Neutraalin maadoituksen tyypit virranjaossa (osa 1)

esittely

Varhaisissa voimajärjestelmissä oli pääasiassa neutraalejaperusteeton, koska ensimmäinen maasulku ei vaatinut järjestelmän laukaisua. Ensimmäisen maasulun odottamaton sulkeminen oli erityisen epätoivottavaa jatkuvan prosessiteollisuuden kannalta.

Pienjännitekytkimet - Virtalähde (MEC Electrical Engineering)

Nämä virransyöttöjärjestelmät vaativat maaperän tunnistustajärjestelmät, mutta vian paikantaminen osoittautui usein vaikeaksi. Vaikka alkuperäisen tavoitteen saavuttaminen, maadoittamaton järjestelmä ei säätänyt ohimeneviä ylijännitteitä.

Järjestelmän välillä on kapasitiivinen kytkentäjohtimet ja maadoitetaan tyypillisessä jakelujärjestelmässä. Tämän seurauksena tämä sarjaresonanssi L-C -piiri voi luoda ylijännitteitä, jotka ylittävät hyvin linja-linjan jännitteen, kun ne altistuvat toistuvasti yhdelle vaiheelle maahan.

Tämä puolestaan ​​vähentää eristysikää, mikä johtaa mahdolliseen laitevikaan.

Neutraalit maadoitusjärjestelmät ovat samanlaisia ​​kuin sulakkeetettä he eivät tee mitään, ennen kuin jotain järjestelmässä menee väärin. Sitten, kuten sulakkeet, ne suojaavat henkilöstöä ja laitteita vaurioilta. Vahinko aiheutuu kahdesta tekijästä, kuinka kauan vika kestää ja kuinka suuri vikavirta on. Maadoitusreleet laukaisevat katkaisijat ja rajoittavat, kuinka kauan vika kestää ja neutraalit maadoitusvastukset rajoittavat vikavirran suuruutta.

Neutraalin maadoituksen merkitys

Käytettävissä on monia neutraaleja maadoitusvaihtoehtoja sekä matalille että matalille Keskijännite voimajärjestelmät. Muuntajien, generaattoreiden ja pyörivien koneiden neutraalipisteet maadoitusverkkoon tarjoavat nollapisteen referenssipisteen.

Tämä suojatoimenpide tarjoaa monia etuja verrattuna perusteettomaan järjestelmään, kuten:

1. Siirtymävaiheen pienentynyt jännite
2. Yksinkertaistettu maasulun sijainti
3. Parannettu järjestelmä- ja laitevian suojaus
4. Vähentynyt huoltoaika ja -kulut
5. Henkilöstön turvallisuuden parantaminen
6. Parempi salaman suojaus
7. Vikojen taajuuden vähentäminen.

Neutraali maadoitusmenetelmät

Neutraalia maadoitusta on viisi:

1. Hävittämätön neutraali järjestelmä
2. Kiinteä neutraali maadoitettu järjestelmä
3. Vastuksen neutraali maadoitusjärjestelmä
   • Matala kestävyys
   • Korkean vastuksen maadoitus
4. Resonanssi neutraali maadoitusjärjestelmä
5. Maadoitusmuuntajan maadoitus

1. Maadoittamattomat neutraalit järjestelmät

Perusteettomassa järjestelmässä ei ole sisäistäjohtimien ja maan välinen yhteys. Järjestelmänä järjestelmän johtimien ja viereisten maadoitettujen pintojen välillä on kuitenkin kapasitiivinen kytkentä. Niinpä ”maadoittamaton järjestelmä” on todellisuudessa hajautetun kapasitanssin ansiosta "kapasitiivinen maadoitettu järjestelmä".

Normaaleissa käyttöolosuhteissa tämähajautettu kapasitanssi ei aiheuta ongelmia. Itse asiassa se on hyödyllistä, koska se luo itse asiassa järjestelmän neutraalin pisteen; Tämän seurauksena vaiheen johtimet ovat jännitteisiä vain linjasta neutraaliin jännitteeseen maanpinnan yläpuolella.

Mutta ongelmat voivat nousta maasulun olosuhteissa. Maadoitusvirhe yhdellä linjalla johtaa koko linjan jännitteeseen koko järjestelmässä. Täten jännite 1,73-kertainen normaalijännitteeseen on läsnä järjestelmän kaikissa eristeissä.

Tämä tilanne voi usein aiheuttaa häiriöitä vanhemmissa moottoreissa ja muuntajissa eristyskatkoksen vuoksi.

