Procedee de tratare a neutrului rețelelor electrice

NEUTRULUI RETELELOR ELECTRICE

Studii de caz

Din punct de vedere al tratării neutrului reţelele electrice pot fi cu:

1. neutrul izolat;

2. neutrul tratat (pus la pământ prin intermediul unei bobine de stingere);

3. neutrul legat direct la pământ.

Reţea cu neutrul izolat = o reţea al cărei neutru nu are nici o legătură special făcută cu pământul.

Reţea compensată prin bobină de stingere = o reţea al cărei neutru este legat la pământ printr-o bobină a cărei reactanţă are o astfel de valoare încât, la o punere la pământ, curentul inductiv de frecvenţă industrială care circulă între punctul de defect şi bobină, neutralizează practic componenta capacitivă la frecvenţa reţelei a curentului de defect.

Reţea cu neutrul legat la pământ = o reţea al cărui neutru este legat direct la pământ (sau printr-o impedanţă de valoare mică, care reduce oscilaţiile tranzitorii şi permite trecerea unui curent suficient de mare pentru a asigura selectivitatea protecţiei).

Tabelul 2.1. Modul de tratare a neutrului

Caracteristici Neutrul izolat Neutrul compensat cu bobină Neutrul pus direct la pământ Neutrul pus la pământ prin rezistenţa de valoare mică

Arcul provocat de punerea la pământ Se autostinge Se lichidează prin RAR

Arc intermitent Posibil Nu este posibil

Punere la pământ de durată Reţeaua poate fi exploatată cu punerea la pământ Protecţia deconectează automat faza defectă

Lichidarea punerii la pământ Este necesară o protecţie selectivă complexă Se realizează cu sisteme uzuale de protecţie

Supratensiuni tranzitorii de punere la pământ

1,8Uf

în punctul de defect (1,8-2,5)Uf

în punctul de defect

Supratensiuni de durată

0,8Uf (0,8-1,1)Uf

Influenţa asupra liniilor de telecomunicaţii Neînsemnată Foarte mare Redusă

Întinderea reţelei Deosebit de limitată Limitată Practic fără restricţie

Tratarea neutrului poate fi apreciată şi prin valoarea curenţilor de punere la pământ exprimată prin raportul dintre curentul monofazat de punere la pământ şi curentul trifazat de scurtcircuit :

- reţele cu curenţi mici de punere la pământ;

- reţele cu curenţi mari de punere la pământ;

- şi la reţele cu curenţi foarte mari de punere la pământ.

Modul de tratare a neutrului generatoarelor se rezolvă în funcţie de schema de conexiune a generatoarelor:

- generatoare bloc cu transformatoare ridicătoare;

- generatoare cu sisteme de bare la tensiunea de producere;

- generatoare debitând direct pe reţele la consumatori.

Obiectivul principal al tratării neutrului generatoarelor este obţinerea unei protecţii satisfăcătoare în cazul punerii la pământ:

- să se limiteze curenţii de punere la pământ;

- să se limiteze şi eventualele supatensiuni.

2.1. Sisteme electrice cu neutrul izolat

a) Funcţionarea normală a unei reţele cu neutrul izolat ca şi diagrama fazorială corespunzătoare unei funcţionări cu sarcini simetrice este indicată în fig. 2.4.

În regim de avarie, când una din faze este este pusă la pământ (fig. 4.5):

- tensiunea dintre faze şi curenţii de sarcină nu sunt afectaţi;

- tensiunea fazelor sănătoase creşte cu ;

- tensiunea pe faza avariată devine zero (s-a presupus rezistenţa arcului R = 0).

Curenţii capacitivi nu mai sunt simetrici, curentul capacitiv rezultant diferă de zero, închizându-se prin arcul punerii la pământ. Curentul de punere la pământ este:

(2.2)

În cazul când arcul electric de punere la pământ al reţelei este instabil pot apare supratensiuni maxime de ordinul (3,2-3,5)Uf.

Expresiile analitice ale tensiunilor pe cele trei faze, (faza C pusă la pământ) când în sistem a apărut un scurtcircuit monofazat, sunt calculate pentru:

- Rezistenţa arcului ;

- R1 = R2 = R0 = 0 şi rezistenţa arcului R = 0.

b) Din cauza pulsaţiei arcului electric în punctul de defect al unei faze pusă la pământ (faza C) apar supratensiuni tranzitorii atât asupra fazelor sănătoase cât şi în faza defectă.

(2.7)

unde:

k1- complementul coeficientului de cuplaj;

Cp – capacitatea faţă de pământ a fazelor, F;

Cm – capacitatea dintre faze, F;