На сьогоднішній момент в Росії і країнах СНД є безліч варіантів режимів роботи нейтралі. Кожен з них має свої переваги і свої недоліки. У даній статті буде розглянуто режим роботи компенсованій нейтрали, застосовуваної в розподільних мережах з високим значенням ємнісного струму середньої напруги. [1]
В даний час в електроенергетиці використовуються кілька режимів роботи нейтралі. А саме, глухозаземленной, ізольована від землі і ефективно заземлена, компенсована нейтраль (резонансно - заземлена). Нейтралі (нейтральні точки) електроустановок - це загальні точки фаз обмоток генератора і трансформатора.
Кожен режим роботи нейтралі використовується на певну напругу, знижує ймовірність виникнення аварійного режиму. Кожен режим по-своєму ефективний, грунтуючись на техніко-економічному відповідно безперебійності електропостачання споживачів.
У цій статті розглянемо мережу з компенсованій нейтраллю. Мережа з компенсованій нейтраллю - це така мережа, нейтраль якої з'єднана через реактор або компенсуючий ємнісний струм з заземлюючим пристроєм.
Малюнок 1. Схема мережі з компенсованою нейтраллю
Компенсована нейтраль сприяє компенсації ємнісного струму мережі, що добре підвищує надійність системи, тобто здатність обмежувати струми, через місце пошкодження на лінії електропередач за допомогою дугогасящих апаратів після гасіння дуги. Ця мережа застосовуються на напругу 6 - 35 кВ. [2] Такі мережі відносяться до мереж з малими струмами замикання на землю. Для компенсації ємнісних струмів в нейтраль мережі встановлюють дугогосящую котушку. Це забезпечує мінімальний струм в місці замикання. Домогтися повної компенсації практичним шляхом складно, в місці пошкодження має місце залишковий струм (обумовлюється наявністю активного опору котушки). Мережа з компенсованій нейтраллю схожа з мережею з ізольованою нейтраллю тим, що коли відбувається замикання на землю фази С, напруга залишилися фаз А і В збільшується в раз (збільшується до лінійного значення), при цьому напруга стає рівним фазній напрузі напруга між землею і нейтраллю. Дуга в такій мережі гасне за допомогою компенсації індуктивного і ємнісного струму, так як вони направлені протилежно один одному. Мережі з компенсування нейтраллю ділять на 3 групи (режиму роботи) [4]:
- недокомпенсація, коли присутній ємнісний характер замикання струму на землю.
- резонанс (ідеальний режим мережі) - значення струму замикання на землю одно активної складової;
- перекомпенсація - у струму замикання на землю переважає індуктивний характер.
Але, як і всюди, в кожному з цих режимів є свої переваги і свої недоліки.
Розглянемо переваги схеми з компенсованій нейтраллю [5]:
- дана схема дозволяє зменшити струм ушкодження, навіть при великому значенні ємності між землею і фазою.
- У тому місці, де сталося пошкодження напруга дотику обмежуються.
- При наявності стійкого ушкодження підтримується робоче стану обладнання.
- При визначенні проходження струму через котушку спрацьовує сигнал про перший пошкодженні.
А тепер недоліки схеми з компенсованій нейтраллю [3]:
- Витрати на котушку можуть виявитися високими в зв'язку з тим, що необхідно змінити значення реактивного опору для те, щоб адаптувати його до умов процесу компенсації.
- У момент ушкодження необхідно переконатися, що циркулює струм нульової послідовності не є небезпечним для обладнання і людини.
- Є великий ризик виникнення перехідного перенапруги в мережі.
- Необхідна присутність персоналу, який здійснює контроль за роботою обладнання.
- Необхідно застосування складної селективного захисту при першому пошкодженні.
- Складність експлуатації системи (необхідно вести постійне спостереження за системою)
- Труднощі у визначенні аварії (місця пошкодження)
- Можливість підвищення напруги на здорових фазах, аж до лінійного, що дуже небажано
- При тривалому дуговом замиканні на землю виникає можливість безлічі різних пошкоджень
Мережа з компенсованій нейтраллю дуже вигідна в експлуатації, оскільки представляє хорошу безпеку і високу надійність. [1] Цей режим роботи нейтралі застосовується в Росії в основному в кабельних мережах з розгалуженою системою промислових підприємств, із значними ємнісними струмами. У цьому теж є мінуси, ізоляція кабелю не є самовідновлюватися, тому пошкодження не усуваються. Кабельні мережі не здатні заглушити однофазное замикання на землю.
На практиці не завжди можливо забезпечити режим резонансної настройки дугогосящего апарату. [5] Якщо немає системи плавного регулювання компенсації - не забезпечується оперативно резонанс ємнісних струмів лінії і індукційного струму реактора. При зміні нормальної роботи компенсації може виникнути збільшення струму в місці пошкодження, призводить до появи значних перенапруг, але їх менше, ніж в мережах з ізольованою нейтраллю. Найбільш вірогідні виникнення перенапруг якщо ємнісні провідності лінії несиметричні, або, коли з'являються фазні режими (неодновременное включення заземлюючих трансформаторів в ланцюг).
Мережі з компенсованій нейтраллю слід застосовувати в експлуатацію тоді, коли є перевищення норми по ємнісним струмів.