Maadoittamaton neutraali järjestelmä

edut

Ensimmäisen maasulun jälkeen olettaen, että se pysyyyksittäinen vika, piiri voi jatkaa toimintaansa, jolloin jatkuva tuotanto on mahdollista, kunnes on mahdollista ajoittaa kätevästi huoltoon.

haitat

1. Viallisen järjestelmän ja. \ Tsen hajautettu kapasitanssi voi aiheuttaa ohimeneviä ylijännitteitä (useita kertoja normaalisti), jotka näkyvät riviltä maahan normaalin kytkennän yhteydessä piirillä, jossa on linja-maahan -vika (lyhyt). Nämä ylijännitteet voivat aiheuttaa eristysvikoja muissa paikoissa kuin alkuperäinen vika.
2. Toinen vika toisessa vaiheessa voi tapahtua ennen kuin ensimmäinen vika voidaan poistaa. Tämä voi johtaa erittäin suuriin viivavirtauksiin, laitteiden vaurioitumiseen ja molempien piirien häiriöihin.
3. Laitteiden vaurioiden kustannukset.
4. Onnistunut vian (virheiden) paikantaminen, johon liittyy atylsä ​​prosessi ja virhe: ensin eristetään oikea syöttölaite, sitten haara ja lopulta vika. Tulos on tarpeettoman pitkä ja kallista alasajoa.

2. Kiinteät neutraalit maadoitetut järjestelmät

Kiinteitä maadoitettuja järjestelmiä käytetään yleensä pienjännitteisissä sovelluksissa, joissa on 600 volttia tai vähemmän. Kiinteästi maadoitetussa järjestelmässä neutraalipiste on kytketty maahan.

Voimakkaasti neutraali maadoitus pienentää hieman maadoittamattomassa järjestelmässä havaittua ohimenevää ylijännitettä, ja maasulkuvirran tarjottu polku on alueella 25 - 100% järjestelmän kolmivaiheisesta vikavirrasta..

Kuitenkin, jos generaattorin tai muuntajan reaktanssi on liian suuri, transientin ylijänniteongelma ei ratkea.

Vaikka vankka maadoitetut järjestelmät ovat parannusperusteettomien järjestelmien yli ja nopeuttaa vikojen sijaintia, niillä ei ole nykyistä rajoittavaa kykyä vastustaa maadoitusta ja ylimääräistä suojaa.

Järjestelmien terveyden ja turvallisuuden ylläpitäminen, Transformerneutraali on maadoitettu ja maadoitusjohdon on ulotuttava lähteestä järjestelmän kauimpaan pisteeseen saman radan tai kanavan sisällä. Sen tarkoituksena on ylläpitää hyvin alhainen impedanssi maasulkuihin siten, että suhteellisen suuri vikavirta virtaa siten, että katkaisijat tai sulakkeet poistavat vian nopeasti ja minimoivat vauriot.

Kiinteät neutraalit maadoitetut järjestelmät

Se myös vähentää merkittävästi henkilöstön sokkivaaraa!

Jos järjestelmä ei ole tukevasti maadoitettu,järjestelmän neutraalipiste "kellaisi" maan suhteen funktiona kuormituksesta, joka asettaa linjasta neutraaliin kuormitukseen jännitteen epätasapainon ja epävakauden. Yksivaiheinen maasulkuvirta kiinteässä maadoitetussa järjestelmässä voi ylittää kolmivaiheisen vikavirran. Virran suuruus riippuu vikatilanteesta ja vikariskistä.

Yksi tapa vähentää maasulkuvirtaa on jättää osa muuntajan neutraaleista.

edut

Kiinteästi maadoitettujen järjestelmien tärkein etu on alhainen ylijännite, mikä tekee maadoitussuunnitelmasta yleisen korkean jännitteen tasolla (HV).

haitat

1. Tähän järjestelmään liittyy kaikki suurta maasulkuvirtaa koskevat haitat ja vaarat: suurin vaurio ja häiriöt.
2. Virheellinen syöttölaite ei ole palvelun jatkuvuus.
3. Henkilökunnan vaara on suuri vian aikana, koska kosketusjännitteet ovat korkeat.

Sovellukset

1. Jaettu neutraali johdin
2. 3-vaiheinen + neutraali jakauma
3. Neutraalijohdon käyttö suojajohtimena järjestelmällisesti maadoitettuna jokaisessa siirtopylväässä
4. Käytetään, kun lähde on oikosulussa

Viitteet:

• Michael D. Seal, P.E., GE Senior Specification Engineer.
• IEEE-standardi 141-1993, ”Suositeltava käytäntö teollisuuslaitosten sähkönjakelussa”
• Don Selkirk, P.Eng, Saskatoon, Saskatchewan Kanada