Mạng điện có trung tính nối đất hiệu quả

Trung tính nối đất hiệu quả là trung tính nối đất của mạng cung cấp ba pha có điện áp trên 1 kV, trong đó hệ số sự cố chạm đất không vượt quá 1,4.

Nó có nghĩa là gì? Điện áp pha-đất trong trường hợp ngắn mạch của một hoặc hai dây pha khác với đất phải được chia cho điện áp pha-đất tại thời điểm đó cho đến thời điểm sự cố chạm đất và tỷ lệ này phải không quá 1,4.

Nói cách khác, nếu sự cố pha-đất xảy ra trong mạng ba pha có trung tính cách ly, thì điện áp giữa các pha còn lại và đất tăng khoảng 1,73 lần cùng lúc đối với mạng có trung tính nối đất hiệu quả, giá trị này không vượt quá 1,4. …

Khía cạnh này rất quan trọng khi nói đến mạng điện áp cao, trong đó, nhờ có trung tính nối đất hiệu quả, không cần tăng lượng cách điện trong thiết bị và trong chính mạng, nghĩa là sản xuất mạng và thiết bị sẽ hoạt động trong điều kiện có trung tính nối đất hiệu quả sẽ luôn rẻ hơn.

Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế khuyến nghị rằng các mạng siêu cao áp và cao áp có dây trung tính nối đất hoặc dây trung tính nối đất thông qua điện trở thấp được phân loại là mạng có dây trung tính nối đất hiệu quả. Đặc biệt, ở Nga, các mạng có điện áp 110 kV được phân loại là mạng có trung tính nối đất hiệu quả.

Theo các quy tắc vận hành kỹ thuật lắp đặt điện của người tiêu dùng, đối với các mạng có trung tính nối đất hiệu quả, điện trở tối đa của thiết bị nối đất được điều chỉnh thành 0,5 Ohm, có tính đến nối đất tự nhiên và không nên có nối đất nhân tạo. điện trở lớn hơn - lớn hơn 1 Ohm. Điều này áp dụng cho hệ thống lắp đặt điện 1 kV khi dòng điện chạm đất vượt quá 500 A.

Quy định này được quy định bởi nhu cầu truyền dòng điện lớn qua thiết bị trong trường hợp ngắn mạch với đất khi điện áp nguồn cực cao hoặc cao và yêu cầu giới hạn điện áp giữa các pha làm việc và đất, để giảm điện áp vượt ngưỡng nguy hiểm và điện áp chạm trong trường hợp khẩn cấp, cũng như bù điện thế bên ngoài trạm biến áp.

Cần phân bổ đều các tiềm năng trên lãnh thổ của trạm biến áp, cũng như loại trừ sự xuất hiện của điện áp bước ở khoảng cách xa trạm biến áp, điều này đạt được bằng cách sử dụng các thiết bị cân bằng tiềm năng, là một phần bắt buộc của thiết bị nối đất cho trung tính nối đất hiệu quả.

Các sắc thái và yêu cầu quan trọng trong việc thực hiện các thiết bị nối đất cho các mạng có trung tính nối đất hiệu quả gây khó khăn trong tính toán và xây dựng, làm cho các cấu trúc này sử dụng nhiều vật liệu, đặc biệt nếu đất có điện trở cao, chẳng hạn như đất đá, đá hoặc cát. Điều kiện thi công eo hẹp.

Tất nhiên, một số cái gọi là nhược điểm vốn có trong các mạng có trung tính nối đất hiệu quả và là điển hình. Thông qua trung tính nối đất của máy biến áp, trong trường hợp ngắn mạch với đất, một dòng điện ngắn mạch đáng kể sẽ xảy ra và điều này phải nhanh chóng được loại bỏ bằng cách ngắt kết nối, nhờ các thiết bị bảo vệ rơle.

Các ngắn mạch chạm đất trong lưới cao áp 110 kV chủ yếu là tự ngắt và nhờ thiết bị đóng cửa tự động điện được phục hồi. Để có thể thoát dòng điện lớn, người ta chế tạo các vòng nối đất, nhưng chúng đắt tiền.

Dòng điện ngắn mạch một pha chạm đất, trong trường hợp có nhiều trung tính máy biến áp được nối đất, có thể vượt quá dòng điện của mạch ba pha, và để loại bỏ tình trạng này, phương thức nối đất một phần trung tính máy biến áp là được sử dụng, đối với phần này, các máy biến áp (110-220 kV) không được nối đất, các dây trung tính của chúng được cách ly bằng cách kết nối với các cầu dao cách ly đang mở. Hoặc họ giới hạn dòng ngắn mạch của máy biến áp xuống đất bằng cách nối đất trung tính của nó thông qua một điện trở đặc biệt.

Đối với mỗi phần của mạng, số lượng trung tính nối đất tối thiểu được tìm thấy thông qua tính toán. Dựa trên yêu cầu bảo vệ rơle để duy trì dòng sự cố chạm đất ở một mức nhất định và để đảm bảo bảo vệ cách điện của trung tính nối đất khỏi quá điện áp, các điểm nối đất phù hợp của hệ thống điện được chọn.

Thực tế là các máy biến áp 110 - 220 kV, theo truyền thống đối với các nhà sản xuất của chúng tôi, được phân biệt bằng cách giảm cách điện trung tính, ví dụ, đối với máy biến áp 110 kV có điều chỉnh điện áp dưới tải, cách điện trung tính tương ứng với 35 kV, vì các thiết bị chuyển mạch có lớp cách điện được đưa vào phía trung tính 35 kV. Điều tương tự cũng áp dụng cho máy biến áp 220 kV. Hiệu quả kinh tế là đáng kể.

Các máy biến áp như vậy được thiết kế để hoạt động trong các mạng có trung tính nối đất hiệu quả và điện áp trong thời gian ngắn mạch với đất từ ​​​​các mạng đó sẽ không vượt quá một phần ba giá trị đường dây, nghĩa là 42 kV trên 110 kV.

Để bảo vệ quá điện áp của trung tính nối đất, để bảo vệ ở chế độ không tải với các kết nối pha một phần hoặc ngắt máy biến áp với trung tính cách ly, thiết bị van bảo vệ quá áp ngắn hạn được sử dụng. Các dây trung tính được bảo vệ bởi các bộ hạn chế đối với điện áp chữa cháy tối đa cho phép là 50 kV.