Режимы нейтрали электрических сетей.

Нейтраль 3-ф трансформатора, к которой подключается ЛЭП 3-ф переменного тока м.б. либо заземлена, либо изолирована от земли. Если нейтраль подключена непосредственно или через очень малое R, то нейтраль называется глухозаземленной, а сеть, подключаемая к обмоткам такого ТР-ра – сетью с глухозаземленной нейтралью.

Если нейтраль (Н) не присоединена к заземляющему устройству, то Н - изолирована.

Если Н подсоединена к заземляющему устройству либо ч/з настроечные индуктивные R-я, компенсирующие емкостной ток сети, либо ч/з ТР U-я, то Н - компенсированная.

При однофазных коротких замыканиях на землю нарушается симметрия эл. системы: изменяются фазные U-я, появляются , возникают перенапряжения, поэтому степень несимметрии зависит как раз от режима Н. Эл. сети с делят на сети с малыми ( ) и большими ( ). 1-й тип сети – сети U 6-35 кВ включительно, они работают либо с изолированной, либо с компенсированной нейтралью. 2-й тип сети – сети U 110 кВ и выше, работают с глухозаземленной нейтралью. В сетях с изолированной нейтралью в нормальном режиме работы, кроме рабочих токов, протекают емкостные токи между проводами и землей, обусловленные наличием емкости м/у проводами сети и землей, замыкающиеся ч//з емкости 3-х фаз на землю (Рис. 1). При симметрии 3-ф системы . При замыкании на землю одной фазы, например С, напряжение этой фазы =0 по отношению к земле, а U 2-х фаз

возрастает в раз, т.е. станет равно линейному. Изменится и угол сдвига фаз = 60⁰. Так как U в фазе С=0, то емкостной ток при этом также = 0. Емкостные токи 2-х двух других фаз возрастут пропорционально росту U, в раз, в силу чего суммарный ток через емкости фаз В и А станет равным . Этот ток будет проходить через место замыкания фазы С на землю, замыкаясь через источник питания (рис. 2) Однако этот I небольшой, так как его значение определяется величиной емкостного R, а оно очень велико в силу незначительности емкости м/у проводами и землей. В данном случае замыкание одной фазы на землю не является глухим КЗ (глухое – небольшое КЗ) и линия, как правило, не отключается, пока потребитель не будет переведен на резервное питание. Потребитель включен на линейное U, так как оно не изменилось. Однако при этом возрастает фазное напряжение в фазах А и В, а именно на это U рассчитана изоляция, в силу чего в сетях, работающих с изолированной нейтралью, изоляция должна быть усилена, так, чтобы она выдерживала линейное U линии. Сети с изолированной нейтралью применяя в тех случаях, если I однофазного замыкания на землю не превышает в сетях 6 – 10 кВ – 30 А; в сетях 35 кВ – 10 А. В противном случае сети этого класс напряжений выполняют с компенсированной нейтралью. Суть схемы включения в том, что нейтраль тр-ров соединяется с заземляющим устройством ч/з дугогасящую заземляющую катушку индуктивности, которая используется для компенсации емкостных токов. В симметричном режиме работы цепи,, когда отсутствует однофазное КЗ, потенциал нейтрали и земли одинаков, в силу чего ток ч/з дугогасящую катушку = 0. При замыкании одной из фаз на землю U в поврежденной фазе упадет до 0, в 2-х других фазах увеличивается в раз, а U-е м/у нейтралью и землей возрастает до фазного. Под действием разности напряжения начнут протекать 2 тока: суммарный ток замыкания ч/з емкости фаз и ток ч/з дугогасящую катушку до места повреждения. По этому, в точке КЗ суммарный ток будет = сумме этих двух токов. Однако, эти токи находятся в противофазе, результирующий ток будет уменьшаться. Соответствующим подбором L их можно почти выровнять. В результате, результирующий I уменьшиться, что способствует эффекту гашения дуги в месте повреждения (активное R не компенсируется, поэтому стараются делать катушки с мин. активным R).

При U=110 кВ и выше использование сетей с изолированной или с компенсированной нейтралью экономически и технически нецелесообразно, из-за больших , которые вызывают негасящую дугу и чрезмерные расходы, связанные с усилением изоляцией. Исполняют такие сети с глухозаземленной нейтралью. При замыкании одной фазы на землю, происходит КЗ, потребитель отключается – недостаток. Достоинство – не нужно усиливать изоляцию. Сети низкого U до 1 кВ , все 4-х проводные сети так же с глухозаземленной нейтралью. По этому, при замыкании одной фазы на землю, предохранитель перегорает, изолируя повреждение от сети. Сеть будет работать в неполнофазном режиме,U других фаз останется неизменным. Корпуса ЭО заземляют или присоединяют к нулевому проводу. В 3-ф сетях низкого U-я замыкание одной фазы не вызывает глухого КЗ , отключение потребителей не происходит, в этом случае U неповрежденных фаз увеличивается, в этих сетях д.б. системы контроля изоляции и быстрое отключение поврежденной фазы.