Нейтральное заземление

В системе с заземленной нейтралью нейтральная точка электрической системы, будь то вращающаяся машина или трансформатор, соединяется с землей. Заземление нейтрали является критическим элементом в проектировании энергетических систем, так как существенно влияет на различные аспекты работы системы, включая реакцию системы на короткие замыкания, общую устойчивость и эффективность защитных мер. Трехфазная электрическая система может работать в одном из двух различных конфигураций:

• С незаземленной нейтралью

•  С заземленной нейтралью

Система с незаземленной нейтралью

В системе с незаземленной нейтралью нейтральная точка не соединена с землей, а остается электрически изолированной от земли. По этой причине такой тип системы также часто называют изолированной нейтральной системой или свободной нейтральной системой, как показано на рисунке ниже.

Заземленная система

В системе с заземленной нейтралью нейтральная точка электрической системы намеренно соединяется с землей. В связи с различными проблемами, присущими системам с незаземленной нейтралью, заземление нейтрали стало стандартной практикой в большинстве высоковольтных электрических систем. Этот подход помогает снизить риски и повысить общую надежность, безопасность и эксплуатационные характеристики энергосистемы.

Ниже перечислены некоторые ключевые преимущества заземления нейтрали:

• Ограничение напряжения: Оно ограничивает фазные напряжения до напряжений между линией и землей, обеспечивая более стабильную напряженную среду в электрической системе.

• Устранение дуговых пробоев: Заземление нейтрали эффективно устраняет потенциально опасные импульсные напряжения, вызванные дуговыми пробоями, снижая риск повреждения электрического оборудования.

• Снижение перенапряжений от молний: Заземление нейтрали обеспечивает путь для безопасного сброса перенапряжений, вызванных ударом молнии, защищая систему от вредных электрических скачков.

• Повышение безопасности: Это значительно повышает безопасность как персонала, так и оборудования, минимизируя риск поражения электрическим током и снижая вероятность возникновения пожаров и других опасностей.

• Улучшение надежности: Этот метод заземления способствует улучшению надежности обслуживания, снижая частоту и серьезность отключений электроэнергии и нарушений в работе системы.

Методы заземления нейтрали

Ниже приведены наиболее распространенные методы заземления нейтрали системы:

• Твердое заземление (или эффективное заземление): Этот подход предполагает прямое соединение нейтрали с землей с помощью проводника с пренебрежимо малым сопротивлением и реактивным сопротивлением.

• Заземление через резистор: Здесь между нейтралью и землей вставляется резистор, чтобы ограничить ток короткого замыкания.

• Заземление через реактор: В этом методе используется реактор (индуктивное реактивное сопротивление) для соединения нейтрали с землей, что помогает контролировать величину тока короткого замыкания.

• Заземление через катушку Петерсона (или резонансное заземление): Используется катушка Петерсона (реактор с железным сердечником), подключенная между нейтралью трансформатора и землей, чтобы ограничить емкостный ток однофазного замыкания на землю.

Выбор подходящего метода заземления зависит от нескольких факторов, включая размер электрической установки, уровень напряжения системы и конкретную схему защиты, которая будет внедрена.