Neutrale è Definizione, dispositivo e scopo

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

L'industria dell'energia elettrica è un complesso industriale complesso, costituito da molti componenti. Affinché ogni elemento funzioni correttamente e svolga i suoi compiti, è necessaria un'accurata conoscenza e comprensione dei processi fisici che si verificano nelle apparecchiature elettriche. Alcuni di essi sono facili da spiegare, quindi ti suggeriamo di familiarizzare con un concetto come "neutrale".

Scopo generale del filo neutro negli avvolgimenti del trasformatore

Il neutro è un comune collegamento del conduttore a punto zero nei trasformatori o generatori trifase. Al momento, ci sono 4 tipi principali di attacco punto zero:

1. Isolato. Questo tipo è caratterizzato dall'assenza di un neutro. Lo schema di connessione principale per la rete presentata è un triangolo. Con guasti a terra monofase nelle fasi di lavoro, non avvertono variazioni nei consumi energetici. Questo tipo è utilizzato nelle reti di distribuzione.6-35 kV.
2. Risonanza a terra. Questa opzione prevede l'uso della messa a terra del punto zero degli avvolgimenti del trasformatore o del generatore tramite bobine o reattanze di soppressione dell'arco (DGK, DGR). La presenza di apparecchiature specializzate compensa l'aumento del livello di corrente, evitando guasti fase-fase più complessi.
3. Con terra profonda. Il tipo più comune di neutro utilizzato nelle reti domestiche. L'avvolgimento dei trasformatori sul lato basso avviene in una connessione a stella aperta e il punto neutro è collegato a terra attraverso l'anello di terra del trasformatore o della sottostazione del trasformatore. In caso di guasti di linea o di cortocircuito monofase si crea un potenziale rispetto a terra che attiva la protezione che disconnette la linea.
4. Efficacemente a terra. Una specie di neutro con messa a terra, utilizzato nelle reti ad alta tensione di 110 kV e oltre. Il punto zero dei trasformatori di potenza e il potenziale di guasto vengono portati a terra. Per aumentare l'efficienza delle protezioni vengono utilizzate apparecchiature aggiuntive: un sezionatore di terra neutro a colonna singola (ZON). La posizione del dispositivo di commutazione è determinata dalle istruzioni di modalità. Per le reti di distribuzione da 6 a 35 kV, viene utilizzata la messa a terra tramite un resistore a bassa resistenza.

Tipi di collegamento degli avvolgimenti dei trasformatori di potenza

Come notato sopra, il neutro è il collegamento del conduttore neutro di un trasformatore o generatore trifase. Per determinare il tipo di messa a terra, è sufficienteguarda lo schema delle apparecchiature elettriche. Per un neutro isolato, lo schema elettrico è un triangolo.

Il resto delle opzioni è implementato attraverso la messa a terra del conduttore neutro a terra, DHA, resistore a bassa resistenza. Questi ultimi sono utilizzati principalmente nelle sottostazioni che convertono l'energia elettrica ad alta tensione in basso consumo. Diagramma schematico - stella.

Neutro isolato nelle reti elettriche

Utilizzato nelle reti di distribuzione 6-35 kV. Per quanto riguarda le manifestazioni fisiche di un neutro isolato, la tensione sale a lineare. Lo scopo principale di questo tipo è associato ai seguenti punti:

1. La rete non si spegne, continua a funzionare. I consumatori su fasi senza circuito utilizzano elettrodomestici monofase fino a quando la linea non viene scollegata. Non c'è squilibrio di tensione nelle reti da 0,4 kV, nelle reti 6-35 aumenta a lineare.
2. L'implementazione di tali reti è molte volte meno costosa da mantenere, il che consente di risparmiare fondi significativi sulla distribuzione di energia elettrica.
3. Alta affidabilità, soprattutto su linee elettriche aeree. La caduta del ramo non spegnerà l'alimentatore e ne garantirà le prestazioni.

I principali svantaggi delle reti isolate sono:

1. Con un cortocircuito monofase, la rete continua a funzionare, le protezioni non funzionano, il che a volte porta a incidenti con la popolazione.
2. La presenza di processi ferrorisonanti e il verificarsi di potenza reattiva, che ne degrada la qualitàenergia elettrica.

Resistore e tensione di 110 kV e oltre: come viene eseguito il punto zero?

La messa a terra efficace è un tipo speciale di conduttore neutro collegato ad apparecchiature specializzate, utilizzato negli impianti elettrici superiori a 1 kV. Per le reti di distribuzione viene utilizzata una variante con messa a terra tramite resistori a bassa resistenza, che prevede la disconnessione della linea in caso di guasto a terra monofase senza ritardo.

Le linee ad alta tensione di 110 kV e oltre utilizzano anche il tipo di neutro presentato, che garantisce una risposta rapida delle protezioni. Per aumentare la sensibilità del funzionamento “relè”, ogni trasformatore di potenza è dotato di speciali apparecchiature ZON. La messa a terra del neutro a colonna singola fornisce anche protezione da sovraccarico.

Messa a terra tramite resistori a bassa resistenza

L'utilizzo di resistori a bassa resistenza è considerato una soluzione ideale per la sicurezza delle persone nelle reti di distribuzione, nonché per il mantenimento dell'isolamento delle linee in cavo. L'implementazione della protezione consiste nel portare il punto zero su apparecchiature specializzate, che hanno una resistenza ohmica inferiore e danno un segnale per spegnere la linea. L'alimentatore viene spento con un ritardo minimo, che è uno dei vantaggi. Altri includono:

• In primo luogo, questo è un neutro che, quando appare la "terra", determina accuratamente la direzione danneggiata e spegne ilriga.
• Secondo: non sono necessari calcoli aggiuntivi e compilazione di mappe di regime con possibilità limitate per reti di distribuzione ad anello.

