Was ist eine hochohmige Erdung in Mittelspannungssystemen?

Eine hochohmige Erdung in einem Mittelspannungssystem ist die Methode, bei der der Sternpunkt eines Transformators oder Generators (z. B. 6–35 kV) über einen hohen Widerstand von mehreren hundert bis mehreren tausend Ohm mit der Erde verbunden wird. Seine Grundprinzipien, technischen Merkmale und Vorteile sind wie folgt:
I. Grundprinzip
Fehlerstrombegrenzung: Ein hoher Widerstand begrenzt den einphasigen Erdungsfehlerstrom auf weniger als 10 A (normalerweise 5 bis 510 A) und verhindert so Geräteschäden oder Brandgefahr durch übermäßigen Lichtbogenstrom.
Restladungsentladung: Nachdem der Fehlerlichtbogen gelöscht ist, wird die Restladungsentladung in der Erdkapazität des Systems durch die Neutralisierung des Neutralisationspunktwiderstands reduziert und intermittierende Lichtbogenfehlerüberspannungen werden unterdrückt.
Resonanzdämpfung: Ein hoher Widerstand parallel zu einem Resonanzkreis, der als Dämpfer wirkt, Resonanzbedingungen stört und Resonanzüberspannungen beseitigt, die durch kapazitiven Strom und induktiven Strom erzeugt werden. Technische Merkmale
Widerstandswertbereich: In der Regel in Hunderten bis Tausenden von Ohm müssen bestimmte Werte sicherstellen, dass der äquivalente Nullsystemwiderstand (Rn) nicht größer als ein Drittel der verteilten kapazitiven Reaktanz (Xc0) pro Phase ist, um vorübergehende Überspannungen zu begrenzen.
Fehlerstromkontrolle: Durch die Anpassung des Widerstandswerts wird der Erdschlussstrom streng auf weniger als 10 A kontrolliert, wodurch sichergestellt wird, dass das System im Fehlerfall zwei Stunden lang mit Strom versorgt werden kann, was die Zuverlässigkeit der Stromversorgung verbessert.
Reduzierte Isolationsanforderungen: Aufgrund des niedrigen Fehlerstroms kann der Isolationsgrad des Systems entsprechend der Phasenspannung ausgelegt werden, wodurch die Gerätekosten gesenkt werden.
III. Hauptvorteile
Verbesserte Kontinuität der Stromversorgung: Ermöglicht einen kurzen Betrieb des Systems im Falle eines einphasigen Erdungsfehlers und vermeidet so eine sofortige Auslösung. Geeignet für hohe Zuverlässigkeit der Stromversorgung (z. B. Offshore-Ölplattformen, Krankenhäuser, Rechenzentren usw.).
Überspannungsunterdrückung: Begrenzt wirksam die Erdungsüberspannung durch Lichtbögen und Resonanzüberspannungen und verringert das Risiko von Schäden an der Geräteisolierung.
Die Fehlerortung ist praktisch: Nullstrom oder Gegenstrom können als Grundlage für die Fehlerdiagnose verwendet werden, und es ist praktisch, den Fehler schnell zu lokalisieren. Verbessern Sie die Sicherheit: Reduzieren Sie Schäden durch Lichtbögen am menschlichen Körper und reduzieren Sie das Risiko von Stromschlägen, die durch vagabundierende Erdschlussströme verursacht werden.
IV. EINFÜHRUNG EINFÜHRUNG Typische Anwendungsszenarien
Mittelspannungsverteilungsnetze: z. B. 6-35-kV-Stadtstromnetze, hochohmige Erdungen usw. können den Fehlerstrom begrenzen und die Reichweite von Stromausfällen minimieren.
Hilfssystem des Kraftwerks: Schutz des Neutralisationspunkts des Generators, um zu verhindern, dass durch Lichtbögen Erdschlüsse Schäden an der Ausrüstung verursacht werden.
Offshore-Ölplattformen: In geschlossenen Räumen vermeidet eine hochohmige Erdung die potenzielle Gefahr eines Überlichtbogens und gewährleistet gleichzeitig die Kontinuität der Stromversorgung.
V. Einschränkungen und Lösungen
Probleme mit der Widerstandslast: Die Fehlerströme im Widerstand erzeugen Wärme und erfordern Lösungen zur Wärmeableitung (z. B. Hochleistungswiderstände oder Zwangsluftkühlung).
Fehlerstrombegrenzung: Wenn der Erdschlussstrom 10 A überschreitet, ist eine hochohmige Erdung nicht mehr anwendbar, eine niederohmige Erdung oder eine Erdung der Lichtbogenunterdrückungsspule ist jedoch erforderlich.
Empfindlichkeit der Schutzvorrichtung: Die Informationen zu hochohmigen Erdungsfehlern sind schwach, was zu Fehlberechnungen oder einem Ausfall der Schutzvorrichtung führen kann. Dies erfordert Optimierungsschutzalgorithmen oder den Einsatz spezieller Erdschlussleitungsauswahlgeräte.