Трансформатордун нейтралдык жергө туташтырылуусу: Катуу, каршылык жана Зиг-Заг жергө туташтыруу салыштырылган

Коммутациялык жабдуулардын графикте 5 А ток менен жогорку каршылык жергө туташтыруу жана 10 секунддук резистор көрсөтүлгөн. Подрядчы так ошондой ишти аткарган. Эч ким системанын заряддоо тогун өлчөгөн эмес; бул заводдогу брондурланган 5 кВ кабельдер, көтөрүлүштүн чектегичтери жана кыймылдаткычтардын киргизүү сүзгүчтөрүнүн натыйжасында ток 6,8 А чамасында болгон. Биринчи фаза-жер аралыгындагы токтун токтогон учурда резистор толугу менен капаситивдик токту тарткан, сезгич реле токтун көтөрүлүшүн байкап алган эмес, жана завод эки күн бою жергө туташтырылган фазада иштеген. Экинчи токтогон учурда башка фазада бул кылымыктык фаза-фаза аралыгындагы дуга жарыгына айланган. Бардык нерсе сызма боюнча курулган. Бирок жергө туташтыруу схемасы дагы да туура эмес болгон.

Трансформатордун нейтралдык жергө туташтыруусу бул изоляция боюнча кыйынчылыкка учураганда канча ток акатып өтөрүн, коргоо системасынын иштеп баштаганын же жөн гана сигнал бергенин жана трансформатор, кабелдер жана коммутациялык жабдуулар токтун канча бөлүгүн чыдай аларын аныктаган долбоордук чечим. Бул чечим долбоордун баштапкы этапында бир жолу гана кабыл алынат жана адатта техникалык талаптардын бир сапка түшөт.

Төрт ыкма дээрлик ар кандай өнөр-өндүрлүк, электр энергиясын таратуучу жана маалыматтык борбордун системаларын камтыйт: туруктуу жерге коюу, төмөн каршылыктуу жерге коюу, жогорку каршылыктуу жерге коюу жана зигзаг же «й-дельта» жерге коюу трансформатору аркылуу жерге коюу. Ар бир ыкма башка суроого жооп берет, жана туура жооп системанын биринчи жерге түшүүсүндө кандай иштешине байланыштуу.

 

Трансформатордун нейтралдык жерге коюу эмне аныктайт

Жерге түшүү аркылуу фазалык өткөргүч менен жер ортосунда токтун толук тизмеги пайда болот. Агып өткөн токтун чоңдугу кайтаруу жолунун импедансы менен белгиленет, ал эми бул кайтаруу жолу нейтралдык системанын жерге түшүү электроддору системасына кошулуусу аркылуу түзүлөт. Кошулуу өзгөрсө, авариялык ток да, анын аныкталуу ылдамдыгы да, жоюлуу убактысында пайда болгон зыян да өзгөрөт.

Спецификацияда аталышы үчүн ике саясий негиз берилет. IEEE Std 3003.1-2019 индустриялык жана коммерциялык электр энергиясы системалары үчүн жерге түшүүнү камтыйт жана Жашыл Китеп (Green Book) семьясынын заманбап улуту болуп саналат; IEEE Std C62.92.1-2016 1000 Втан жогору бааланган коммуналдык системалар үчүн нейтралдык жерге түшүүнү камтыйт. Экистин негизинде бирдей компромисс жатат: жерге түшүү тогу надеждуу түрдө аныкталууга жетиштүү чоңдукта болушу керек жана бирок жабдууларды талкалоого жетиштүү чоңдукта болбошу керек.

Төмөндөгү таблицада төрт ыкма кыскартылган.

