Systemy uziemiające do sieci elektrycznych do i powyżej 1000 V

Istnieje kilka opcji działania sieci elektrycznych, w zależności od ich systemu uziemienia. Scharakteryzujmy pokrótce istniejące systemy uziemienia dla sieci elektrycznych o klasie napięcia do i powyżej 1000 V.

Sieci o klasie napięcia do 1000 V

układ TN-C

W sieci elektrycznej o takiej konfiguracji zacisk neutralny transformatora zasilającego jest trwale uziemiony, to znaczy jest połączony elektrycznie z pętlą uziemienia stacji transformatorowej. Na całej długości od podstacji do konsumenta przewody neutralne i ochronne są połączone jednym wspólnym - tzw. przewód PEN.

Ta sieć zapewnia „neutralizację” urządzeń elektrycznych — podłączenie przewodów neutralnych i ochronnych do połączonego przewodu PEN. Ta sieć jest przestarzała i stosowana tylko w przemyśle i oświetleniu ulicznym.

Resetowanie urządzeń elektrycznych w życiu codziennym jest zabronione ze względu na niebezpieczeństwo wytworzenia niebezpiecznego potencjału na resetowanych budynkach, dlatego taka sieć w starych budynkach jest eksploatowana wyłącznie jako dwuprzewodowa — stosuje się tylko przewody neutralny i fazowy.

System TN-C-S

Ta sieć różni się od poprzedniej tym, że połączony przewód PEN jest z reguły rozdzielony w pewnym miejscu po wejściu do budynku — na przewód neutralny N i ochronny przewód uziemiający PE.

Sieć konfiguracyjna TN-C-S jest najbardziej rozpowszechniona w naszych czasach. Ta sieć jest jednym z zalecanych systemów wg PUE i mogą być wdrażane w nowych obiektach.

System uziemienia TN-C:

1 — przewód uziemiający zera (punktu środkowego) zasilacza, 2 — części przewodzące dostępne, N — przewód roboczy neutralny — przewód roboczy neutralny (neutralny), PE — przewód ochronny — przewód ochronny (przewód uziemiający, przewód ochronny zerowy, przewód ochronny systemu wyrównania potencjałów), PEN — neutralny przewód ochronny i neutralny roboczy — wspólny neutralny ochronny i neutralny przewód roboczy.

system TN-S

Konfiguracja tej sieci elektrycznej różni się od poprzednich tym, że zapewnia oddzielenie połączonego przewodu podstacji elektroenergetycznej, na całej długości linii oddzielone są przewody neutralne i uziemiające.

System ten jest stosowany przy budowie nowych obiektów i jest najbardziej preferowanym ze wszystkich dostępnych. Jednak ze względu na wyższy koszt realizacji (konieczność umieszczenia osobnego przewodu ochronnego) często preferowana jest konfiguracja sieci TN-C-S.

System uziemienia TN-S:

System uziemienia TN-C-S:

System TT

Następnie neutralny transformator mocy również ma twarde uziemienie, ale okablowanie użytkownika końcowego jest uziemione przez oddzielną pętlę uziemienia, która nie jest elektrycznie połączona z uziemionym punktem zerowym transformatora.

Uziemienie to zalecane jest do stosowania w przypadku niezadowalającego stanu sieci elektrycznych, gdzie działanie dostarczonego uziemienia może być niebezpieczne.

Zasadniczo są to sieci TN-C, w których zasadniczo nie przewiduje się uziemienia, a także sieci TN-CS, które nie spełniają wymagań PUE w zakresie wytrzymałości mechanicznej zespolonego przewodu, a także obecność jego wielokrotnego uziemienia.

System uziemienia TT:

1 — przewód uziemiający punktu zerowego (środkowego) zasilacza, 2 — części przewodzące dostępne, 3 — przewód uziemiający części przewodzących dostępnych, N — przewód roboczy neutralny — przewód roboczy neutralny (zerowy), PE — przewód ochronny — ochronny przewód (przewód uziemiający, przewód ochronny zerowy, przewód ochronny układu wyrównania potencjałów).

