Neutral ist Definition, Mittel und Zweck

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Die Elektroindustrie ist ein komplexer Industriekomplex, der aus vielen Komponenten besteht. Damit jedes Element richtig funktioniert und seine Aufgaben erfüllt, ist eine genaue Kenntnis und ein genaues Verständnis der physikalischen Prozesse, die in Energieanlagen ablaufen, erforderlich. Einige von ihnen sind leicht zu erklären, daher schlagen wir vor, sich mit einem Konzept wie „neutral“vertraut zu machen.

Allgemeiner Zweck des Neutralleiters in Transformatorwicklungen

Neutral ist eine gemeinsame Nullpunktleiterverbindung in Drehstromtransformatoren oder Generatoren. Im Moment gibt es 4 Haupttypen der Nullpunktbefestigung:

1. Isoliert. Dieser Typ ist durch das Fehlen eines Neutralleiters gekennzeichnet. Das Hauptverbindungsschema für das vorgestellte Netzwerk ist ein Dreieck. Bei einphasigen Erdschlüssen in den Arbeitsphasen spüren sie keine Änderungen im Energieverbrauch. Dieser Typ wird in Verteilnetzen verwendet.6-35 kV.
2. Resonanz geerdet. Bei dieser Option wird der Nullpunkt der Wicklungen des Transformators oder Generators durch lichtbogenunterdrückende Spulen oder Drosseln (DGK, DGR) geerdet. Das Vorhandensein spezialisierter Geräte kompensiert den ansteigenden Strompegel und vermeidet komplexere Phase-zu-Phase-Fehler.
3. Tief geerdet. Die gebräuchlichste Art von Neutralleiter, die in Haush altsnetzen verwendet wird. Die Wicklung von Transformatoren auf der Niederspannungsseite erfolgt in offener Sternsch altung und der Sternpunkt wird über die Erdschleife des Transformators oder der Umspannstation geerdet. Bei Leitungsfehlern oder einphasigem Kurzschluss entsteht ein Potential gegen Erde, das den Schutz aktiviert, der die Leitung trennt.
4. Effektiv geerdet. Eine Art geerdeter Neutralleiter, der in Hochspannungsnetzen ab 110 kV verwendet wird. Der Nullpunkt von Leistungstransformatoren und das Fehlerpotential werden auf Masse gebracht. Um die Effizienz des Schutzes zu erhöhen, wird zusätzliche Ausrüstung verwendet - ein einsp altiger Neutralerdungssch alter (ZON). Die Position des Sch altgerätes wird durch die Modusanweisungen bestimmt. Für Verteilungsnetze von 6-35 kV wird die Erdung über einen niederohmigen Widerstand verwendet.

Anschlussarten von Wicklungen von Leistungstransformatoren

Wie oben erwähnt, ist der Neutralleiter der Anschluss des Neutralleiters eines dreiphasigen Leistungstransformators oder Generators. Um die Art der Erdung zu bestimmen, reicht es ausSchauen Sie sich das Schema der Stromversorgung an. Für einen isolierten Neutralleiter ist der Sch altplan ein Dreieck.

Die restlichen Möglichkeiten werden durch die Erdung des Neutralleiters gegen Masse, DHA, niederohmiger Widerstand realisiert. Letztere werden hauptsächlich in Umspannwerken verwendet, die elektrische Hochspannungsenergie in Niederspannungsverbraucher umwandeln. Schematische Darstellung - Stern.

Isolierter Neutralleiter in elektrischen Netzen

Verwendung in Verteilungsnetzen 6-35 kV. In Bezug auf die physikalischen Erscheinungsformen eines isolierten Neutralleiters steigt die Spannung linear an. Der Hauptzweck dieses Typs ist mit den folgenden Punkten verbunden:

1. Das Netzwerk sch altet sich nicht ab, es funktioniert weiter. Verbraucher auf Phasen ohne Stromkreis verwenden einphasige Haush altsgeräte, bis die Leitung getrennt wird. In 0,4-kV-Netzen gibt es keine Spannungsunsymmetrie, in den Netzen 6-35 steigt sie linear an.
2. Die Implementierung solcher Netzwerke ist um ein Vielfaches billiger in der Wartung, wodurch Sie erhebliche Kosten für die Verteilung elektrischer Energie sparen können.
3. Hohe Zuverlässigkeit, insbesondere an Freileitungen. Das Herunterfallen des Astes sch altet den Feeder nicht aus und gewährleistet seine Leistung.

