Защита от обрыва нуля в трехфазной сети: Простейшая защита от обрыва (отгорания) нулевого провода

Работа электромеханического УЗО при обрыве нуля

По конструктивному исполнению УЗО бывают электромеханические или электронные. Основная разница между ними состоит в том, что электромеханическое УЗО способно выполнить свою защитную функцию при часто встречающемся обрыве нулевого провода, а электронное в данной ситуации неработоспособно, так как нуждается в питании для работы платы усилителя, а при обрыве нуля это питание не поступает.

Рассмотрим как себя будет вести электромеханическое УЗО при обрыве нуля со стороны питающей сети.

В обычном режиме, когда и фаза и ноль подключены к УЗО и нет утечки тока сети и в нагрузке после УЗО токи фазным и нулевом проводах равны и направлены встречно, наводимые ими магнитные потоки взаимокомпенсируют друг друга и ток в обмотке управления равен нулю.

Предположим, что со стороны питающей сети произошёл обрыв нулевого провода. В данном случае, если нет пробоя изоляции на корпус и человек не касается токоведущих частей прибора — ничего не произойдёт. Ток в цепи нагрузки протекать не будет, так как нулевой провод оборван и цепь разомкнута, в сердечники дифференциального трансформатора тока магнитный поток наводится не будет, УЗО останется включенным, как и в обычном режиме. Те есть внешне ничего не изменится, но через фазный провод к нагрузке будет поступать опасный для жизни потенциал.

В случае пробоя изоляции на корпус прибора произойдёт вынос фазного потенциала на корпус прибора, возникнет ток утечки по фазному проводу через корпус прибора и защитный провод PE на землю. Через полюс УЗО, к которому подключён фазный провод, потечёт ток утечки, который будет наводить сердечники дифференциального трансформатора тока и компенсированный магнитный поток, поскольку ток во втором полюсе к которому подключен нулевой провод отсутствует. Под действием некомпенсированного магнитного потока в обмотке управления будет наводится ток, если величина этого тока превысит порог срабатывания, от половины до одного значения уставки, сработает электромагнитное реле, которое воздействуя на механизм расцепителя отключит силовые контакты УЗО от питающей сети. Аналогичным образом если человек случайным образом коснётся фазного провода, через его тело потечёт ток утечки на землю, в полюсе УЗО, через который подключен фазный провод, потечёт ток утечки, который будет наводить магнитный поток в сердечнике. В обмотке управления возникнет ток, приводящий к отключению контактов УЗО от питающей сети.

Подведём итог

Электромеханическое УЗО не защищает от обрыва нуля в однофазной сети, однако оно сохраняет свою работоспособность и продолжает выполнять свои защитные функции. Важно понимать, что если нет утечки тока с фазы на землю или защитный PE проводник, при пробое изоляции или касанием человеком фазного провода, то при обрыве нулевого провода УЗО не сработает.

Чем опасен обрыв нуля в однофазной и трехфазной сетях?

Автор newwebpower На чтение 5 мин. Просмотров 859 Опубликовано

27.10.2016 Обновлено 27.10.2016

Как известно, электрический ток течет по замкнутой цепи, выполняя при этом работу. Домашняя электросеть является одним из множества ответвлений глобальной сети энергоснабжения. Это означает, что для работы домашних электроприборов необходимо, чтобы было подведено минимум два проводника, по которым будет течь ток.

По рациональным причинам, описанным ниже, их называют фазным и нулевым рабочим проводом (N). В данной статье разъясняется функция рабочего нулевого проводника, и описываются проблемы, возникающие, если происходит аварийный обрыв нуля.

Практически все взрослые люди знают, что нулевой проводник сети, работающий в штатном режиме, не представляет угрозы при прикосновении, так как на нем нет опасного для здоровья напряжения. Но, это не означает, что через провод ноля не течет ток – нужно четко различать эти понятия. В идеальной цепи ток фазного и нулевого проводника идентичен.

Функция рабочего ноля

В процессе изучения электричества ученые поняли, что земля (грунт, геологические породы и вся планета целиком) является неплохим проводником электрического тока. В принципе, для энергоснабжения было бы достаточного одного провода с электрическим потенциалом, а грунт бы выполнял функцию обратного участка цепи.

