Принцип на работа на неутрален заземяващ резисторен шкаф

TheШкаф с резистор за заземяване на неутралатае критично устройство за защита на безопасността в електроразпределителни системи със средно и високо напрежение. Той е широко разпространен в захранващи системи със заземяване с малък ток при 6 kV, 10 kV и 35 kV за промишлени и минни инсталации, подстанции, фотоволтаични и вятърни електроцентрали. Неговата основна функция е да разрешава проблеми, включително пренапрежение, повторно запалване на дъга и повреда на оборудването, предизвикани от еднофазни повреди към земята, така че да се гарантира безопасна и стабилна работа на системата. Цялостният му принцип на работа се основава на характеристиките на заземяване на неутрална точка на енергийните системи, комбинирани с базирано на резистор ограничаване на тока, стабилизиране на напрежението и механизми за обратна връзка на сигнала, работещи при две условия: нормална работа и условия на повреда.
При нормална работа на системата трифазните напрежения остават симетрични и балансирани. Потенциалът на неутралната точка на трансформаторите и генераторите е равен на нула без потенциална разлика спрямо земята. В този момент резисторните компоненти, инструменталните трансформатори и модулите за окабеляване вътре в шкафа на неутралния заземяващ резистор работят в режим на готовност без натоварване, без да протича ток. Устройството не генерира загуби или топлина и просто поддържа готовност за обслужване. Той не оказва неблагоприятно въздействие върху нормалното захранване и не консумира електрическа енергия, което се адаптира към дългосрочна стабилна работа на системата.
След като се появят еднофазни повреди като повреда на изолацията, падане на кабела на земята или повреда на оборудването, трифазният баланс се нарушава. Напрежението на дефектната фаза пада рязко, докато напреженията на недефектните фази се повишават, което води до изместване на потенциала на неутралната точка спрямо земята. Между неутралната точка и земята се образува проводяща верига и токът на повреда в заземяването протича през корпуса на неутралния заземяващ резистор, за да изгради пълен път на разреждане, който служи като основен тригер за активиране на устройството.
Неговият основен механизъм се крие в базирано на резистор ограничаване на тока и потискане на пренапрежение. В чисто незаземени системи с неутрална точка, еднофазни повреди към земя генерират капацитивен ток на повреда с малка амплитуда, но висок риск от прекъсващи електрически дъги, които допълнително причиняват резонансно свръхнапрежение, достигащо пикове при 3-4 пъти номиналното напрежение. Такова пренапрежение може да повреди изолацията на кабели, разпределителни уреди и трансформатори и да доведе до повреда в голям мащаб на оборудването. След като корпусът на неутралния заземяващ резистор бъде пуснат в експлоатация, токът на повреда трябва да премине през високоволтови резистори с висока мощност вътре в шкафа. Резисторите прецизно ограничават амплитудата на тока на повреда и избягват силни токови удари на оборудването.
В допълнение, резисторите бързо разсейват резонансната енергия, генерирана от повреди, ограничават генерирането и повторното запалване на прекъсващи дъги, елиминират пренапрежението на заземяване на дъгата и феро-резонансното пренапрежение и стабилизират напреженията система-земя в безопасни граници. Освен това вградените токови трансформатори събират токови сигнали в реално време от вериги за повреда и ги предават на базирани на микрокомпютри защитни устройства. В традиционните незаземени системи слабият ток на повреда не позволява на защитните релета да идентифицират точно повредите. Кабинетът на неутралния заземяващ резистор изкуствено увеличава активния ток на повреда, позволявайки на защитните устройства да улавят информация за повреда бързо, да локализират повредата точно и да изпращат алармени сигнали или да задействат своевременно изключване.
Според стойностите на съпротивление шкафовете са разделени на режими на заземяване с високо съпротивление, средно съпротивление и ниско съпротивление за различни сценарии на приложение. Заземяването с високо съпротивление се фокусира върху потискането на пренапрежението и защитата на изолацията и позволява краткосрочна работа на системата със съществуващи повреди. Заземяването със средно и ниско съпротивление подчертава бързото ограничаване на тока и надеждното задействане на защитата за бързо изолиране на повреда, подходящо за обекти, изискващи висока безопасност на електрозахранването и бърза реакция при повреда. Като цяло, чрез пасивно ограничаване на тока, стабилизиране на разсейващото енергия напрежение и активна обратна връзка на сигнала, шкафът с неутрален заземяващ резистор фундаментално елиминира ключовите скрити рискове в системите за заземяване с малък ток и балансира надеждността на електрозахранването и безопасността на оборудването. Той представлява незаменим защитен апарат за разпределителни мрежи със средно напрежение.