Die Hauptnachteile isolierter Netzwerke sind:

1. Bei einem einphasigen Kurzschluss funktioniert das Netz weiter, die Schutzvorrichtungen funktionieren nicht, was manchmal zu Unfällen mit der Bevölkerung führt.
2. Das Vorhandensein ferroresonanter Prozesse und das Auftreten von Blindleistung, die die Qualität verschlechtertelektrische Energie.

Widerstand und Spannung ab 110 kV: Wie erfolgt der Nullpunkt?

Effektive Erdung ist eine spezielle Art von Neutralleiter, der mit Spezialgeräten verbunden ist und in elektrischen Installationen über 1 kV verwendet wird. Für Verteilnetze wird eine Variante mit Erdung über niederohmige Widerstände verwendet, die bei einem einphasigen Erdschluss ohne Zeitverzögerung für eine Leitungstrennung sorgt.

Hochspannungsleitungen mit 110 kV und mehr verwenden ebenfalls den vorgestellten Neutralleitertyp, der ein schnelles Ansprechen des Schutzes gewährleistet. Um die Empfindlichkeit des „Relais“-Betriebs zu erhöhen, verfügt jeder Leistungstransformator über eine spezielle ZON-Ausrüstung. Die neutrale Erdung mit einer einzigen Säule bietet auch Überlastschutz.

Erdung über niederohmige Widerstände

Der Einsatz von niederohmigen Widerständen gilt als ideale Lösung für die Sicherheit von Personen in Verteilnetzen sowie für die Aufrechterh altung der Isolierung von Kabelleitungen. Die Implementierung des Schutzes besteht darin, den Nullpunkt zu spezialisierten Geräten zu bringen, die einen niedrigeren ohmschen Widerstand haben und ein Signal zum Absch alten der Leitung geben. Der Abzweig wird mit einer minimalen Zeitverzögerung abgesch altet, was einer der Vorteile ist. Andere sind:

• Erstens ist dies ein Neutralleiter, der beim Erscheinen der "Erde" die beschädigte Richtung genau bestimmt und die erforderliche aussch altetline.
• Zweitens: Zusätzliche Berechnungen und Erstellung von Regimekarten mit eingeschränkten Möglichkeiten zur Beschallung von Verteilnetzen entfallen.

Wichtige Nachteile dieser Art der Erdung:

1. Nicht wirksam bei hohen Erdschlussströmen, da dies Probleme in Umspannwerken verursacht, in denen niederohmige Widerstände installiert sind.
2. Geringer Wirkungsgrad auf Oberleitungen sowie auf Fernleitungen. Im ersten Fall führt die geringste Annäherung von Ästen dazu, dass der Feeder abgesch altet wird. Besonders relevant bei Verbrauchern der Kategorien 1 Spezial, 1 und 2.
3. Zusätzliche Absch altungen, die aufgrund von unsachgemäßem Betrieb von Schutzvorrichtungen (fehlende automatische Wiedereinsch altung) auftreten, implizieren Ausfallzeiten beim Verbrauch, materielle Verluste der Stromversorgungsorganisation.

Blinderdung von Leistungstransformatoren gegen Erde

Alles, was mit dem 0,4-kV-Verteilungsnetz verbunden ist, ist ein Neutralleiter mit einer tauben Erdung zur Erde. Der vorgestellte Typ hat einen besonderen Platz und eine besondere Rolle in Bezug auf die Sicherheit. Bei einem Erdschluss wird der Schutz ausgelöst, insbesondere PN-2 brennt durch oder die Maschine sch altet sich aus. In Bezug auf ein solches Netzwerk werden auch Schutzvorrichtungen für die Verkabelung in Häusern und Wohnungen entwickelt. Ein markantes Beispiel ist die Wirkungsweise des RCD, der für die Erkennung von Ableitströmen sorgt.

Die Hauptvorteile dieser Art von Neutral sind:

1. Ideal für die Verteilung von elektrischer Energie, hält Haush alt und spezialisierteinphasige/dreiphasige Geräte.
2. Die Schutzsch altung erfordert keine spezielle und teure Ausrüstung. Mit technischen Mitteln wie Sicherungen oder Leistungssch altern kann ein Kurzschluss gegen Masse problemlos verkraftet werden.

