При проектировании промышленных сетей ВН, подходящее нейтральное земляное соглашение должно выбираться: нейтраль может быть или изолирована, или заземлена. Использование изолированной нейтрали в сети ВН имеет преимущество в обеспечении оперативной целостности без отключения во время первого спада напряжения, однако емкость сети должна быть такой, что ток замыкания на землю не подверг опасности персонал или не повредил оборудование.
С другой стороны, изолированная нейтраль подразумевает следующее:Заземление нейтрали обычно подразумевает обязательное отключение во время первого падения напряжения, однако:
Цель этого изучения не сравнение различных мер по заземлению нейтрали, но, пожалуй, одно решение по заземлению нейтрали было принято, чтобы определить метод заземления с помощью поиска компромисса между тремя часто несовместимые требованиями:
Заземление может быть различных типов:
Этот вид заземления наиболее эффективен в ограничении перенапряжений; нет сложностей для обеспечения селективности защиты. Однако, во время замыкания на землю, ток не ограничен, происходят повреждение и вмешательство, присуща большая опасность для персонала во время наличия замыкания. Это решение не используется для распределения ВН.
Настроенный реактор (катушка Петерсена). Это решение иногда используется для общих сетей ВН. Это редко используется для промышленного распределения. Реле защиты, чувствительные к активной составляющей тока нулевой последовательности, должны использоваться для обеспечения селективности.
Это решение может привести к серьезным перенапряжениям, как было продемонстрировано Ле Верром. Это может использоваться только там, где минимальные сопротивления.
Это часто самое удовлетворительное решение. Исследование необходимо, чтобы выбрать между этими двумя заземлениями (через реактор или через резистор): точное определение этих способов заземления зависит от уровня напряжения, размера сети и вида потребителей. Зависимость от метода заземления – критерий определения максимального значения сопротивления, соответствующего проблеме перенапряжения. Потом, необходимо проверить соответствие требованиям сети и потребителей.
Изучение перенапряжений, которые происходят, когда короткое замыкание в сети ликвидируется заземлением нейтрали через дугогасящий реактор, дает следующие результаты:
При заземлении нейтрали перенапряжение имеет место, когда устраняется короткое замыкание:
На практике, ток замыкания на землю ограничен до 10 % от тока трехфазного короткого замыкания.
Величина сопротивления r определяется для того, чтобы получить суммарные потери активной мощности: равные или большие, чем емкостная мощность при замыкании фазы на землю:
Когда разделим на , то получим , где:
Отсюда отношение . Определение значений емкости кабеля зависит от их конструкции.
Упомянутый выше критерий используется, чтобы определить нижний предел фазного тока замыкания на землю. Чтобы определить верхний предел, необходимо проверить, что ток повреждения не причиняет вреда вдоль пути протекания и, в частности, по экрану кабеля. Максимальный ток, который выдерживается экранами кабеля, должен быть точно определен проектировщиками. В общем, величина устанавливается между 500 и 3000 А для течение 1 секунды.
В сетях ВН, потребители - это преобразователи, которые не имеют никаких специфических требований, что касается заземления нейтрали в сети электроснабжения. Однако, промышленные сети ВН могут снабжать вращающиеся аппараты напряжением 3-15 кВ, ток замыкания на землю не должен превышать 20 А для того, чтобы избежать повреждения корпуса агрегата.