Режимы работы нейтрали электроустановок

Различные элементы (генераторы, трансформаторы и т.д.) энергосистем имеют нейтрали, режим работы которых существенно влияет на технико-экономические показатели электрических сетей (уровень изоляции, требования к оборудованию, защита от коротких замыканий и перенапряжений и т.д.).

Общие положения

Заземление нейтрали является рабочим заземлением, т.е. обусловлено режимом работы электрической сети, в отличии от защитного заземления (применяемого для обеспечения безопасной работы в электроустановках).

В Российских энергосистемах [1] применяется 6 режимов работы нейтрали:

1. Глухозаземленная нейтраль.
2. Эффективнозаземленная нейтраль.
3. Изолированная нейтраль.
4. Нейтраль, заземленная через активное сопротивление:
   • низкоомное;
   • высокоомное.
5. Нейтраль, заземленная через дугогасящий реактор.

Глухозаземленная нейтраль

Данный режим работы предполагает, что нейтраль электроустановок присоединена к контуру заземления непосредственно через проводник. Данный режим работы оказывается необходимым ввиду наличия в сетях автотрансформаторов, которые оказывается экономически целесообразно проектировать с учетом глухозаземленной нейтрали.

Работа электрических сетей напряжением 110 кВ может предусматриваться как с глухозаземленной, так с эффективно заземленной нейтралью. Электрические сети напряжением 220 кВ и выше должны работать только с глухозаземленной нейтралью. Сети классом напряжения ниже 1 кВ также являются сетями с глухозаземленной нейтралью.

Эффективнозаземленная нейтраль

При режиме работы с эффективнозаземленной нейтралью, часть нейтралей электроустановок присоединяются к контуру заземления также, как и в случае глухозаземленной нейтрали, часть же электроустановок, с целью уменьшения токов коротких замыканий К1 и К11, оказывается целесообразным часть нейтралей трансформаторов оставить незаземленными. Как уже отмечалось, работа электрических сетей напряжением 110 кВ может предусматриваться как с глухозаземленной, так с эффективно заземленной нейтралью.

Изолированная нейтраль

При этом режиме работы нейтрали всех электроустановок оказываются незаземленными. Работа электрических сетей напряжением 2-35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор. Компенсация емкостного тока замыкания на землю должна применяться при значениях этого тока в нормальных режимах: в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ - более 10 А; в сетях, не имеющих железобетонных и металлических опор на воздушных линиях электропередачи: более 30 А при напряжении 3-6 кВ; более 20 А при напряжении 10 кВ; более 15 А при напряжении 15-20 кВ; в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков генератор-трансформатор - более 5 А. При токах замыкания на землю более 50 А рекомендуется применение не менее двух заземляющих реакторов.

Литература

1. Правила устройства электроустановок. 7-е изд, 2007, 511 стр. ISBN: 5-379-00101-7, п.1.2.16.