Sähköjärjestelmän muuntajien nollan toimintatavat
Muuntajassa on nollajohtimet, joiden toimintatapa tai toimintamaadoitus johtuu seuraavista syistä:
- henkilöstön turvallisuutta ja työsuojelua koskevat vaatimukset,
- sallitut maasulkuvirrat,
- maasulusta aiheutuvat ylijännitteet sekä sähköasennuksen ehjien vaiheiden käyttöjännite suhteessa maahan, jotka määräävät sähkölaitteiden eristystason,
- tarve varmistaa maadoitusreleen luotettava toiminta,
- mahdollisuus käyttää yksinkertaisimpia sähköverkkojen järjestelmiä.
Yksivaiheisen maasulun tapauksessa sähköjärjestelmän symmetria katkeaa: vaihejännitteet suhteessa maahan muuttuvat, ilmaantuu maasulkuvirtoja, verkoissa esiintyy ylijännitteitä. Symmetrian muutoksen aste riippuu neutraalitilasta.
Nollatilalla on merkittävä vaikutus sähkövastaanottimien toimintatapoihin, sähköjärjestelmän järjestelmiin, valittujen laitteiden parametreihin.
Verkkonolla Se on joukko toisiinsa kytkettyjä nollapisteitä ja johtimia, jotka voidaan eristää verkosta tai liittää maahan pienellä tai suurella resistanssilla.
Käytetään seuraavia neutraaleja tiloja:
-
kuuromaadoitettu neutraali,
-
eristetty neutraali,
-
tehokkaasti maadoitettu nolla.
Nollatilan valinnan sähköverkoissa määrää kuluttajien jatkuva syöttö, työn luotettavuus, huoltohenkilöstön turvallisuus ja sähköasennusten tehokkuus.
Kolmivaiheisten sähköasennusten muuntajien nollat, joiden käämeihin sähköverkot on kytketty, voidaan maadoittaa suoraan induktiivisella tai aktiivisella vastuksella tai eristää maadosta.
Jos muuntajan käämin nolla on kytketty maadoituslaitteeseen suoraan tai pienen vastuksen kautta, tätä nollaa kutsutaan sokeasti maadoitetuksi ja siihen kytkettyjä verkkoja verkoiksi, joissa on maadoitettu nolla.
Nollaa, jota ei ole kytketty maadoituslaitteeseen, kutsutaan eristetyksi nollaksi.
Verkkoja, joiden nolla on kytketty maadoituslaitteeseen reaktorin kautta (induktiivinen vastus), joka kompensoi verkon kapasitiivista virtaa, kutsutaan verkoiksi, joissa on resonanssimaadoitettu tai kompensoitu nolla.
Verkkoja, joiden nolla on maadoitettu vastuksen (resistanssin) kautta, kutsutaan verkoksi, jossa on resistiivisesti maadoitettu nolla.
Sähköverkko, jonka jännite on suurempi kuin 1 kV, jossa maasulkukerroin ei ylitä 1,4 (maasulkukerroin on vahingoittumattoman vaiheen ja maan välisen potentiaalieron suhde toisen tai kahden muun maasulkukohdassa vaiheet vaiheen ja maan väliseen potentiaalieroon sillä hetkellä ennen sulkemista) kutsutaan verkoksi tehokkaasti maadoitettu nolla.
Sähköasennukset, riippuen sähköturvallisuudesta, jaetaan 4 ryhmään:
- sähköasennukset, joiden jännite on yli 1 kV verkoissa, joissa on tehokkaasti maadoitettu nolla (korkeilla maasulkuvirroilla),
- sähköasennukset, joiden jännite on yli 1 kV verkoissa, joissa on eristetty nolla (matalilla maadoitusvirroilla),
- sähköasennukset, joiden jännite on enintään 1 kV maadoitetulla nollalla,
- sähköasennukset, joiden jännite on enintään 1 kV eristetyllä nollalla.
