Принцип роботи корпусу резистора заземлення нейтралі

TheКорпус резистора заземлення нейтраліє критично важливим захисним пристроєм у системах розподілу електроенергії середньої та високої напруги. Він широко застосовується в системах електроживлення із заземленням малого струму на 6 кВ, 10 кВ і 35 кВ для промислових і гірничодобувних підприємств, підстанцій, фотоелектричних і вітрових електростанцій. Його основна функція полягає у вирішенні проблем, включаючи перенапругу, повторне запалювання дуги та поломку обладнання, викликаних однофазними замиканнями на землю, щоб гарантувати безпечну та стабільну роботу системи. Його загальний принцип роботи базується на характеристиках заземлення нейтралі в системах живлення в поєднанні з механізмами обмеження струму на основі резисторів, стабілізації напруги та зворотного зв’язку за сигналом, які працюють у двох умовах: нормальна робота та умови несправності.
За нормальної роботи системи трифазна напруга залишається симетричною та збалансованою. Потенціал нейтральної точки трансформаторів і генераторів дорівнює нулю без різниці потенціалів відносно землі. У цей момент резисторні компоненти, вимірювальні трансформатори та модулі електропроводки всередині шафи резисторів із заземленням нейтралі працюють у режимі очікування без навантаження без проходження струму. Пристрій не генерує втрат або тепла і просто підтримує готовність до експлуатації. Він не робить негативного впливу на нормальне електропостачання та не споживає електроенергію, що пристосовується до довготривалої стаціонарної роботи системи.
У разі виникнення однофазних замикань на землю, таких як пошкодження ізоляції, падіння кабелю на землю або поломка обладнання, трифазний баланс порушується. Напруга несправної фази різко падає, тоді як напруга несправних фаз зростає, що призводить до зміщення потенціалу нейтральної точки відносно землі. Між нейтральною точкою та землею утворюється провідна петля, і струм замикання на землю протікає через корпус резистора заземлення нейтралі, створюючи повний шлях розряду, який служить тригером сердечника для активації пристрою.
Його основний механізм полягає в обмеженні струму на основі резистора та придушенні перенапруги. У системах із чистою незаземленою нейтральною точкою однофазне замикання на землю генерує ємнісний струм замикання з малою амплітудою, але високим ризиком виникнення періодичних електричних дуг, які додатково спричиняють резонансну перенапругу, яка в 3-4 рази перевищує номінальну напругу. Така перенапруга може пошкодити ізоляцію кабелів, розподільних пристроїв і трансформаторів і призвести до великомасштабної поломки обладнання. Після введення в експлуатацію шафи з резисторами заземлення нейтралі струм пошкодження повинен проходити через потужні високовольтні резистори всередині шафи. Резистори точно обмежують амплітуду струму пошкодження та запобігають ударам сильного струму на обладнання.
Крім того, резистори швидко розсіюють резонансну енергію, що утворюється внаслідок несправностей, стримують утворення та повторне запалювання переривчастої дуги, усувають перенапругу заземлення через дугу та ферорезонансну перенапругу, а також стабілізують напругу між системою та землею в безпечних межах. Крім того, вбудовані трансформатори струму збирають сигнали струму в режимі реального часу від контурів пошкодження та передають їх на пристрої захисту на основі мікрокомп’ютера. У традиційних незаземлених системах слабкий струм замикання заважає реле захисту точно визначити несправності. Корпус резистора заземлення нейтралі штучно збільшує активний струм замикання, дозволяючи захисним пристроям швидко отримувати інформацію про несправності, точно локалізувати несправності та надсилати сигнали тривоги або своєчасно ініціювати відключення.
За значеннями опору шафи поділяються на режими заземлення з високим, середнім і низьким опором для різних сценаріїв застосування. Заземлення з високим опором спрямоване на придушення перенапруги та захист ізоляції та дозволяє короткочасно працювати системі з наявними несправностями. Заземлення із середнім і низьким опором підкреслює швидке обмеження струму та надійне спрацьовування захисту для швидкої ізоляції несправності, підходить для об’єктів, де потрібна висока безпека джерела живлення та швидка швидкість реагування на несправності. Загалом, завдяки пасивному обмеженню струму, стабілізації напруги, що розсіює енергію, і активному зворотному зв’язку за сигналом, шафа резистора заземлення нейтралі принципово усуває ключові приховані ризики в системах заземлення з малим струмом і врівноважує надійність джерела живлення та безпеку обладнання. Це незамінний пристрій захисту для мереж розподілу електроенергії середньої напруги.