Các chế độ vận hành trung tính máy biến áp của hệ thống điện

Máy biến áp có dây trung tính mà chế độ làm việc hoặc phương pháp nối đất làm việc là do:

• yêu cầu về an toàn và bảo hộ lao động của nhân viên,

• dòng điện sự cố trái đất cho phép,

• quá điện áp do sự cố chạm đất, cũng như điện áp hoạt động của các pha nguyên vẹn của hệ thống lắp đặt điện so với trái đất, xác định mức độ cách điện của các thiết bị điện,

• sự cần thiết phải đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của rơle nối đất,

• khả năng sử dụng các sơ đồ đơn giản nhất của mạng điện.

Trong trường hợp chạm đất một pha, tính đối xứng của hệ thống điện bị phá vỡ: điện áp pha so với đất thay đổi, dòng điện chạm đất xuất hiện, quá điện áp xảy ra trong mạng. Mức độ thay đổi đối xứng phụ thuộc vào chế độ trung lập.

Chế độ trung tính có tác động đáng kể đến các chế độ hoạt động của máy thu điện, sơ đồ hệ thống điện, các thông số của thiết bị được chọn.

Dây trung tính chính Nó là một tập hợp các điểm trung tính được kết nối với nhau và dây dẫn có thể được cách ly với nguồn điện hoặc nối đất thông qua điện trở thấp hoặc cao.

Các chế độ trung lập sau đây được sử dụng:

• điếc căn cứ trung tính,

• trung tính bị cô lập,

• trung tính nối đất hiệu quả.

Việc lựa chọn chế độ trung tính trong mạng điện được xác định bởi nguồn cung cấp liên tục của người tiêu dùng, độ tin cậy của công việc, an toàn của nhân viên dịch vụ và hiệu quả của việc lắp đặt điện.

Trung tính của máy biến áp lắp đặt điện ba pha, với cuộn dây mà mạng điện được kết nối, có thể được nối đất trực tiếp bằng điện trở cảm ứng hoặc hoạt động hoặc được cách ly với trái đất.

Nếu trung tính của cuộn dây máy biến áp được kết nối trực tiếp với thiết bị nối đất hoặc thông qua điện trở thấp, thì trung tính này được gọi là nối đất mù và các mạng được kết nối với nó tương ứng là mạng có trung tính nối đất.

Trung tính không được nối với thiết bị nối đất được gọi là trung tính cách ly.

Các mạng có trung tính được kết nối với thiết bị nối đất thông qua một cuộn kháng (điện trở cảm ứng), bù cho dòng điện dung của mạng, được gọi là mạng có trung tính được nối đất hoặc bù cộng hưởng.

Mạng có trung tính nối đất thông qua một điện trở (điện trở) được gọi là mạng có trung tính nối đất điện trở.

Mạng điện có điện áp cao hơn 1 kV, trong đó hệ số sự cố chạm đất không vượt quá 1,4 (hệ số sự cố chạm đất là tỷ số giữa hiệu điện thế giữa pha không bị chạm đất và điểm có sự cố chạm đất của một hoặc hai điểm khác). pha đến hiệu điện thế giữa pha và đất tại thời điểm đó trước khi đóng) được gọi là mạng có trung tính nối đất hiệu quả.

Lắp đặt điện, tùy thuộc vào các biện pháp an toàn điện, được chia thành 4 nhóm:

• lắp đặt điện có điện áp trên 1 kV trong mạng có trung tính nối đất hiệu quả (với dòng điện chạm đất cao),

• lắp đặt điện có điện áp trên 1 kV trong mạng có trung tính cách ly (với dòng điện nối đất thấp),

• lắp đặt điện có điện áp lên đến 1 kV với trung tính nối đất,

• lắp đặt điện có điện áp đến 1 kV với trung tính cách ly.