Тәсир	Типтик авариялык ток	Аныкталуу философиясы	Колдонулган жер
Катуу жерге туташтыруу	Болт менен бекитилген үч фазалык мааниге чейин	Анык убакытта ток ашып кетүү, триппинг	480 В жана андан төмөн, төмөн кернешиликтүү тармагы
Төмөн каршылык (LRG)	100 А – 1000 А, көпчүлүкдө 200 А – 400 А	Ток ашып кетүү реле-лери, избирательдүү координация	Избирательдүү триппинг талап кылынган орто кернешиликтүү өнөрөсөлдүү тармак
Жогорку каршылык (HRG)	5 А – 25 А	Сезгич реле, биринчи болуп сигнал берет	Кыймылдуу жабдууларга негизделген заводдор, үзбөстүү технологиялык процесстер, дата-ортолору
Зиг-заг жерге туташтыруу трансформатору	Резистор же трансформатордын конструкциясы менен орнотулган	Сезгич реле	Дельта системалары, кире бере турган нейтрал жок

 

Катуу жерге туташтыруу: Эң арзан баа жана эң жогорку авариялык ток

Катуу жерге туташтырылган системада нейтрал туруктуу жерге туташтыруу системасына туруктуу байланышкан. Токту чектеген эч нерсе жок, ошондуктан фаза-жер арасындагы авария өзүнчө жерге туташтырылган үч фазалык токтун маанисине жакын болушу мүмкүн — 480 В тогунда 2000 кВА бирдикте ондогон килоампер. Бул конструктордук кемчилик эмес; бул максат. Авария чоң, бардык коргогуч түзүлүштөр аны көрөт жана циклдерде аны тазалайт.

Счет жерде башка жерге келет. Автобус таянышы, үзгүчтүн токтотуу чеги жана дуга-жарыктык изилдөөдөгү окуя энергиясынын эсеби бул ток менен чогулуп барат. Көпчүлүк 480 В системалары үчүн тез токтотуу азыркы учурда да практикалык тандоо болуп саналат, анткени фаза-жер арасындагы кернеу 277 В де турат жана изоляция менен көтөрүлгөн кернеүдүн артыкчылыктары орточо деңгээлде сакталат. Ал эми орто кернеүдө тез токтотуу маанисин жоготот, анткени ошол эле логика трансформатор, кабельдер жана коммутациялык жабдуулардын көрүшүүсүн каалабаган кырсык токторун түзөт.

Бир натыйжа адамдарды таң калдырат. Тез токтотулган системада көпчүлүк кырсыктар биринчи фаза-жер окуясынан башталат жана алар кийинки кырсыкка өтүштөн мурун тазаланат. Жерге туташтырылбаган же жогорку каршылык менен жерге туташтырылган системада биринчи кырсык көпчүлүк учурда тазаланбай калат.

 

Каршылык менен жерге туташтыруу: Төмөн каршылык менен жерге туташтыруу жана Жогорку каршылык менен жерге туташтыруу

Нейтралдык жана жердөн өткөрүлгөн токтун ортосуна каршылык коюу – бул дизайн философиясын санга айландырат. Төмөн каршылыктуу жерлөндүрүү токтун чектелүүсүн бир нече жүздөн амперге чейин чектейт – ортоңку кернеши бар тармактарда 200 Адан 400 Ага чейинки токтун чектелүүсү кеңири таралган. Бул токтун чоңдугу стандарттык ашыкча ток реле-леринин аныктап, координациялоосу үчүн жетиштүү. Ошондуктан LRG (төмөн каршылыктуу жерлөндүрүү) системасында авариялык фидерди изилдөө үчүн токтотуу талап кылынат, башкы токтотуу талап кылынбайт.

Жогорку каршылыктуу жерлөндүрүү андан да алыс барат жана жерге токтун ортосундагы авариялык токтун чектелүүсүн 5 А, 10 А же 25 Ага чейин түшүрөт. Бул деңгээлде авариялык токтун пайда болушу адатта токтотуу эмес, аларм белгиси катары иштейт, жана техникалык кызмат аварияны таба турганча завод иштеп турат. Көп санда электр жеткирүүчү өнөрөс системалары, токтотууга төзүмсүз үзгүлтүс процесс өнөрөс заводдору жана дата-борборлордун ортоңку кернеши бар тармактары бул ыкманы колдонот. Трансформатор жана кабелдер көп килоамперлик авариялык токтун таасири астында калбайт, жана жерге токтун ортосундагы авариядан пайда болгон доо-чачырануу токтун чондугу менен бирге азаят.

