เครือข่ายไฟฟ้าที่มีสายดินเป็นกลางอย่างมีประสิทธิภาพ

ความเป็นกลางที่ต่อลงดินอย่างมีประสิทธิภาพคือความเป็นกลางที่ต่อลงดินของเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟสามเฟสที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 1 kV โดยที่แฟกเตอร์ฟอลต์ของสายดินไม่เกิน 1.4

มันหมายความว่าอะไร? แรงดันไฟเฟสถึงดินในกรณีที่ตัวนำเฟสอื่นหนึ่งหรือสองตัวลัดวงจรถึงดินต้องหารด้วยแรงดันเฟสถึงดิน ณ ขณะนั้นจนถึงโมเมนต์ไฟฟ้าลัดวงจร และอัตราส่วนจะต้อง ไม่เกิน 1.4

กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากฟอลต์เฟส-เอิร์ธเกิดขึ้นในเครือข่ายสามเฟสที่มีความเป็นกลางแยก แรงดันไฟฟ้าระหว่างเฟสที่เหลือและดินจะเพิ่มขึ้นประมาณ 1.73 เท่าในเวลาเดียวกันสำหรับเครือข่ายที่เป็นกลางที่มีสายดินอย่างมีประสิทธิภาพ ค่านี้ไม่เกิน 1.4 …

ลักษณะนี้มีความสำคัญเมื่อพูดถึงเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูง โดยที่ต้องขอบคุณสายดินที่เป็นกลางอย่างมีประสิทธิภาพ จึงไม่จำเป็นต้องเพิ่มปริมาณฉนวนในอุปกรณ์และในเครือข่าย นั่นคือการผลิตเครือข่ายและอุปกรณ์ ที่จะทำงานในสภาวะที่มีสายดินเป็นกลางจะมีราคาถูกกว่าเสมอ

International Electrotechnical Commission แนะนำว่าเครือข่ายแรงดันสูงพิเศษและแรงดันสูงที่มีนิวทรัลเชื่อมต่อกับดินหรือนิวทรัลที่เชื่อมต่อกับดินผ่านความต้านทานต่ำ ให้จัดประเภทเป็นเครือข่ายที่มีนิวทรัลลงดินอย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรัสเซีย เครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้า 110 kV นั้นถูกจัดประเภทเป็นเครือข่ายที่มีสายดินเป็นกลางอย่างมีประสิทธิภาพ

ตามกฎสำหรับการดำเนินการทางเทคนิคของการติดตั้งระบบไฟฟ้าของผู้บริโภคสำหรับเครือข่ายที่มีสายดินเป็นกลางอย่างมีประสิทธิภาพ ความต้านทานสูงสุดของอุปกรณ์ต่อสายดินจะถูกปรับเป็น 0.5 โอห์ม โดยคำนึงถึงสายดินตามธรรมชาติ ไม่ควรมีอุปกรณ์สายดินเทียม ความต้านทานมากกว่า - มากกว่า 1 โอห์ม สิ่งนี้ใช้กับการติดตั้งไฟฟ้า 1 kV ที่กระแสไฟฟ้ าลงดินเกิน 500 A

ข้อกำหนดนี้ถูกกำหนดโดยความจำเป็นในการส่งกระแสขนาดใหญ่ผ่านอุปกรณ์ในกรณีที่ไฟฟ้าลัดวงจรลงกราวด์เมื่อแรงดันไฟหลักสูงเป็นพิเศษหรือสูง และข้อกำหนดในการจำกัดแรงดันระหว่างเฟสการทำงานและลงดิน เพื่อ ในกรณีฉุกเฉินให้ลดแรงดันเกินขั้นและแรงดันสัมผัสที่เป็นอันตราย รวมถึงการชดเชยศักยภาพภายนอกสถานีย่อย

จำเป็นต้องกระจายศักยภาพอย่างสม่ำเสมอในอาณาเขตของสถานีย่อยรวมทั้งไม่รวมลักษณะของแรงดันไฟฟ้าขั้นบันไดที่ระยะห่างจากสถานีย่อยซึ่งทำได้โดยการใช้อุปกรณ์ปรับศักย์ไฟฟ้าซึ่งเป็นส่วนบังคับของอุปกรณ์ต่อสายดินสำหรับ ความเป็นกลางที่มีสายดินอย่างมีประสิทธิภาพ