Кривая зависимости удельного сопротивления грунта от влажности

Но прогресс не пошел по этому направлению из-за необходимости создания систем заземления с большой контактной площадью, и при этом имеющих нестабильные характеристики и требующие постоянного обслуживания и защиты от влияния среды и электролитических процессов.

Поэтому дешевле и надежнее было провести два проводника, чтобы создать замкнутую цепь. Было решено один из проводов электрически соединить с землей, то есть, потенциал на данном проводнике относительно грунта равняется нолю. Данное решение было принято в целях электробезопасности ради зануления корпусов электрооборудования.

Схематическое отображение заземления и зануления

В наше время, функции защиты (зануления) выполняет защитный заземляющий проводник PE, а провод ноля используется только для протекания рабочего тока цепи. Термин «фазный провод» не имел бы смысла в однофазной сети, но, поскольку синусоидальное напряжение смещено по фазе относительно аналогичного параметра у других проводников электросети, данное название принято в обиходе.

В системах электроснабжения бытовых потребителей рабочий нулевой проводник всегда имеет контакт с землей (исключение: изолированная нейтраль). В цикле статьей о заземлении подробно описаны принципы разделения совмещенного нулевого провода на рабочий и защитный ноль в различных системах. Это означает, что напряжение относительно земли на рабочем ноле в однофазных и трехфазных системах нулевое (безопасное для людей и оборудования).

Схематическое отображение энергоснабжения жилого дома по системе заземления TN-C-S

Аварийное отключение рабочего ноля

Электрики знают, что и на нуле небольшой потенциал все же есть, и он зависит от величины протекающего тока (I) и удаленности от точки заземления. Чтобы понять данный процесс, нужно вспомнить задачу из школьного курса физики о расчете напряжений (делитель U₁, U₂ ) в точке соединения двух последовательно включенных сопротивлений (R₁, R₂). В нашем случае это будут сопротивления кабеля фазы и подключенной нагрузки (R₁,) и R₂ участка нулевого провода до точки заземления.

Делитель напряжения, образующий ноль в розетке

Если сопротивление нагрузки (R₁) многократно превышает аналогичный параметр (R₂) участка рабочего ноля, то потенциал на контакте ноля в розетке будет ничтожно малым. При большой протяженности рабочего нуля до точки заземления, напряжение U₂ гипотетически рассчитываем по школьной формуле из рисунка выше.  Но, если происходит обрыв нулевого провода, то при включенном в домашнюю сеть электрооборудовании на любом контакте ноля каждой розетки будет фазное напряжение U

1.

При обрыве ноля индикатор будет показывать две фазы в розетке

Казалось бы, при современных системах заземления, исключающим зануление, пропажа нуля, не несет никакой опасности, ведь корпусы оборудования надежно заземлены, а сами электроприборы перестанут работать из-за прекращения тока. В однофазной домашней электрической сети будет именно так, если ноль оторвался сразу при вводе в дом.

Влияние обрыва ноля на потребителей

Но, если случается обрыв нуля где-то на трехфазной линии, то на оставшейся цепи, от разрыва до дома формируется напряжение подключенной нагрузкой от других фаз соседних потребителей электроэнергии. Если бы ток нагрузки всех трех фаз был идентичен, то сформировавшийся потенциал на нулевом проводнике был бы близким к нолю.

В реальности, при аварийных ситуациях нагрузка на фазах неравномерная, что означает смещение напряжения на нулевом проводнике в сторону большего фазного тока. Соответственно, разница потенциалов между образовавшимся нулем и двумя другими фазами окажется значительно большей, чем обычное напряжение сети электропитания.

Поэтому обрыв нулевого провода для бытовых электроприборов означает провал напряжения при попадании на фазу с наибольшим количеством подключенных потребителей, или превышение потенциалов выше допустимых параметров электропитания, если не повезет оказаться на двух других фазах.

Способы защиты от обрыва ноля

Для уменьшения потенциала на нулевом проводнике и соответственно, ради увеличения эффективной разницы между штатным фазным напряжением сети и нулем применяют многократное

повторное заземление совмещенного ноля. Эта мера также предназначена для уменьшения негативных последствий для потребителей вследствие обрыва нулевого проводника в сети электроснабжения.

