2.2.6. Электрическая сеть с глухо заземленной нейтралью

Нейтраль электрической сети имеет металлическое соединение непосредственно с землей (рис. 2.11). Напряжение источника питания поврежденной фазы UА замыкается на очень малое сопротивление (единицы Ом), состоящее из сопротивления заземляющего устройства подстанции, где установлен трансформатор, и сопротивления растекания току в земле. Ток повреждения между фазой и землей имеет большое значение, измеряемое единицами и десятками килоампер. Отключение производится при первом повреждении изоляции.

Рис. 2.11. Электрическая сеть с глухозаземленной нейтралью

О терминологии. Повреждение изоляции в сети с глухозаземленной нейтралью между фазой и землёй принято называть однофазным коротким замыканием на землю (ОКЗЗ) в отличие от однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) в электрических сетях с изолированной нейтралью или нейтралью, заземленной через высокоомный резистор или дугогасящий реактор.

Преимущества метода:

1. Перенапряжения снижаются до величины линейных напряжений сети.

2. Данный режим нейтрали позволяет использовать оборудование с уровнем изоляции, рассчитанным на фазное напряжение сети.

3. Простота построения селективных защит от однофазных коротких замыканий фазы на землю – используются обычные токовые защиты.

Недостатки метода:

1. Использование данной схемы влечет за собой все недостатки и опасности, связанные с большим током ОКЗЗ: возникают максимальные повреждения оборудования сети и помехи.

2. Не обеспечивается бесперебойная работа поврежденного участка сети и теряется электроснабжение потребителя.

3. Вследствие протекания значительных токов ОКЗЗ в земле и по оборудованию возникают высокие напряжения прикосновения и шага – создается большая опасность для персонала во время возникновения повреждения.

Применение. Данный способ заземления нейтрали применяется в электрических сетях напряжением 380 и 660 В (за исключением электрических сетей горнодобывающих предприятий) и напряжением 220 кВ и выше.

2.2.7. Электрическая сеть с эффективно заземленной нейтралью

Данный режим нейтрали является разновидностью глухозаземленного режима нейтрали и применяется только в электрических сетях напряжением 110 кВ [1, п. 1.2.16]. В этих сетях установлено относительно большее количество силовых трансформаторов, чем в сетях напряжением 220 кВ и выше, и сопротивление нулевой последовательности близко к нулю (см. раздел 3.1). Поэтому ток ОКЗЗ может в 1,5 раза превышать ток трехфазного КЗ. Для ограничения тока ОКЗЗ до значений тока трехфазного КЗ у части трансформаторов электрической сети нейтраль разземляют, что ведет к увеличению сопротивления нулевой последовательности электрической сети. Такую электрическую сеть называют сетью с эффективно заземленной нейтралью. Для защиты изоляции нейтрали трансформатора между нейтралью и землей включают ограничитель перенапряжений (ОПН) и параллельно ему заземляющий однофазный нож (ЗОН) для возможности работы трансформатора с заземленной или разземленной нейтралью.

Все остальные преимущества и недостатки, рассмотренные для электрических сетей с глухо заземленной нейтралью, остаются без изменения и для электрической сети с эффективно заземленной нейтралью.