Заземлення нейтрали трансформатора, схема заземлення силового, понижуючого і трансформатора струму

Від виробників електроенергії передається струм високої напруги. Щоб їм могли користуватися споживачі на побутовому рівні, застосовують знижувальні трансформатори. Згідно ПУЕ для них необхідно застосовувати захисне заземлення. Передбачено зовнішній і внутрішній контур заземлення. Встановлюють також захист від ударів блискавки.

принципи пристрою

Трансформатор перетворює (трансформує) параметри змінного електричного струму. Відбувається це завдяки явищу електромагнітної індукції. Основні деталі приладу – котушки (обмотки) з проводами і феромагнітний сердечник. На одну котушку струм надходить, і вона називається первинною. Вторинних котушок може бути 1, 2 і більше. З них знімається струм зі зміненими характеристиками.

У підвищувального трансформатора число витків на вторинній обмотці більше, ніж на первинній. У прямого зв’язку збільшується індуковане напруга з одночасним зниженням сили струму.

Пристрій понижуючих трансформаторів інше. Вони зроблені з точністю навпаки. Число витків в первинній обмотці у них більше, ніж на вторинній обмотці, тому індуковане напруга знижується. На великі відстані вигідніше передавати електрику високої напруги і низької сили струму, оскільки втрати енергії на виділення тепла найменші. Так і надходять. А трансформатори згодом перетворять струм до необхідних параметрів.

Спосіб з’єднання обмоток трансформатора може бути обраний «трикутник», «зірка» чи «зигзаг». У разі «трикутника» обмотки з’єднані послідовно, утворюючи замкнутий контур. Спосіб «зірка» передбачає з’єднання кінців фазних обмоток в одну точку. Її називають нульовою (нейтральної) точкою. У разі «зигзага» кожна фазна обмотка складається з 2-х частин на різних стрижнях. З’єднання 2-х частин відбувається назустріч один одному. Утворилися три висновки з’єднують, як «зірку».

Для трансформаторів високої напруги застосовують з’єднання «зірка». Заземлюється нульова точка або кінець вторинної обмотки. При об’єднанні в «зірку» заземляють фазний провід.

застосування

Для перетворення струму, який передається по електричних мережах, застосовують силові трансформатори. Такі пристрої здатні працювати з великими потужностями. Вони перетворять напругу на лініях з 35 … 750 кВ в напругу 6 і 10 кВ і далі в 400 В. Після цього електроенергією можуть користуватися споживачі на побутовому рівні.

Трансформатори струму використовують, щоб знижувати струм до необхідної величини. Їх застосовують в схемах безконтактного управління, щоб убезпечити людей і техніку від ураження струмом. Трансформатори струму застосовують також в вимірювальних і захисних пристроях, схемах сигналізації і в інших приладах.

Особливість трансформатора струму в тому, що його вторинна обмотка працює в режимі, близькому до короткого замикання. Якщо з якоїсь причини відбувається розрив ланцюга на вторинній обмотці, то напруга на ній підвищується до значних величин. Стрибок напруги може викликати поломку обладнання, включеного в мережу. Тому має бути присутнім захисне заземлення.

Існують також трансформатори напруги, імпульсні трансформатори, автотрансформатори, зварювальні та інші. Для кожного з них існують своя схема і особливості підключення заземлення. Щоб правильно його виконати, необхідно вивчити технічну документацію до обладнання.

Навіщо заземлювати

Заземлення нейтрали трансформатора необхідно для створення стабільної роботи електроустановки і безпеки людей, які можуть перебувати на підстанції. Робоча заземлення на трансформаторі є частиною захисного. Це означає, що заземлення, призначене для стабільної роботи пристрою, також захищає від ураження струмом.

Правила улаштування електроустановок вимагають, щоб всі силові трансформатори були заземлені.

У трансформаторах напруги заземлюється тільки трансформатор. Згідно з правилами улаштування електроустановок у трансформатора напруги заземлення вторинної обмотки відбувається шляхом з’єднання загальної точки або одного з кінців обмотки з заземлюючим провідником.

У трансформаторах струму заземляются вторинні обмотки. Для підключення провідників передбачені спеціальні затиски. Обмотки декількох установок можна з’єднувати одним провідником і підключати до однієї шині.

В електротехніці виділяють поняття мережі з ефективно заземленою нейтраллю. Воно може бути застосовано для силового трансформатора, у якого заземлене більшість нейтралей обмоток (глухе заземлення нейтралі). Якщо станеться однофазное замикання, то напруга на пошкоджених фазах не повинно бути вище 1,4 напруги на робочих фазах в нормальних умовах.

дугогасильні реактори

У мережах, розрахованих на 110 кВ і вище, передбачений захист з глухозаземленою нейтраллю. Якщо мережа розрахована на 35 кВ і нижче, то застосовується заземлення з ізольованою нейтраллю.

