ОЗН в сетях с эффективно заземлённой нейтралью Опции

[Alexey104]

Здравствуйте!

Я тут пытаюсь понять, что из себя представляют сети с эффективно заземлённой нейтралью и везде нахожу одно и то же определение:
Эффективно заземлённая нейтраль — нейтраль трёхфазной электрической сети выше 1000В (110 кВ и выше), коэффициент замыкания на землю в которой не более Кзам = 1,4.
Коэффициент замыкания на землю в трехфазной электрической сети — это отношение разности потенциалов между неповреждённой фазой и землёй в точке замыкания на землю другой или двух других фаз к разности потенциалов между фазой и землёй в этой точке до замыкания.

Из данного определения мне совершенно непонятно, какие конструктивные особенности отличают эффективно заземлённую нейтраль от глухозаземлённой и каким образом получают указанный в определении коэффициент замыкания на землю.
Для начала хотелось бы рассмотреть процессы, протекающие при однофазных замыканиях на землю в сетях(220/380) с изолированной и глухозаземлённой нейтралями. Допустим, имеется такой участок цепи:

От вторичных обмоток трансформатора №1 запитаны первичные обмотки трансформаторов №2 и №3, имеющих заземлённую и изолированную нейтрали соответственно. Условимся считать, что ёмкости и сопротивления изоляций всех фаз одинаковы, сопротивления обмоток каждого транса равны между собой, активное сопротивление проводов и земли равно нулю. Тогда при штатном(безаварийном) режиме работы сети, независимо от наличия заземления нейтрали транса №1, картина будет такая, как на схеме выше, а именно:
Напряжения на обмотках всех указанных на схеме трансформаторов будут равны фазным напряжениям сети. Напряжение между любым линейным проводом и землёй также будет соответствовать фазному напряжению сети за счёт равенства(как мы условились считать) ёмкостей и сопротивлений изоляций всех фаз. Напряжения между линейными проводами будут номинальными(380). Напряжение между нейтралью любого транса и землёй будет равно нулю. Через землю будут протекать ёмкостные токи и токи утечки через изоляции фаз.

Теперь рассмотрим работу сети при замыкании(без обрыва) фазы А на землю:

Вариант 1:
Фаза А замкнута на землю, нейтраль трансформатора №1 изолирована от земли:

В этом случае земля приобретёт потенциал фазы А, следовательно, напряжения линейных проводов В и С относительно земли возрастут до величины линейного напряжения сети, в то время как напряжение между линейным проводом А и землёй будет равно нулю. Токи через ёмкости и изоляции линейных проводов В и С возрастут в связи с увеличившимися напряжениями этих проводов по отношению к земле. Через ёмкость и изоляцию фазы А ток протекать не будет, поскольку напряжение между этой фазой и землёй равно нулю. Напряжения между линейными проводами не изменятся. Напряжения между землёй и незаземлёнными нейтралями трансформаторов №1 и №3 будут равны напряжениям между этими нейтралями и фазой А, то есть 220 вольт. Напряжения на обмотках трансов №1 и №3 не изменятся и будут по-прежнему равны фазным напряжениям сети, поскольку сопротивления нагрузок(обмоток) этих трансов не изменились. Что же касается заземлённого транса №2, то, поскольку фаза А соединилась с нейтралью этого трансформатора через нулевое сопротивление(землю), можно считать, что в этом трансе произошло короткое замыкание фазной обмотки А. Вследствие уменьшения сопротивления обмотки фазы А трансформатора №2 до нуля при неизменных(и равных) сопротивлениях обмоток В и С этого трансформатора, произойдёт смещение нейтрали этого транса, в результате чего напряжения на обмотках В и С повысятся до линейных. Напряжение между землёй и нейтралью транса №2 отсутствует, поскольку нет разности потенциалов между ними. Ток фазы А будет протекать по земле через нейтраль и обмотки В и С трансформатора №2, а также - через ёмкости и изоляции фаз В и С.

Вариант 2:
Фаза А замкнута на землю, нейтраль трансформатора №1 глухо заземлена:

При таком раскладе напряжение фазной обмотки А трансформатора №1 просядет до нуля(фаза окажется закороченной через землю). На обмотках В и С этого трансформатора напряжения не изменятся. Напряжение линейного провода А по отношению к земле просядет до нуля, но напряжения между линейными проводами неповреждённых фаз В и С относительно земли не возрастут, поскольку их ёмкости и сопротивления изоляций будут соединены через землю с нейтралью транса №1. Соответственно, токи через ёмкости и изоляции неповреждённых фаз не изменятся, токи же через ёмкость и изоляцию фазы А протекать не будут, поскольку напряжение на элементах RA и XCA будет нулевым. Напряжения между линейными проводами будут номинальными. Напряжения между заземлёнными нейтралями трансформаторов №1 и №2 и землёй будут равны нулю, так как отсутствует разность потенциалов между ними. Напряжение на фазной обмотке А трансформатора №2 упадёт до нуля, но смещения нейтрали этого трансформатора не произойдёт, поскольку она соединена через землю с нейтралью питающего трансформатора №1. Значит, напряжения на фазных обмотках В и С транса №2 не изменятся. На работу трансформатора №3 замыкание фазы А на землю никак не повлияет, поскольку сопротивления обмоток этого трансформатора не изменились. Напряжение между нейтралью трансформатора №3 и землёй будет равно напряжению между нейтралью данного трансформатора и фазой А(220). Ток фазы А будет протекать по земле через нейтраль и обмотки В и С трансформатора №2, через ёмкости и изоляции фаз В и С, также - через нейтраль трансформатора №1(ток короткого замыкания).

Вариант 3:
Фаза А замкнута на землю, нейтраль трансформатора №1 эффективно заземлена:
Понятия не имею, как это нарисовать. Из определения следует, что при ОЗН в сети с эффективно заземлённой нейтралью напряжения неповреждённых фаз относительно земли повышаются, но не в 1,7 раз, как в случае с изолированной нейтралью, а максимум - в 1,4 раза. В моём понимании такое возможно при заземлении нейтрали трансформатора №1 через некое сопротивление, величина которого недостаточно мала для того, чтобы ей можно было пренебречь.

Объясните, пожалуйста, что на самом деле представляют из себя сети с эффективно заземлённой нейтралью, чем они конструктивно отличаются от глухозаземлённых сетей и каким образом "регулируется" коэффициент замыкания на землю в таких сетях.

Спасибо!

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Andre_san]

Здравствуйте!

Я тут пытаюсь понять, что из себя представляют сети с эффективно заземлённой нейтралью и везде нахожу одно и то же определение:
Эффективно заземлённая нейтраль — нейтраль трёхфазной электрической сети выше 1000В (110 кВ и выше), коэффициент замыкания на землю в которой не более Кзам = 1,4.

Сами цитируете википедию, а потом выкладываете скриншоты с изображением сети до 1000 вольт! И где логика?

Отличается, я думаю тем что в сетях с эффективно заземленной нейтралью сопротивление искусственного и естественного заземлителей равно 0.5Ом. В сетях до 1000 вольт с глухо заземленной нейтралью этот показатель равен 2,4,8 Ом на напряжения сети 660, 380, 220В.

[Alexey104]

Сами цитируете википедию, а потом выкладываете скриншоты с изображением сети до 1000 вольт! И где логика?

Хм, слона-то я и не заметил!
Просто столько всего технического перечитал за последнее время, что в голове полная каша образовалась от переизбытка информации)

Получается, что эффективно-заземлённая сеть - частный случай сети глухозаземлённой, с разницей в сопротивлении заземления питающих трансформаторов?