Kolmivaiheisten järjestelmien neutraalit tilat
Jännite, kV Nollatila Huomautus 0.23 Kuuromaadoitettu nolla Turvallisuusvaatimukset. Kaikki sähkökotelot on maadoitettu 0,4 0,69 Eristetty nolla Virransyötön luotettavuuden parantamiseksi 3,3 6 10 20 35 110 Tehokkaasti maadoitettu nolla Vähentää avointen vaiheiden jännitettä maahan, kun yksi vaihe on oikosuljettu maahan ja alentaa nimellistä eristysjännitettä 220 330 5011 500
Järjestelmät, joissa on sokea maadoitettu nolla, ovat järjestelmiä, joissa on korkea maasulkuvirta. Oikosulkutapauksessa oikosulku katkeaa automaattisesti. 0,23 kV ja 0,4 kV järjestelmissä tämä sammutus on turvallisuusvaatimusten sanelemaa. Kaikki laitekehykset maadoitetaan samanaikaisesti.
Järjestelmät 110 ja 220 kV ja sitä suuremmat on toteutettu tehokkaasti maadoitetulla nollalla… Oikosulkutilanteessa myös oikosulku laukeaa automaattisesti. Tässä nollan maadoitus johtaa nimelliseristysjännitteen alenemiseen. Se on yhtä suuri kuin vahingoittumattomien vaiheiden vaihejännite maahan. Maasulkuvirtojen suuruuden rajoittamiseksi kaikkia muuntajan nollareita ei ole maadoitettu (tehokas maadoitus).
Kolmivaiheisten järjestelmien nollatilat: a — maadoitettu nolla, b — eristetty nolla
Erotettu neutraali, jota ei ole kytketty maadoituslaitteeseen tai kytketty laitteiden kautta, jotka kompensoivat verkon kapasitiivista virtaa, jännitemuuntajat ja muut korkeavastuslaitteet.
Eristetyllä nollalla varustettu järjestelmä tehonsyötön luotettavuuden parantamiseksi. Sille on ominaista se, että kun yksi vaihe suljetaan maahan, vaihejohtimien jännite suhteessa maahan nousee verkkojännite, ja jännitysten symmetria on rikki. Kapasitiivinen virta kulkee johdon ja nollan välillä. Jos se on alle 5A, niin turbiinigeneraattoreille, joiden teho on enintään 150 MW, ja hydrogeneraattoreille - enintään 50 MW:lle on sallittua jatkaa toimintaa enintään 2 tuntia. Jos havaitaan, että oikosulku ei tapahtunut generaattorikäämityksessä, vaan verkossa, työ on sallittua 6 tuntia.
Verkot 1-10 kV ovat voimalaitosten generaattorijännitteisiä verkkoja ja paikallisjakeluverkkoja. Kun tällaisessa järjestelmässä yksi vaihe maadoitetaan, vaurioitumattomien vaiheiden jännite suhteessa maahan nousee verkkojännitteen arvoon. Eristyksen on siksi oltava nimellisarvo tälle jännitteelle.
Eristetyn neutraalitilan tärkein etu on kyky toimittaa energiaa syöttölaitteiden kuluttajille ja kuluttajille, joilla on yksivaiheinen maasulku.
Tämän tilan haittana on maasulun sijainnin vaikea havaita.
Eristetyn nollan tilan lisääntynyt luotettavuus (eli normaalin toiminnan mahdollisuus yksivaiheisten maasulkujen sattuessa, jotka muodostavat merkittävän osan sähkölaitteiden rikkoutumisesta) johtaa sen pakolliseen käyttöön ylijännitteillä 1 kV 35 kV mukaan lukien, koska nämä verkot toimittavat suuria kuluttaja- ja energiankuluttajia.
110 kV:n ja sitä korkeammasta jännitteestä erotetun nollatilan käyttö tulee taloudellisesti kannattamatonta, koska jännitteen nousu suhteessa maahan vaiheesta linjaan vaatii merkittävää vaiheeristyksen lisäämistä. Eristetyn neutraalitilan käyttö 1 kV:iin asti on sallittua ja perusteltua sähköturvallisuusvaatimuksilla.