Chế độ trung tính của hệ thống ba pha

Điện áp, kV Chế độ trung tính Ghi chú 0,23 Trung tính nối đất gây điếc Yêu cầu an toàn. Tất cả các vỏ tủ điện đều được nối đất 0,4 0,69 Trung tính cách ly Để cải thiện độ tin cậy cung cấp điện 3,3 6 10 20 35 110 Trung tính nối đất hiệu quả Để giảm điện áp của các pha hở xuống đất khi một pha bị ngắn mạch và giảm điện áp cách điện định mức 220 330 500 750 1150

Hệ thống có trung tính nối đất mù là hệ thống có dòng sự cố chạm đất cao. Trong trường hợp đoản mạch, mạch ngắn sẽ tự động bị ngắt. Trong các hệ thống 0,23 kV và 0,4 kV, việc tắt này được quy định bởi các yêu cầu an toàn. Tất cả các khung thiết bị được nối đất đồng thời.

Các hệ thống 110 và 220 kV trở lên được triển khai với trung tính nối đất hiệu quả… Trong trường hợp xảy ra đoản mạch, đoản mạch cũng tự động ngắt. Ở đây, nối đất trung tính dẫn đến giảm điện áp cách điện định mức. Nó bằng điện áp pha của các pha không bị hư hại với đất. Để hạn chế độ lớn của dòng điện chạm đất, không phải tất cả các trung tính của máy biến áp đều được nối đất (nối đất hiệu quả).

Các chế độ trung tính của hệ thống ba pha: a — trung tính nối đất, b — trung tính cách ly

Trung tính cách ly gọi là trung tính, không nối với thiết bị nối đất hoặc nối qua thiết bị bù dòng điện dung trong mạng, máy biến điện áp và các thiết bị điện trở cao khác.

Một hệ thống có trung tính cách ly được sử dụng để cải thiện độ tin cậy của nguồn điện. Nó được đặc trưng bởi thực tế là khi một pha được đóng xuống đất, điện áp của các dây dẫn pha so với mặt đất tăng lên đường dây điện áp, và tính đối xứng của các ứng suất bị phá vỡ. Dòng điện dung chạy giữa dây và dây trung tính. Nếu nhỏ hơn 5A thì được phép tiếp tục vận hành tối đa 2 giờ đối với máy phát tuabin có công suất đến 150 MW và đối với máy phát thủy điện - đến 50 MW. Nếu phát hiện ra rằng ngắn mạch không xảy ra trong cuộn dây của máy phát điện, mà trong mạng, thì công việc được phép trong 6 giờ.

Lưới điện từ 1 đến 10 kV là lưới điện có cấp điện áp máy phát của nhà máy điện và lưới điện phân phối cục bộ. Khi một pha được nối đất trong một hệ thống như vậy, điện áp của các pha không bị hư hỏng so với mặt đất sẽ tăng lên bằng giá trị của điện áp mạng. Do đó, cách điện phải được đánh giá cho điện áp này.

Ưu điểm chính của chế độ trung tính cách ly là khả năng cung cấp năng lượng cho các hộ tiêu thụ và hộ tiêu thụ trung chuyển với sự cố chạm đất một pha.

Nhược điểm của chế độ này là khó phát hiện vị trí của sự cố chạm đất.

Độ tin cậy của chế độ tăng lên (nghĩa là khả năng hoạt động bình thường trong trường hợp có sự cố chạm đất một pha, chiếm một phần đáng kể trong sự cố thiết bị điện) của trung tính bị cô lập dẫn đến việc sử dụng bắt buộc ở điện áp trên 1 kV đến và bao gồm 35 kV, vì các mạng này cung cấp cho các nhóm lớn người tiêu dùng và người tiêu dùng năng lượng.

Từ điện áp 110 kV trở lên, việc sử dụng chế độ trung tính cách ly trở nên không có lợi về mặt kinh tế, do việc tăng điện áp so với mặt đất từ ​​pha này sang dây khác đòi hỏi phải tăng đáng kể cách ly pha. Việc sử dụng chế độ trung tính cách ly lên đến 1 kV được cho phép và chứng minh bằng các yêu cầu gia tăng về an toàn điện.

Đọc thêm: Sử dụng mạng điện có trung tính cách ly