Elektrische Netzwerke mit einem effektiv geerdeten Neutralleiter
Ein effektiv geerdeter Neutralleiter ist ein geerdeter Neutralleiter eines dreiphasigen Versorgungsnetzes mit einer Spannung über 1 kV, bei dem der Erdschlussfaktor 1,4 nicht überschreitet.
Was bedeutet das? Die Leiter-Erde-Spannung im Falle eines Kurzschlusses eines oder zweier anderer Phasenleiter mit der Erde muss durch die Leiter-Erde-Spannung zu diesem Zeitpunkt bis zum Zeitpunkt des Erdschlusses geteilt und das Verhältnis ermittelt werden nicht mehr als 1,4 betragen.
Mit anderen Worten, wenn in einem dreiphasigen Netzwerk mit isoliertem Neutralleiter ein Phase-Erde-Fehler auftritt, dann erhöht sich die Spannung zwischen den verbleibenden Phasen und der Erde für ein Netzwerk mit effektiv geerdetem Neutralleiter gleichzeitig um etwa das 1,73-fache. dieser Wert überschreitet 1,4 nicht. …
Dieser Aspekt ist wichtig, wenn es um Hochspannungsnetze geht, bei denen dank des effektiv geerdeten Neutralleiters keine Notwendigkeit besteht, die Isolierung in den Geräten und in den Netzen selbst, also bei der Herstellung von Netzen und Geräten, zu erhöhen Das funktioniert unter Bedingungen mit effektiv geerdetem Neutralleiter und ist immer billiger.
Die Internationale Elektrotechnische Kommission empfiehlt, Höchst- und Hochspannungsnetze mit Neutralleitern, die mit der Erde verbunden sind, oder Neutralleitern, die über einen geringen Widerstand mit der Erde verbunden sind, als Netze mit einem effektiv geerdeten Neutralleiter zu klassifizieren. Insbesondere in Russland werden Netze mit einer Spannung von 110 kV als Netze mit effektiv geerdetem Neutralleiter klassifiziert.
Gemäß den Regeln für den technischen Betrieb elektrischer Anlagen von Verbrauchern wird bei Netzen mit effektiv geerdetem Neutralleiter der maximale Widerstand der Erdungsvorrichtung unter Berücksichtigung der natürlichen Erdung auf 0,5 Ohm eingestellt, und die künstliche Erdungsvorrichtung sollte nicht vorhanden sein ein Widerstand von mehr als - größer als 1 Ohm. Dies gilt für 1-kV-Elektroinstallationen, bei denen der Erdschlussstrom 500 A übersteigt.
Diese Bestimmung ergibt sich aus der Notwendigkeit, im Falle eines Kurzschlusses gegen Erde große Ströme durch das Gerät zu leiten, wenn die Netzspannung besonders hoch oder hoch ist, und aus der Anforderung, die Spannung zwischen den Arbeitsphasen und der Erde zu begrenzen, um dies zu verhindern Reduzieren Sie im Notfall gefährliche Überspannungen und Berührungsspannungen sowie den Ausgleich von Potenzialen außerhalb der Umspannstation.
Es ist notwendig, die Potenziale auf dem Territorium des Umspannwerks gleichmäßig zu verteilen und das Auftreten von Stufenspannungen in einiger Entfernung vom Umspannwerk auszuschließen. Dies wird durch den Einsatz von Potenzialausgleichsgeräten erreicht, die ein obligatorischer Bestandteil der Erdungsgeräte sind effektiv geerdete Neutralleiter.
Wichtige Nuancen und Anforderungen bei der Implementierung von Erdungsvorrichtungen für Netzwerke mit effektiv geerdeten Neutralleitern führen zu Schwierigkeiten bei der Berechnung und Konstruktion und machen diese Strukturen materialintensiv, insbesondere wenn der Boden einen hohen Widerstand aufweist, beispielsweise felsiger, steiniger oder sandiger Boden. Die Baubedingungen sind streng.
Natürlich sind Netzwerke mit effektiv geerdetem Neutralleiter mit einigen sogenannten Nachteilen behaftet und typisch. Durch den geerdeten Neutralleiter des Transformators entsteht im Falle eines Kurzschlusses gegen Erde ein erheblicher Kurzschlussstrom, der dank der Relaisschutzvorrichtungen schnell durch Abschaltung behoben werden muss.
Vorwiegend Kurzschlüsse gegen Erde in 110-kV-Hochspannungsnetzen sind selbstabschaltend und dank automatische Schließvorrichtungen Die Stromversorgung ist wiederhergestellt. Um große Ströme ableiten zu können, werden Erdungsschleifen gebaut, die jedoch teuer sind.
Einphasige Kurzschlussströme gegen Erde können bei einer großen Anzahl geerdeter Transformator-Neutralleiter den Strom eines dreiphasigen Stromkreises übersteigen. Um diesen Zustand zu beseitigen, gibt es eine Methode der teilweisen Erdung der Transformator-Neutralleiter Für diesen Teil sind die Transformatoren (110-220 kV) nicht geerdet, sondern die Neutralleiter werden durch Anschluss an offene Trennschalter isoliert. Oder sie begrenzen den Kurzschlussstrom des Transformators gegen Erde, indem sie seinen Neutralleiter über einen speziellen Widerstand erden.
Für jeden Abschnitt des Netzwerks wird durch Berechnungen die Mindestanzahl geerdeter Neutralleiter ermittelt. Basierend Anforderungen an den Relaisschutz Um Erdschlussströme auf einem bestimmten Niveau zu halten und den Schutz der Isolierung geerdeter Neutralleiter vor Überspannungen zu gewährleisten, werden geeignete Erdungspunkte des Stromnetzes ausgewählt.
Tatsache ist, dass Transformatoren für 110–220 kV, traditionell für unsere Hersteller, durch eine reduzierte Neutralleiterisolierung gekennzeichnet sind. Beispielsweise entspricht bei 110-kV-Transformatoren mit Spannungsregelung unter Last die Neutralleiterisolierung 35 kV, da Schaltgeräte mit Isolationsklasse Auf der neutralen Seite sind 35 kV enthalten. Gleiches gilt für 220-kV-Transformatoren. Der wirtschaftliche Effekt ist erheblich.
Solche Transformatoren sind für den Betrieb in Netzen mit effektiv geerdetem Neutralleiter ausgelegt, und die Spannung bei einem Erdkurzschluss aus solchen Netzen wird ein Drittel des Leitungswerts, d. h. 42 kV für 110 kV, nicht überschreiten.
Zum Überspannungsschutz von geerdeten Neutralleitern, zum Schutz im Leerlaufbetrieb mit teilweisen Phasenanschlüssen oder Unterbrechungen von Transformatoren mit isolierten Neutralleitern werden kurzzeitige Überspannungsschutzgeräte-Ventile verwendet. Die Neutralleiter sind durch Begrenzer für die maximal zulässige Löschspannung von 50 kV geschützt.