Nachteile sind:

1. Schutzvorrichtungen sind unempfindlich gegenüber weitreichenden Kurzschlüssen. Es ist notwendig, den ohmschen Widerstand der Phase-Null-Schleife genau zu berechnen und die richtige Wahl von Leitungsschutzsch altern oder Sicherungen zu treffen.
2. Auslösung erfolgt nicht, wenn kein Erdschluss vorliegt. Dies stellt eine Gefahr für den Menschen dar, die durch die Verwendung von isolierten Drähten behoben wird.

Resonant geerdete oder kompensierte Neutralleiter

Resonanzgeerdete Neutralleiter werden hauptsächlich in Verteilungsnetzen mit einer Spannung von 6-35 kV verwendet, wo das Verbindungsschema durch Kabelleitungen ausgeführt wird. Der Anschluss des Nullpunkts erfolgt über spezielle Stößel oder einstellbare Transformatoren RUOM. Mit einem solchen System können Sie die Induktivität im Netzwerk während eines einphasigen Kurzschlusses bestimmen, wodurch der Strompegel kompensiert wird.

Diese Art von Neutralleiter verringert das Unfallrisiko, den Übergang eines einphasigen Kurzschlusses zu einem Phasenschluss. Die Vorteile für Spannung 6-35 kV sind:

Der Hauptvorteil hängt mit dem Zweck der Ausrüstung zusammen. Hoher Isolationsschutz von Kabelleitungen bei richtiger Anpassung

Die Nachteile eines Netzwerks mit dieser Art von Neutral sind:

1. Schwierig einzurichten. Es kann zu einer Unter- oder Überkompensation kommen,die die ordnungsgemäße Verwendung des Geräts verhindern. Zur Ausrichtung muss die Induktivität der Ströme in Abhängigkeit von der Leitungslänge und der Leistung der Transformatoren berechnet werden. Im Falle einer Änderung des Schemas oder des Hinzufügens von Leistungsgeräten werden Tauchtransformatoren den Aufgaben nicht immer gerecht.
2. Falsch konfigurierte Geräte und hoher Verschleiß der Kabelleitungen führen zu einer Kettenreaktion, bei der mehrere Schwachstellen im Netz ausfallen.
3. Zunehmende technische Verluste, die während des Betriebs auftreten, sowie Sicherheitsprobleme. Gegen Erde erfolgt eine Stromkompensation in der Unterstation.
4. Unfähigkeit, die Leitung zu bestimmen, wo der Kurzschluss aufgetreten ist. Die Auswahl eines Abgangs mit "Erdung" erfolgt durch einen Vergleich von Oberschwingungsströmen, was nicht immer als wirksames Mittel zur Gewinnung zuverlässiger Informationen angesehen wird.

Neutralleiter und Lichtbogenlöschspule Reaktor

Der Unterschied im resonanten geerdeten Neutralleiter hängt mit der verwendeten Ausrüstung zusammen. Wie oben erwähnt, kann der Nullpunkt an einer Tauchspule oder an einer einstellbaren Drossel liegen. Die Hauptunterschiede hängen mit den folgenden Punkten zusammen:

1. DGK übernimmt die Kompensation durch ein abgestimmtes System von Tauchkerntransformatoren. Die Einstellung erfolgt durch Berechnungen eines realen Netzes durch den Relaisschutzdienst. Wenn ein Erdschluss auftritt, werden Ströme basierend auf der Induktivität kompensiert. Der Prozess wird nicht reguliert oder eingestellt, wasist ein unangenehmer Moment im Falle des Erscheinens von "Erde" an mehreren Punkten auf verschiedenen Linien.
2. DGR - modernere Geräte, bei denen automatische Systeme zur Bestimmung der Netzinduktivität verwendet werden. Zu den beliebten Optionen gehören Reaktoren vom Typ RUOM mit SAMUR-Tuning. Echtzeit-Polling-Implementierung gewährleistet die Funktionsfähigkeit auch bei mehreren Erdschlüssen.

Ob fest geerdet oder isoliert, jeder Typ hat seinen Platz in der heutigen Energiewirtschaft. Und die Kenntnis der Funktionen ermöglicht es Ihnen, mit der physischen Essenz des Problems umzugehen.