System informacyjny

Punkty zerowe transformatorów mocy w sieci o tej konfiguracji nie są uziemione, to znaczy są odizolowane od obwodu uziemienia podstacji. Przewód uziemienia ochronnego można podłączyć do pętli uziemienia podstacji lub bezpośrednio u użytkownika do istniejącej pętli uziemienia.

System uziemienia IT:

1 — rezystancja uziemienia zera zasilacza (jeśli występuje), 2 — przewód uziemiający, 3 — dostępne części przewodzące, 4 — urządzenie uziemiające, PE — przewód ochronny — przewód ochronny (przewód uziemiający, przewód ochronny zerowy, przewód ochronny wyrównanie potencjałów).

Ten system uziemienia służy do zasilania urządzeń, które mają specjalne wymagania dotyczące bezpieczeństwa i niezawodności. Są to pomieszczenia instalacji elektrycznych elektrowni, stacji elektroenergetycznych, przemysłów niebezpiecznych, w szczególności przemysłu wydobywczego, komory strzałowe itp.

Sieci o klasie napięcia powyżej 1000 V

W większości przypadków działają instalacje i sieci elektryczne klasy napięciowej 6, 10 i 35 kV w izolowanym trybie neutralnym… Ze względu na brak uziemienia zerowego zwarcie jednej z faz do masy nie jest zwarciem i nie jest wyłączane przez zabezpieczenie.

W przypadku zwarcia w sieci o takiej konfiguracji dopuszczalna jest jej krótkotrwała praca co do zasady na czas odnalezienia uszkodzonego odcinka i odłączenia go od sieci. Oznacza to, że w przypadku zwarcia w sieci z izolowanym przewodem neutralnym konsumenci nie tracą mocy, ale kontynuują pracę w tym samym trybie, z wyjątkiem strefy uszkodzonej, w której obserwuje się tryb niepełnej fazy - przerwa w jednej z faz.

Niebezpieczeństwo tej sieci polega na tym, że w przypadku zwarcia jednofazowego prądy rozchodzą się do ziemi od miejsca, w którym przewód opada 8 m na otwartej przestrzeni i 4 m w pomieszczeniu. Osoba, która znajdzie się w zasięgu propagacji tych prądów, dozna śmiertelnego porażenia prądem.

Sieć neutralna 6 i 10 kV może być uziemiona specjalne reaktory kompensacyjne oraz cewki tłumiące łuk w celu kompensacji prądów ziemnozwarciowych. Ten system sieci uziemiających jest stosowany w obecności dużych prądów ziemnozwarciowych, które mogą być niebezpieczne dla urządzeń elektrycznych tych sieci.Taki system uziemienia sieci elektrycznych nazywany jest rezonansem lub kompensacją.

Sieci elektroenergetyczne o napięciu klasy 110 i 150 kV posiadają skuteczny system uziemienia. Dzięki temu systemowi uziemienia większość transformatorów mocy w sieci elektrycznej ma solidne uziemienie neutralne, a niektóre transformatory mają uziemienie neutralne przez ograniczniki lub ograniczniki przepięć... Selektywne uziemienie przewodów neutralnych zmniejsza prądy zwarciowe w sieciach elektrycznych.

W wyniku obliczeń wybiera się, w których stacjach zostaną uziemione punkty neutralne transformatorów, aby zapewnić jak najbardziej efektywną pracę sieci elektrycznej. Uziemienie przewodów neutralnych przez ograniczniki lub ograniczniki przepięć odbywa się w celu ochrony uzwojenia transformatorów mocy przed możliwe przepięcie.

Sieci o klasie napięciowej 220-750 kV pracują w trybie solidnie uziemionego punktu neutralnego, to znaczy w takich sieciach wszystkie wyjścia uzwojeń neutralnych transformatorów mocy i autotransformatorów są połączone elektrycznie z pętla uziemienia podstacji.