Pracovní princip skříně neutrálního zemnicího rezistoru

TheSkříň neutrálního zemnicího odporuje kritickým bezpečnostním ochranným zařízením v rozvodných systémech středního a vysokého napětí. Je široce používán v slaboproudých uzemňovacích energetických systémech 6 kV, 10 kV a 35 kV pro průmyslové a důlní závody, rozvodny, fotovoltaické a větrné elektrárny. Jeho hlavní funkcí je řešit problémy včetně přepětí, opětovného zapálení oblouku a poruchy zařízení vyvolané jednofázovými poruchami, aby byl zaručen bezpečný a stabilní provoz systému. Jeho celkový pracovní princip je založen na charakteristikách nulového bodu a uzemnění energetických systémů kombinovaných s odporovým omezováním proudu, stabilizací napětí a mechanismy zpětné vazby signálu, které pracují za dvou podmínek: normální provoz a poruchové podmínky.
Za normálního provozu systému zůstávají třífázová napětí symetrická a vyvážená. Potenciál v neutrálním bodě transformátorů a generátorů se rovná nule bez rozdílu potenciálu vůči zemi. V tuto chvíli komponenty rezistoru, přístrojové transformátory a kabelové moduly uvnitř skříně neutrálního zemnicího rezistoru pracují v pohotovostním režimu bez zátěže a neprotéká žádný proud. Zařízení nevytváří žádné ztráty ani teplo a pouze je připraveno k provozu. Nemá nepříznivý vliv na normální napájení a nespotřebovává žádnou elektrickou energii, čímž se přizpůsobuje dlouhodobému ustálenému provozu systému.
Jakmile dojde k poruchám jednofázového uzemnění, jako je poškození izolace, pád kabelu na zem nebo porucha zařízení, dojde k porušení třífázové rovnováhy. Napětí vadné fáze prudce klesá, zatímco napětí neporuchových fází stoupá, což vede k posunutí potenciálu neutrálního bodu vůči zemi. Mezi neutrálním bodem a zemí se vytvoří vodivá smyčka a zemní poruchový proud protéká skříní neutrálního zemnicího rezistoru, aby vytvořil kompletní vybíjecí cestu, která slouží jako hlavní spouštěč pro aktivaci zařízení.
Jeho hlavní mechanismus spočívá v omezení proudu na bázi odporu a potlačení přepětí. V čistě neuzemněných systémech s nulovým bodem generují jednofázové zemní poruchy kapacitní poruchový proud s malou amplitudou, avšak vysokým rizikem přerušovaných elektrických oblouků, které dále způsobují rezonanční špičky přepětí při 3–4násobku jmenovitého napětí. Takové přepětí může poškodit izolaci kabelů, rozvaděčů a transformátorů a způsobit rozsáhlé selhání zařízení. Po uvedení skříně neutrálního zemnicího rezistoru do provozu musí poruchový proud procházet přes vysoce výkonné vysokonapěťové odpory uvnitř skříně. Rezistory přesně omezují amplitudu poruchového proudu a zabraňují vysokoproudým rázům do zařízení.
Kromě toho rezistory rychle rozptylují rezonanční energii generovanou poruchami, omezují generování a opětovné zapalování přerušovaných oblouků, eliminují přepětí při uzemnění oblouku a přepětí ferorezonance a stabilizují napětí mezi systémem a zemí v bezpečném rozsahu. Kromě toho vestavěné proudové transformátory shromažďují proudové signály v reálném čase z poruchových smyček a přenášejí je do ochranných jednotek na bázi mikropočítačů. V tradičních neuzemněných systémech slabý poruchový proud brání ochranným relé v přesné identifikaci chyb. Neutrální zemnící odporová skříň uměle zvyšuje aktivní poruchový proud, což umožňuje ochranným zařízením rychle zachytit informace o poruchách, přesně lokalizovat poruchy a včas vysílat výstražné signály nebo spouštět vypnutí.
Podle hodnot odporu jsou skříně rozděleny do režimů uzemnění s vysokým odporem, středním odporem a nízkým odporem pro různé scénáře použití. Vysokoodporové uzemnění se zaměřuje na potlačení přepětí a izolační ochranu a umožňuje krátkodobý provoz systému se stávajícími poruchami. Uzemnění se středním a nízkým odporem klade důraz na rychlé omezení proudu a spolehlivé ochranné vypínání pro rychlou izolaci poruch, vhodné pro místa vyžadující vysokou bezpečnost napájení a rychlou odezvu na poruchu. Obecně, prostřednictvím pasivního omezování proudu, stabilizace napětí rozptylujícího energii a aktivní zpětné vazby signálu, skříň neutrálního zemnicího odporu zásadně eliminuje klíčová skrytá rizika v systémech uzemnění malého proudu a vyvažuje spolehlivost napájecího zdroje a bezpečnost zařízení. Představuje nepostradatelný ochranný přístroj pro rozvodné sítě vysokého napětí.