Czy składowa-prądu zerowego jest powiązana z metodą uziemienia punktu neutralnego?

W analizie i zabezpieczeniu systemu elektroenergetycznego prąd składowej zerowej jest podstawową koncepcją, która jest ściśle związana z metodą uziemienia systemu. Jasna odpowiedź brzmi: prąd składowej zerowej jest nie tylko powiązany z metodą uziemienia punktu neutralnego, ale także jego wielkość, droga, a nawet jego istnienie są całkowicie określone przez metodę uziemienia. Zrozumienie relacji między nimi jest kluczem do opanowania analizy usterek w systemach zasilania, konfiguracji zabezpieczeń przekaźników i zarządzania jakością energii.

I. Podstawowa koncepcja: Co to jest prąd składowej zerowej?

Prąd składowej zerowej nie jest zwykłym prądem obciążenia; jest to raczej specjalna składowa prądu generowana, gdy w systemie występuje asymetryczne uszkodzenie (takie jak uziemienie jednej-fazy) lub niezrównoważenie trzech-faz. Stosując metodę składowych symetrycznych, dowolny trój-fazowy układ asymetryczny można rozłożyć na trzy układy symetryczne: sekwencja dodatnia, sekwencja ujemna i sekwencja zerowa.

II. W jaki sposób określa się metodę uziemienia punktu neutralnego dla prądu składowej zerowej?

Metoda uziemienia punktu zerowego bezpośrednio określa, czy prąd składowej zerowej może płynąć płynnie, oraz wielkość impedancji ścieżki, określając w ten sposób amplitudę prądu składowej zerowej. Można go głównie podzielić na dwie kategorie:

⑴ System skutecznie uziemiony z punktem neutralnym (system o wysokim prądzie uziemienia)

Metoda: Obejmuje bezpośrednie uziemienie punktu neutralnego lub uziemienie poprzez małą impedancję.

Charakterystyka ścieżki składowej zerowej: zapewnia ścieżkę o niskiej-impedancji dla prądu o składowej zerowej (płynącego z powrotem do punktu neutralnego transformatora przez ziemię).

Wpływ na prąd-sekwencji zerowej:

Kiedy wystąpi awaria uziemienia jednej-fazy, wadliwa faza będzie generować ogromny-prąd o zerowej składowej.

Ze względu na małą impedancję pętli amplituda prądu jest bardzo duża (do kilku tysięcy amperów), co stanowi ten sam rząd wielkości co prąd zwarciowy-fazowy.

(2) Punkt neutralny,-system bez skutecznego uziemienia (system z małym prądem uziemiającym)

Metoda: Zawiera punkt neutralny nieuziemiony lub uziemiony poprzez cewkę tłumiącą łuk.

Charakterystyka ścieżki składowej zerowej: zapewnia ścieżkę o wysokiej-impedancji lub ścieżkę niekompletną, przez którą może przepływać prąd składowej zerowej.

Wpływ na prąd-sekwencji zerowej:

- Punkt neutralny nieuziemiony: nie ma bezpośredniego połączenia elektrycznego pomiędzy systemem a uziemieniem. Kiedy występuje uziemienie jedno-fazowe, prąd pojemnościowy uziemienia jest bardzo mały (tylko algebraiczna suma prądów pojemności uziemienia systemu), o bardzo małej wartości (zwykle od kilku amperów do kilkudziesięciu amperów), a w punkcie zwarcia nie jest generowany duży łuk. Napięcie sieciowe systemu pozostaje symetryczne i system może pracować z awariami przez 1-2 godziny.

- Uziemienie poprzez cewkę tłumiącą łuk: Cewka tłumiąca łuk jest cewką indukcyjną. Kiedy występuje uziemienie jednofazowe, generowany przez nie prąd indukcyjny kompensuje (neutralizuje) prąd pojemnościowy systemu do ziemi, powodując, że prąd resztkowy w punkcie uziemienia jest bardzo mały. Łuk może samoistnie zgasnąć, a system może także przez krótki czas działać z usterką.