ความแตกต่างและข้อกำหนดที่สำคัญในการใช้งานอุปกรณ์ต่อลงดินสำหรับเครือข่ายที่มีสายดินที่เป็นกลางอย่างมีประสิทธิภาพทำให้เกิดความยุ่งยากในการคำนวณและการก่อสร้าง ทำให้โครงสร้างเหล่านี้ต้องใช้วัสดุมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากดินมีความต้านทานสูง เช่น ดินที่เป็นหิน หิน หรือดินทราย สภาพการก่อสร้างคับคั่ง

แน่นอน ข้อเสียบางอย่างที่เรียกว่ามีอยู่ในเครือข่ายที่มีสายดินเป็นกลางอย่างมีประสิทธิภาพและเป็นเรื่องปกติ ผ่านความเป็นกลางที่ต่อสายดินของหม้อแปลง ในกรณีที่เกิดการลัดวงจรลงดิน จะเกิดกระแสลัดวงจรขึ้นอย่างมาก และสิ่งนี้จะต้องถูกกำจัดอย่างรวดเร็วโดยการปลดการเชื่อมต่อ ต้องขอบคุณอุปกรณ์ป้องกันรีเลย์

การลัดวงจรลงดินส่วนใหญ่ในเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูง 110 kV นั้นตัดการเชื่อมต่อเองและต้องขอบคุณ อุปกรณ์ปิดอัตโนมัติ กำลังไฟฟ้ากลับคืนมา เพื่อให้สามารถระบายกระแสขนาดใหญ่ได้จึงมีการสร้างสายดิน แต่มีราคาแพง

กระแสลัดวงจรเฟสเดียวถึงกราวด์ ในกรณีของสายดินที่เป็นกลางของหม้อแปลงจำนวนมาก อาจเกินกระแสของวงจรสามเฟสได้ และเพื่อขจัดสถานการณ์นี้ โหมดของการต่อสายดินบางส่วนของนิวทรัลหม้อแปลงคือ ใช้สำหรับส่วนนี้ของหม้อแปลง (110-220 kV) ไม่ได้ต่อสายดิน ความเป็นกลางจะถูกแยกออกโดยการเชื่อมต่อกับตัวแยกการเชื่อมต่อแบบเปิด หรือจำกัดกระแสลัดวงจรของหม้อแปลงลงกราวด์โดยการต่อสายดินให้เป็นกลางผ่านความต้านทานพิเศษ

สำหรับแต่ละส่วนของเครือข่าย จะพบจำนวนขั้นต่ำของค่ากลางที่ลงกราวด์ผ่านการคำนวณ ซึ่งเป็นรากฐาน ข้อกำหนดการป้องกันรีเลย์ เพื่อรักษากระแสไฟรั่วลงดินในระดับหนึ่ง และเพื่อให้แน่ใจว่ามีการป้องกันฉนวนของสายดินที่เป็นกลางจากแรงดันไฟเกิน จึงเลือกจุดลงดินที่เหมาะสมของระบบไฟฟ้า

ความจริงก็คือหม้อแปลงสำหรับ 110 — 220 kV ตามเนื้อผ้าสำหรับผู้ผลิตของเรานั้นมีความโดดเด่นด้วยฉนวนที่เป็นกลางที่ลดลง ตัวอย่างเช่น สำหรับหม้อแปลง 110 kV ที่มีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าภายใต้โหลด ฉนวนที่เป็นกลางจะสอดคล้องกับ 35 kV เนื่องจากอุปกรณ์สวิตชิ่งที่มีชั้นฉนวน รวมอยู่ในด้านที่เป็นกลาง 35 kV เช่นเดียวกับหม้อแปลง 220 kV ผลกระทบทางเศรษฐกิจเป็นอย่างมาก

หม้อแปลงดังกล่าวได้รับการออกแบบให้ทำงานในเครือข่ายที่มีสายดินเป็นกลางอย่างมีประสิทธิภาพ และแรงดันไฟฟ้าระหว่างการลัดวงจรถึงดินจากเครือข่ายดังกล่าวจะไม่เกินหนึ่งในสามของค่าสาย นั่นคือ 42 kV สำหรับ 110 kV

สำหรับการป้องกันแรงดันเกินของสายดินที่เป็นกลาง สำหรับการป้องกันในโหมดไม่มีโหลดที่มีการเชื่อมต่อเฟสบางส่วนหรือการหยุดชะงักของหม้อแปลงที่มีนิวทรัลแยก จะใช้วาล์วอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินในระยะเวลาสั้นๆ ความเป็นกลางได้รับการปกป้องโดยตัวจำกัดสำหรับแรงดันไฟดับสูงสุดที่อนุญาตที่ 50 kV