Бул бөлүмдү көпчүлүк сатып алуучулар унутуп калышат. Жогорку каршылыктагы жерге туташтырылган система, резистордун өткөрүлгөн тогу системанын заряддоо тогунан жогору болгондо гана иштейт. Эсептегич кабелдин, чайкындыларга каршы коргогучтардын жана кыймылдаткычтын киргизүү сүзгүчтөрүнүн заряддоо тогу - чыныгы ток, ал эми жерге туташуу окуясында ал резистор аркылуу жана авария аркылуу бирге өтөт. Эгерде резистордун тогу бул чоңдуктан кичине болсо, реле аварияны нормалдуу капаситивдик токтон айырмалай албайт — бул макала башталган мисалда дээрлик ошондой болгон. Туура иштөө үчүн: чыныгы орнотулган системанын капаситивдик тогун өлчөп, анын үстүнөн чоңураак резистордун тогун тандап, андан кийин гана убакыттын чоңдугун орнотуу керек.

 

 

Зиг-Заг жерге туташтыруу трансформаторлору: Жок нейтралдын жеринде

Жогорудагы баардыгы нейтралдык нүктөгө каршы келген резисторду кошо алганыңызга жол берет. Дельта-кошулган булагы же нейтралдык нүктөсү чыгарылбаган трансформатордун вторичный орамы сизге ошондой нүктөнү бербейт. Зигзаг-формалуу бирдик ошол маселени чечет. Анын орамдары нөлдүк тартиптеги токко төмөнкү импедансты түзөт, ошондой эле жерге түшүү тогунун үчүн маанилүү кайтаруу жолун түзөт; бирок оң жана терс тартиптеги токко жогорку импедансты түзөт, ошондой эле бирдик нормалдуу иштегенде жүктөм тогунун аз гана бөлүгүн гана өткөрөт. Ысымындагы «wye-delta» бирдик ошондой ишти башка орамдын жайгашуусу менен аткарат.

Бул иштөө ыкмасы ошондой болгондуктан жерге трансформатор жүктөм трансформатордун башка дата-листинен айрыкча белгиленип берилет. Туура келүүчү сандар — кыска убакытта нейтралдык ток жана анын узактыгы: 10 секунд жана 1 мүнөт — жалпы рейтингдер. Ошондой эле, нормалдуу иштөөдө пайда болгон тэңсиздик үчүн да үзгүлтүсүз нейтралдык ток капаситети көрсөтүлөт; бул зигзаг бирдикте адатта кыска убакыттагы санга салыштырмалуу бир нече процентти түзөт. Аны кыска убакыттагы сан менен гана белгилесеңиз, туруктуу тэңсиздик трансформаторду ысытат. Аны жүктөм трансформатордой белгилесеңиз, колдонбой турган мышьяк сатып аласыз.

Кыймылдаткычтарга негизделген системаларда зигзаг бирдик адатта резистор менен жупталат. Резистор өтүүчү токтун чоңдугун белгилейт; трансформатор резисторго керектүү нейтралдыкты камсыз кылат.

 

Резистордун өлчөмү: Иштешүүнүн чечимин төрт сан чечет

Нейтралдыкты жерге туташтыруучу резистор — кыска убакытта иштеген, бир нече маанилүү рейтингдери бар түзүлүш. Бул төрт сан иштөөдө схеманын иштешүүнү чечет:

• Өлчөнгөн сыйымдуулук тогу. Аны чындыкта орнотулган жерде, чындыкта болгон кернееде өлчөңүз. Таблицадагы маанилер башталуучу нукта, жообу эмес.
• Өткөрүлгөн ток. жогорку каршылыктуу жерлөштүрүү үчүн 5 А, 10 А же 25 А; төмөн каршылыктуу жерлөштүрүү үчүн 200 А–400 А. Эки учурда да ал өлчөнгөн сыйымдуулук тогунан жогору болушу керек, чеги менен.
• Убакытка арналган баалоо. Он секунд жана бир мүнөт – типтүү убакыттар. 13,8 кВ системасындагы 400 А, он секунддук резистор аварияны таштап турганда дээрлик 3,2 МВт энергияны чачыратат – он секундда дээрлик 32 МДж энергия. Системада аварияны таштап турганда ал бүтүндөй өлүп кетет.
• Кернеэ жана изоляцияга арналган баалоо. Жерге түшүү авариясы учурунда резистор системанын толук сызык-нейтралдык кернеэсин туруктуу түрдө, окуя узактыгы боюнча тутат.