Importanti svantaggi di questo tipo di messa a terra:

1. Non efficace per correnti di guasto a terra elevate in quanto causa problemi nelle sottostazioni in cui sono installati resistori a bassa resistenza.
2. Bassa efficienza sulle linee aeree e sulle linee a lunga percorrenza. Nel primo caso, il minimo avvicinamento dei rami degli alberi provocherà lo spegnimento dell'alimentatore. Particolarmente rilevante con i consumatori di 1 categoria speciale, 1 e 2.
3. Arresti extra che si verificano a causa di un funzionamento improprio delle protezioni (mancanza di richiusura automatica), comporta tempi di fermo dei consumi, perdite materiali dell'organizzazione di alimentazione.

Messa a terra cieca dei trasformatori di potenza

Tutto ciò che è collegato alla rete di distribuzione 0,4 kV è un neutro con una massa sordo al suolo. Il tipo presentato ha un posto e un ruolo speciali in termini di sicurezza. Quando si verifica un cortocircuito verso terra, viene attivata la protezione, in particolare il PN-2 si brucia o la macchina si spegne. Per quanto riguarda tale rete, sono in fase di sviluppo anche le protezioni per i cablaggi di case e appartamenti. Un esempio lampante è il funzionamento dell'RCD, che assicura il rilevamento delle correnti di dispersione.

I principali vantaggi di questo tipo di neutro sono:

1. Ideale per la distribuzione di energia elettrica, per uso domestico e specializzatoapparecchiature monofase/trifase.
2. Il circuito di protezione non richiede apparecchiature specializzate e costose. Mezzi tecnici come fusibili o interruttori automatici possono facilmente far fronte a un cortocircuito verso massa.

Gli svantaggi includono:

1. Le protezioni sono insensibili al cortocircuito a lungo raggio. È necessario calcolare con precisione la resistenza ohmica dell'anello fase-zero e la corretta scelta di interruttori o fusibili.
2. Lo scatto non si verifica se non è presente un guasto a terra. Ciò rappresenta un pericolo per l'uomo, che viene corretto mediante l'uso di cavi isolati.

Neutri con messa a terra risonante o compensati

I neutri con messa a terra risonante sono utilizzati principalmente nelle reti di distribuzione con una tensione di 6-35 kV, dove lo schema di connessione è effettuato da linee in cavo. Il collegamento del punto zero avviene tramite appositi pistoni o trasformatori regolabili RUOM. Un tale sistema consente di determinare l'induttanza nella rete durante un cortocircuito monofase, che fornisce una compensazione per il livello di corrente.

Questo tipo di neutro riduce il rischio di incidente, il passaggio di un cortocircuito monofase ad uno interfase. I vantaggi per la tensione 6-35 kV sono:

Il vantaggio principale è associato allo scopo dell'attrezzatura. Elevato grado di protezione dell'isolamento delle linee dei cavi con una corretta regolazione

Gli svantaggi di una rete con questo tipo di neutro sono:

1. Difficile da configurare. Possono verificarsi sottocompensazione o sovracompensazione,che impedirà un uso corretto dell'apparecchiatura. Per l'allineamento è necessario calcolare l'induttanza delle correnti in funzione della lunghezza della linea, della potenza dei trasformatori. In caso di modifica dello schema o aggiunta di apparecchiature di alimentazione, i trasformatori a pistoni non sempre fanno fronte alle attività.
2. Le apparecchiature configurate in modo errato e l'elevata usura delle linee dei cavi portano a una reazione a catena che comporta il guasto di diverse sezioni deboli della rete.
3. Aumento delle perdite tecniche che si verificano durante il funzionamento, nonché problemi di sicurezza. La compensazione di corrente nella sottostazione è implementata rispetto alla terra.
4. Impossibile determinare la linea in cui si è verificato il cortocircuito. Il processo di scelta di un alimentatore con "massa" avviene attraverso un confronto delle correnti armoniche, che non è sempre considerato un mezzo efficace per ottenere informazioni affidabili.

Conduttore neutro e bobina di spegnimento dell'arco, reattore

La differenza nel neutro risonante con messa a terra è correlata all'apparecchiatura utilizzata. Come notato sopra, il punto zero può essere posizionato su una bobina di spegnimento dell'arco del tipo a stantuffo o su un reattore regolabile. Le differenze principali sono associate ai seguenti punti:

1. DGK assume la compensazione attraverso un sistema sintonizzato di trasformatori a pistoni. L'impostazione è implementata attraverso calcoli di una rete reale dal servizio di protezione relè. Quando si verifica un guasto a terra, le correnti vengono compensate in base all'induttanza. Il processo non è regolato o regolato, cheè un momento spiacevole nel caso dell'apparizione della "terra" in più punti su linee diverse.
2. DGR - apparecchiature più moderne, che prevedono l'utilizzo di sistemi automatici per la determinazione dell'induttanza di rete. Tra le opzioni popolari ci sono i reattori di tipo RUOM con messa a punto SAMUR. L'implementazione del polling in tempo reale garantisce l'operatività anche con più guasti a terra.

Sia solidamente collegato a terra o isolato, ogni tipo ha il suo posto nell'industria energetica di oggi. E la conoscenza delle caratteristiche ti consentirà di affrontare l'essenza fisica del problema.