Principiul de funcționare al dulapului cu rezistență de împământare neutră

TheCabinet cu rezistență de împământare neutrăeste un dispozitiv critic de protecție a siguranței în sistemele de distribuție a energiei de medie și înaltă tensiune. Este utilizat pe scară largă în sistemele electrice de împământare cu curent mic la 6 kV, 10 kV și 35 kV pentru instalații industriale și miniere, substații, stații fotovoltaice și eoliene. Funcția sa de bază este de a rezolva probleme, inclusiv supratensiune, reaprinderea arcului și defecțiunea echipamentului declanșată de defecțiuni monofazate la pământ, astfel încât să se garanteze funcționarea sigură și stabilă a sistemului. Principiul său general de funcționare se bazează pe caracteristicile de împământare în punct neutru ale sistemelor de alimentare combinate cu mecanisme de limitare a curentului bazate pe rezistență, stabilizare a tensiunii și feedback al semnalului, care funcționează în două condiții: funcționare normală și condiții de defecțiune.
În condiții de funcționare normală a sistemului, tensiunile trifazate rămân simetrice și echilibrate. Potențialul punctului neutru al transformatoarelor și generatoarelor este egal cu zero, fără diferență de potențial față de pământ. În acest moment, componentele rezistoarelor, transformatoarele de instrumente și modulele de cablare din interiorul dulapului de rezistență de împământare neutră funcționează în condiții de așteptare fără sarcină, fără curent. Dispozitivul nu generează pierderi sau căldură și se menține doar pregătit pentru service. Nu exercită niciun impact negativ asupra alimentării normale cu energie și nu consumă energie electrică, care se adaptează la funcționarea pe termen lung a sistemului în regim de echilibru.
Odată ce au loc defecțiuni monofazate la pământ, cum ar fi deteriorarea izolației, căderea cablului la pământ sau defectarea echipamentului, echilibrul trifazat este întrerupt. Tensiunea fazei defectuoase scade brusc în timp ce tensiunile fazelor nedefectuoase cresc, ceea ce duce la decalarea potențialului punctului neutru față de pământ. Între punctul neutru și masă se formează o buclă conductivă, iar curentul de defect de împământare trece prin dulapul cu rezistență neutră de împământare pentru a construi o cale completă de descărcare, care servește ca declanșator central pentru activarea dispozitivului.
Mecanismul său de bază constă în limitarea curentului pe bază de rezistență și suprimarea supratensiunii. În sistemele cu punct neutru pur neîmpământat, defecțiunile monofazate la pământ generează un curent de defect capacitiv cu amplitudine mică, dar cu risc ridicat de arcuri electrice intermitente, care provoacă în continuare vârfuri de supratensiune rezonantă la de 3-4 ori tensiunea nominală. O astfel de supratensiune poate deteriora izolația cablurilor, a aparatelor de comutare și a transformatoarelor și poate duce la defecțiuni la scară largă a echipamentelor. După punerea în funcțiune a dulapului cu rezistență neutră de împământare, curentul de defect trebuie să treacă prin rezistențele de înaltă tensiune de mare putere din interiorul dulapului. Rezistoarele limitează cu precizie amplitudinea curentului de defect și evită șocurile cu curent puternic la echipament.
În plus, rezistențele disipă rapid energia rezonantă generată de defecțiuni, limitează generarea și reaprinderea arcurilor intermitente, elimină supratensiunea de împământare și supratensiunea de ferorezonanță și stabilizează tensiunile de la sistem la pământ în limite sigure. În plus, transformatoarele de curent încorporate colectează semnale de curent în timp real din buclele de defect și le transmit către unitățile de protecție bazate pe microcomputer. În sistemele tradiționale fără împământare, curentul slab de defect împiedică releele de protecție să identifice cu precizie defecțiunile. Dulapul cu rezistență de împământare neutră crește artificial curentul de defecțiune activ, permițând dispozitivelor de protecție să capteze rapid informații despre defecțiuni, să localizeze cu precizie defecțiunile și să trimită semnale de alarmă sau să declanșeze declanșarea în timp util.
În funcție de valorile rezistenței, dulapurile sunt împărțite în moduri de împământare cu rezistență mare, rezistență medie și rezistență scăzută pentru diferite scenarii de aplicare. Împământarea de înaltă rezistență se concentrează pe suprimarea supratensiunii și protecția izolației și permite funcționarea pe termen scurt a sistemului cu defecțiuni existente. Împământarea cu rezistență medie și scăzută accentuează limitarea rapidă a curentului și declanșarea fiabilă a protecției pentru izolarea rapidă a defecțiunilor, potrivite pentru site-urile care necesită siguranță mare a sursei de alimentare și viteză rapidă de răspuns la defecțiuni. În general, prin limitarea pasivă a curentului, stabilizarea tensiunii de disipare a energiei și feedback-ul activ al semnalului, dulapul cu rezistență de împământare neutră elimină în mod fundamental riscurile cheie ascunse în sistemele de împământare cu curent mic și echilibrează fiabilitatea sursei de alimentare și siguranța echipamentului. Constituie un aparat de protecție indispensabil pentru rețelele de distribuție a energiei de medie tensiune.