгейдегі өсу напрямдамасы болуы мүмкін. Бұл өсу напрямдамалары узак уақыт бойы қалып, барлық тармақты әсер етеді және зәңгірлермен қоршалған жабық машиналар сияқты слаб изоляцияға ие техниканың қауіпке түскенін пайдалайды. Осындай өсу напрямдамалар бірнеше нүктедегі жерге түсіру, техниканың жылуы және ірі түсірулердің себепі болған.
Резонанс өсу напрямдамалары кездесетінде вольттрансформаторлардың (VT) предохранительлері ачылады, VT жылуы немесе негізгі техниканың зиянdarына алып келеді.
Қолданылуы:
Конденсаторлық жерге түсіру ағыны <10 A болатын және бір фазадағы көпірше қателіктерінің 60-70% транзитивті болып, дербес іске қосуы келмейтін бағытталған жолдармен қамтамасыз етілетін распределюциялық тармақтарына қолданылады.
4. Аркалық жерге түсіру спиральі арқылы жерге түсірген ортаңғы (Педерсен спиралі)
Мүшелері:
- Аркалық жерге түсіру спиралінен алған индуктивті ағын системаға түсірген конденсаторлық жерге түсіру ағынын компенсациялап, қателік ағынын <10 A-ға төмендетеді - бұл дымды өзінен жоюға мүмкіндік береді.
- Қателік нүктесіндегі изоляция өзінен қайта қалыптасуы мүмкін.
- Аралық аркалық жерге түсіру ағынынан пайда болатын өсу напрямдамасының ықтималдығын азайтады.
- Бір фазадағы қателіктерде системаның симметриясы сақталады, бұл қателікті табу үшін кезекті қосуға мүмкіндік береді.
- Бірақ, бұл өсу напрямдамасының ықтималдығын азайтады, бірақ оны толығымен жеңілдіруге әсер етпейді және оның деңгейін төмендетпейді. Өсу напрямдамасының көбейтігі жоғары қалады, бұл изоляцияға зор әсер етеді - әсіресе компактты коммутациялық аппараттар мен жумысқа қосылатын жүйелер үшін қауіпке түседі, олардың изоляциясы жылуы немесе фазалар арасындағы қысқартуы мүмкін, бұл техниканың катастрофалық түсіруіне әкеледі.
Қолданылуы:
Конденсаторлық жерге түсіру ағыны >10 A болатын және транзитивті бір фазадағы қателіктер кездесетін бағытталған жолдармен қамтамасыз етілетін тармақтарда қолданылады.
IV. Шамал станцияларында қолданылуы
- Шамал станцияларының 110 кВ немесе 220 кВ жоғары напрямдама жағында әдетте қозғалтқыш (изолятор) арқылы жерге түсіру қолданылады.
- Шамал станцияларының 35 кВ жинақ жүйесінің жағында әдетте аркалық жерге түсіру спиралі немесе сопротивление арқылы жерге түсіру қолданылады.
- Егер жинақ жүйесі барлық кабельдік жолдардан тұратын болса, конденсаторлық ағын өте жоғары болады; сондықтан, сопротивление арқылы жерге түсіру ұсынылады.