Режимы работы нейтрали
В электрических сетях России приняты следующие режимы работы нейтрали:
изолированная нейтраль (небольшие емкостные токи замыкания на землю; напряжения 6-10-35 кВ и 0,4 кВ);
компенсированная нейтраль (определенные превышения значений емкостных токов; напряжения 6-10-35 кВ);
эффективно (глухо) заземленная нейтраль (большие токи замыкания на землю; напряжения >110 кВ; 0,4 кВ);
высокоомное и низкоомное заземление нейтрали (напряжения 6, 10 кВ).
Характеристика режима изолированной нейтрали
| Недостатки | |
| Возможность работы сети с однофазным замыканием на землю в течение ограниченного времени до принятия мер по безаварийному отключению поврежденного элемента. Не требуются дополнительная аппаратура и затраты на заземление нейтрали. Возможность самогашения дуги и самоликвидации части однофазного замыкания на землю. Безопасность длительного воздействия перенапряжений, возникающих в переходных режимах однофазных замыканиий на землю, для элементов с нормальной изоляцией. Простое (в большинстве случаев) решение проблемы защиты и селективной сигнализации устойчивых однофазных замыканиий на землю. |
Высокая вероятность возникновения наиболее опасных дуговых перемежающихся однофазных замыканиий на землю. Высокая вероятность вторичных пробоев изоляции и перехода однофазного замыкания на землю в двойные и многоместные замыкания за счет перенапряжений до 3,5 при дуговых замыканиях. Значительное (в несколько раз) увеличение действующего значения тока в месте повреждения при дуговых перемежающихся однофазных замыканиий на землю за счет свободных составляющих переходного процесса. Возможность существенных повреждений электрических машин током в месте повреждения, прежде всего, при дуговых перемежающихся однофазных замыканиий на землю. Возможность возникновения феррорезонансных процессов в сети и повреждений ТН. Высокая степень опасности для человека и животных, находящихся вблизи места однофазного замыкания на землю. Ограничения по величине /с1 на развитие сети. Высокая степень помех по ЛЭП при дуговых однофазных замыканиий на землю. |
Достоинства и недостатки режима низкоомного заземления нейтрали через резистор
| Достоинства | Недостатки |
| Практически исключается возможность дальнейшего развития повреждения, например, перехода однофазного замыкания на землю в двойное замыкание на землю или междуфазное КЗ (при быстром отключении поврежденного элемента). Простое решение проблемы защиты от однофазного замыкания на землю. Полностью исключается возможность возникновения дуговых прерывистых однофазных замыканий на землю (при достаточном для их подавления значении накладываемого активного тока). |
Дополнительные затраты на заземление нейтрали сети через резистор. Невозможность работы сети с однофазным замыканием на землю. Увеличение числа отключений оборудования и линий из-за переходов кратковременных самоустраняющихся (при других режимах заземления нейтрали) пробоев изоляции в полные (завершенные) пробои. Возможность увеличения в некоторых случаях объема повреждения оборудования (из-за увеличения тока однофазного замыкания на землю). |
| Уменьшается длительность воздействия на изоляцию элементов сети перенапряжений на неповрежденных фазах в переходных режимах однофазного замыкания на землю. Исключается возможность возникновения феррорезонансных процессов в сети. Уменьшается вероятность поражения людей или животных током однофазного замыкания на землю в месте повреждения. |
Возможность возникновения дуговых прерывистых однофазных замыканий на землю при недостаточно больших значениях накладываемого активного тока. Возможность вторичных пробоев в точках с ослабленной изоляцией за счет перенапряжений на неповрежденных фазах (при первом пробое изоляции до 2,5 Uном), до отключения защитой поврежденного элемента. Увеличение числа отключений выключателей элементов сети. |
При глухом заземлении нейтрали замыкание одной фазы на землю является однофазным КЗ, характеризующимся большим током. Напряжение фаз по отношению к земле при этом не выше фазного номинального; исключаются перемежающиеся дуги. Однофазные КЗ отключаются автоматически. Отключение приводит к перерывам в электроснабжении потребителей.
Другим недостатком глухого заземления нейтрали является значительное усложнение и удорожание заземляющих устройств. Последнее связано с тем, что для систем с большим током замыкания на землю ПУЭ допускают максимальное сопротивление заземляющего контура 0,5 Ом, поэтому число заземляющих электродов должно быть значительным. Вследствие значительного тока однофазного КЗ, который может быть больше тока трехфазного КЗ, глухо заземляют не все нейтрали трансформаторов.