Эки башка пункт: биринчи – детекциялык схема (реле көргөн токко кандай иштейт, аларм берет же токту үзөт), экинчи – төмөн каршылыктуу жерлөштүрүүдө ток чектелгенден кийин координациялык изилдөөнүн натыйжалуулугу сакталып калганбы, – булар резистордун техникалык сапатына кирбейт, бирок ошол эле талкуулуу темада талкууланышы керек.

 

Райан Электрик кастомдук тапшырмаларда жерге туташтыруу долбоорун кандай колдойт

Жерге туташтыруу долбоору трансформатордон башталат, анткени орамдын конфигурациясы нейтралдын болушу же болбашын чечет. Бир өзгөчөлүктүү үч фазалуу трансформатор у-түрдөгү (wye) вторичка менен нейтралды грунт-авариялык жүктөмгө ылайык иштелип чыгарылган изоляцияланган бушинг аркылуу сыртка чыгарыбыз, жана жерге туташтыруу жана координациялык долбоорлорго керектүү орамдын конфигурациясы жана вектордук топтор боюнча маалыматтарды беребиз. Клиенттин схемасы кедергилүү же зигзагдык жерге туташтырууну талап кылган учурда, биз нейтралдын жайгашуусун заводдогу кабыл алуу сыноосунда эмес, айлана-чөйрөнүн баасын белгилеген учурда тастыктайбыз. Бул алгачкы он беш минуталык сүйлөшүү жана аны унуткан учурда кайрадан иштетүү тапшырмасы.

Биз 120 000 квадрат метр аянтта, 180-дон ашык өндүрүш жана сыноо жабдугунун жана 37 патенттин барлыгын камтыган ишканада иштейбиз. Биз UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS жана CE сертификаттарына ээбиз. 2023-жылдан баштап Ryan Electric Eaton компаниясынын расмий жалпы ишмердик сергектеши болуп иштейт. Ар бир бирдик менен кошо жиберилген рутиндык сыноо долбоору токтогондой нейтралдык жана жерге түшүрүү туташтыктарын текшерүү үчүн коммиссиялаштыруу командасына керек болгон орамдын каршылыгы жана катышын камтыйт.

 

Трансформатордун суроо-талап формасы менен жерге түшүрүү схемасын жиберип бериниз

Бизге бир линиялык схеманы, жерге түшүрүү ыкмасын, нейтралдык токту жана анын узактыгын, ошондой эле трансформатордун баалоосун жиберип бериниз. Биздин инженердик тобу изилдөөгө ылайык келген трансформатордун нейтралдык жерге түшүрүүсүн (нейтралдык бушинг да кирет) тааныштырып берет, анда коммиссиялаштыруу инженери дизайнды табып чыгып, ал эми табып чыгып койбойт. Сотоо таксысында негизди туура койгондой чыгым жок. Биринчи жерге түшүрүү окуясынан кийин табып чыгып койгондой чыгым — бул токтотуу.

 

Автор тууралуу: Бул макала Ryan Electric (Jiangsu Ryan Transformers) компаниясынын инженердик тобу тарабынан жазылган. Ал 2007-жылдан бери электр тармагына, дата-ортошторго, жаңыртуулугу мүмкүн болгон энергия генерациясына жана өнөрөсөнө кызмат көрсөтүүчү литой смолалуу, май менен толтурулган жана жерге орнотулган трансформаторлорду өндүрөт. Топ күн сайын IEEE C57 жана IEC 60076 талаптары менен иштейт жана трансформаторлордун техникалык талаптарын түзүүдөн баштап, заводдук сыноолорго жана объектте ишке киргизүүгө чейин өнүктүрүүчүлөрдү жана EPC контракторлорду колдойт.