Чому нейтральну точку трансформатора іноді потрібно заземлювати, але не завжди?

Для-електриків і операторів енергосистеми на місці зберігається поширена плутанина: «Іноді нам потрібно заземлити нейтральну точку трансформатора, а іноді ми цього не робимо. Як судити? Чи безпечніше, якщо він заземлений?»

Це не тривіальне запитання. Багато-електриків на місці були введені в оману приказкою: «Нейтральна точка має бути заземлена, інакше це небезпечно». Це звучить розумно, але насправді, якщо ви допустите помилку в типі системи та логіці захисту, це в кращому випадку призведе до збою захисту, а в гіршому – до перегоряння обладнання, особливо для ключового обладнання, такого як сухий силовий трансформатор.

Сьогодні ми з’ясуємо технічну логіку «чи нейтральна точка заземлена чи ні» з точки зору системи та об’єднаємо сценарії практичного застосування сухого трансформатора 300 ква та сухого силового трансформатора, щоб допомогти вам уникнути непорозумінь і забезпечити безпечну та стабільну роботу енергосистеми.

I. Непорозуміння: відповідність системи заземлення нейтральної точки

Багато людей бачать, що нейтральна точка розподільного трансформатора заземлена, і думають, що це має бути «стандартна відповідь». Однак вони ігнорують ключовий факт: спосіб заземлення нейтральної точки не є фіксованим, а визначається рівнем напруги в системі, характеристиками навантаження та вимогами до експлуатації.

Наприклад, у -системі розподілу електроенергії низької напруги (система TN-S) нейтральна точка має бути безпосередньо заземлена, щоб утворити повний контур захисту, забезпечуючи формування контуру струму заземлення, коли лінія N (лінія PEN) розривається, щоб уникнути електрифікації обладнання та відмови захисту. Ця вимога також застосовується до силового трансформатора сухого типу, який використовується в сценаріях низької-напруги, включно зСухий трансформатор 300 ква.

У системі розподілу електроенергії 10 кВ, особливо в міській кабельній системі з великим ємнісним струмом, нейтральну точку потрібно заземлити через котушку для гасіння дуги (індуктивне заземлення з високим-імпедансом, а не заземлення опору). Котушка гасіння дуги компенсує ємнісний струм заземлення, щоб придушити повторне запалювання дуги та покращити безперервність електропостачання. Це має вирішальне значення для безпечної роботи сухого силового трансформатора в системах середньої-напруги.

Поширене непорозуміння полягає в тому, що плутають "високо{0}}заземлення" та "заземлення дугогасильної котушки". Насправді необхідно пояснити: котушка для гасіння дуги – це тип індуктивного заземлення з високим-імпедансом, основною функцією якого є компенсація ємнісного струму заземлення, а не заземлення опору, яке контролює струм пошкодження через опір.

II. Принцип: два цільових напрямки заземлення нейтральної точки

Щоб визначити, чи потрібно заземлити нейтральну точку трансформатора, ми повинні спочатку зрозуміти мотивацію конструкції заземлення нейтральної точки, яка також є ключем до забезпечення безпечної роботи такого обладнання, як сухий трансформатор 300 ква.

Мета 1: Сформувати шлях захисту (особливо в системі TN)

Якщо оболонка пристрою заземлена (PE-лінія), але нейтральна точка не заземлена, коли нульова лінія (PEN-лінія) розривається, струм витоку не може утворити петлю, і захисний пристрій (наприклад, захист від витоку, захист від перевантаження) не може виявити струм замикання і, таким чином, відмовляється діяти. Це фундаментальна логіка того, що нейтральна точка має бути заземлена в системах розподілу електроенергії низької-напруги (TN-S, TN-C, TN-C-S).

Для сухих силових трансформаторів, які використовуються в промислових і комерційних сценаріях низької-напруги, наприклад сухих трансформаторів потужністю 300 ква, пряме заземлення нейтральної точки є передумовою для забезпечення надійної дії захисного пристрою. Коли нейтральна точка не заземлена, це еквівалентно відключенню контуру струму пошкодження, в результаті чого обладнання електрифікується, але не відключається, що створює велику потенційну загрозу безпеці.

Ціль 2: Обмеження струму замикання на землю та перенапруги системи керування

У системах середньої{0}}напруги (наприклад, 6~35 кВ) надмірно жорстке заземлення (тобто пряме заземлення) може спричинити проблеми: надмірний струм заземлення пошкодить ізоляцію такого обладнання, як силовий трансформатор сухого типу; миттєвий великий струм призведе до повторного запалювання дуги і вигорання ізоляції; система не може дозволити негайне відключення через одне заземлення (наприклад, важливі користувачі навантаження).

Тому в таких системах здебільшого використовується два методи заземлення: опорне заземлення та заземлення дугогасильної котушки. Опірне заземлення контролює струм замикання від десятків до сотень ампер, уникаючи надмірного впливу струму на обладнання; Заземлення дугогасильної котушки використовує індуктивний струм для компенсації ємнісного струму витоку, придушення дуги та підтримки джерела живлення, що особливо підходить для систем з більшою кількістю кабельних ліній.

III. Практичні методи обґрунтування та відповідні зв'язки

IV. Випадок: невідповідність між методом заземлення та значенням налаштування захисту

Справжня аварія на місці-варта пильності: трансформатор розподілу електроенергії 10 кВ спочатку був розроблений для «заземлення через дугогасильну котушку», але через недбалість у конструкційних кресленнях подальшого перетворення, -на місці було під’єднано до «прямого заземлення», а значення налаштування захисту залишилося незмінним.

Одного разу в системі сталося заземлення однієї-фази. Значення налаштування захисту не відповідало умові спрацьовування такого великого струму, що в кінцевому підсумку призвело до відмови захисту спрацювати, вся гілка згоріла, а сухий силовий трансформатор вийшов з ладу.

Висновок огляду: «Невідповідність уставки захисту та способу заземлення системи є першопричиною аварії».

Висновок

Коротше кажучи, метод заземлення нейтральної точки трансформатора є результатом спільного рішення щодо форми заземлення системи розподілу електроенергії, логіки захисту та стратегії електропостачання. Неможливо судити «заземлювати чи ні» окремо.

Незалежно від того, чи йдеться про сухий трансформатор потужністю 300 ква чи сухий силовий трансформатор-великої потужності, при оцінці методу заземлення нейтральної точки необхідно всебічно розглянути такі моменти: чи є це система TN; чи є вимога щодо компенсації дугогасіння; як встановити значення установки захисту; чи є обрив лінії PEN або ємнісний струм високої{2}}напруги. Якщо будь-який зв’язок неправильний, захисний пристрій «бачить, але не діятиме», і прихована небезпека буде більшою.

          JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDмає багатий досвід у дослідженні та розробці, виробництві та застосуванні сухих силових трансформаторів і сухих трансформаторів 300 ква. Ми можемо надати професійні технічні рекомендації щодо вибору та встановлення трансформаторів, допомагаючи уникнути технічних непорозумінь і забезпечити безпечну та стабільну роботу енергосистеми.