Перевага ізольованою нейтралі в тому, що якщо станеться замикання фази на землі, то це не призведе до короткого замикання. На трансформаторах з системою ізольованою нейтралі встановлюють дугогасильні реактори. Вони компенсують ємнісні струми, що виникають при замиканні на землю.

Справа в тому, що вздовж лінії електропередачі накопичується електричний заряд (ємнісний електрику). І як тільки відбувається розрив або інше ушкодження ізоляції, при контакті із землею виникає струм. Якщо він досягає 30 А, утворюється розрядна дуга. В результаті кабель нагрівається, починає руйнуватися ізоляція і разом з нею провідник.

Таке явище призводить до двофазному і трифазного замикання. Спрацьовує захист, і трансформатор повністю відключається. Знеструмленими залишаються сотні і тисячі споживачів електроенергії.

Щоб цього не сталося, встановлюють дугогасильні реактори. Нейтраль заземляють через них. Під час однофазного замикання на землю зростає індуктивність дугогасного реактора. Індуктивна провідність компенсує емкостную, і електрична дуга не виникає.

Через дугогасильні реактори заземляють нейтраль первинної обмотки одного з трансформаторів мережі, в якій з’єднання обмоток відбувається по типу «зірка-трикутник».

Якщо сталося замикання на землю, то завдяки такій системі заземлення, трансформатор зможе працювати протягом ще 2-х годин, поки неполадки не будуть усунуті.

Створення зовнішнього контуру

Щоб зробити зовнішній контур заземлення трансформатора, застосовують вертикальні електроди, з’єднані горизонтальними перемичками. Перемички виконують з листової сталі товщиною 4 мм і шириною 40 мм. Електроди встромляють в грунт по периметру трансформатора.

Перевіряють питомий опір ґрунту. Воно повинно складати максимум 100 Ом * м. Виходячи з цього, потрібно створити контур опором максимум 4 Ом.

Якщо взяти коло діаметром 16 м, з умовним трансформатором посередині, то для створення заземлюючого контуру буде потрібно мінімум вісім електродів довжиною по 5 м кожен. Їх розміщують на відстані приблизно 1 м від фундаменту трансформаторної станції. Чим ближче стрижні будуть розташовуватися до стіни, тим краще. Горизонтальні смужки-з’єднання укладають на ребро на глибину 0,5-0,7 м.

Така вимога до розташування пов’язано з питаннями безпеки. Заземлювач не повинен бути пошкоджений під час проведення будь-яких ремонтних та будівельних робіт.

Захист від блискавок

Щоб виконати блискавкозахисту трансформаторної підстанції з металевим дахом, необхідно з’єднати дах із зовнішнім контуром заземлення.

З’єднання відбувається в двох протилежних точках. Тобто в одній точці покрівля з’єднується з зовнішнім контуром, і з боку, розташованої навпроти, також відбувається з’єднання покрівлі з контуром. З’єднувальним провідником стає дріт товщиною 8 мм.

Якщо покрівля не металева, то на ній нагорі створюють спеціальний молниеприемник.

Створення внутрішнього контуру

Трансформаторна підстанція розділена на 3 приміщення. Окремо роблять приміщення для високої та низької напруги – це приміщення розподільних пристроїв (для входу і виходу). І окремо передбачена трансформаторна камера, безпосередньо для трансформатора.

У кожному відділенні повинна бути прокладена заземлювальна смуга. Її прикріплюють до стін на висоті 0,4 … 0,6 м, щоб заземлити всі частини з металу, не призначені для проведення струму. Для кріплення застосовують дюбеля або спеціальні тримачі круглих і плоских заземлюючих провідників.

До заземляющей смузі підключають швелер, призначений для установки трансформатора. Він розміщений в стягуванні підлоги. Під’єднують і інші деталі (шинний міст, металеві елементи бар’єру, кріпильні деталі, місце приєднання переносного заземлення). До системи заземлення підключають всі опорні конструкції з металу і сталеві каркаси.

Для розбірних з’єднань застосовують болти, в інших випадках елементи зварюють між собою. Для закріплення переносного заземлення використовують гайку з вушками «баранчик». Перемички роблять з гнучкого мідного дроту ПВ3. Однак ізоляційну оболонку з такого проводу треба зняти, щоб можна було стежити за цілісністю жив.

Закладення в стіни здійснюють за допомогою вставки гільз і заповненням вільного простору негорючим матеріалом. Смугу забарвлюють в жовтий колір із зеленими смугами. Таку забарвлення має захисний нульовий провід. Нульову шину підключають до заземлювального контуру. Корпус трансформатора з’єднують з контуром перемичками. При огляді трансформатора на вхід ставлять захисний бар’єр і навішують табличку «Обережно! Висока напруга!”.

Ссылка на основную публикацию