Стрелкой указано повторное заземление ноля (PEN) на опоре воздушной линии

К сожалению, во многих провинциальных регионах, особенно в сельской местности, сопротивление повторного заземления оказывается недостаточным для надежной защиты от превышения напряжения, возникающего при обрыве нулевого провода. К тому же, на воздушных линиях сети энергоснабжения, преобладающих в сельской местности, обрыв нуля происходит гораздо чаще, чем в городских подземных или скрытых (защищенных) линиях электросети.

Обычный потребитель может влиять на качество электропитания на вводе лишь при помощи юридических инструментов – жалоб, петиций, судовых исков, и т д. Но в домашней сети, сохранить приемлемый уровень качества электроэнергии можно при помощи стабилизаторов, а обезопаситься при аварийных ситуациях получиться, применив  реле напряжения или  обладающие дополнительными функциями дифавтоматы.

Отгорание нуля: случайность или неизбежность

Причины и последствия обрыва нуля

С понятием обрыв нуля люди столкнулись относительно недавно – в 90-х годах. Тогда на рынке появилось огромное количество современной бытовой техники и аппаратуры, отличающейся от классической тем, что при включении таких приборов с различными величинами сопротивлений, выбрасывались дополнительные импульсные токи в электрическую сеть, которые не компенсировались в средней точке. Это приводило к накоплению превышающего или равного тока одной из фаз на нулевом проводнике, что способствовало перегрузке нулевого провода.

Ноль отгорает, в основном, в плохо обжатом контакте – так называемом слабом месте.

 

 

Основные причины обрыва нуля:

• Скачек напряжения или короткое замыкание;
• Плохое качество подключения проводов или слабый контакт;
• Стихийное повреждение линий электропередач;
• Халатность при проведении ремонтных работ;
• Старая проводка, которая, вдобавок, сильно греется при современных нагрузках.

Для установки местоположения поврежденного проводника, вы можете воспользоваться специальным прибором-тестером, при помощи которого можно определить точное положение разрыва даже под слоем штукатурки, либо применить метод визуального осмотра разводного щитка в квартире. Возможно, причина кроется именно там и легко устраняется. Если же обрыв нуля произошел вне зоны вашей квартиры, здесь не стоит проявлять самодеятельность и самому устранять неполадку. Следует незамедлительно обратиться в соответствующие службы, которые быстро, квалифицированно и без последствий устранят причину и уберегут жителей от нежелательных последствий.

Как происходит отгорание нуля в трехфазной сети

Для начала нужно немного разобраться, как устроена электрическая сеть в многоэтажных домах. Основным источником питания и посредником между электрической магистралью и потребителем выступает трансформаторная станция. От нее к распределительному щиту многоэтажного дома идут три фазы. Такое распределение называется трехфазной сетью, а напряжение в такой сети равно 380 Вольт. Далее дом разделяется на части и на распределительный щиток каждой из частей приходит ноль и одна фаза из трех. Затем ноль и фаза раздаются в каждую квартиру. Такое распределение называется однофазная сеть и напряжение в такой сети составляет 220 Вольт.

Из-за обрыва нуля в трехфазной сети происходит перекос фаз, который может повлечь за собой скачек напряжения до 380 Вольт и вызвать вывод из строя дорогостоящей аппаратуры. Перекос фаз очень опасен двигателю холодильника и может способствовать тому, что контакт в вашей люстре отгорит.

Если в трехфазной сети произойдет отгорание или обрыв нулевого провода, то к одной из квартир может прийти, например, 380 Вольт, а к другой 170 Вольт. В результате с одной стороны будем иметь перенапряжение, а с другой его недостаток. Такие перепады в напряжении пагубно сказываются на работе бытовой техники и становятся причиной выхода ее из строя. Предельное напряжение может послужить причиной возгорания поврежденной проводки, как в неисправной, так и в исправной бытовой технике, что может привести к пожару.

Обрыв нуля в однофазной сети: будьте бдительны

Немного другую картину мы можем наблюдать при отгорании нулевого провода в однофазной сети. От распределительного щитка в подъезде в квартиру приходит 2 провода: ноль и фаза, что дает нам 220 Вольт в каждую квартиру.

В современных постройках мы можем видеть три провода:

• Ноль – общий провод для всех потребителей;
• Фаза – одна из трех фаз, идущих от трансформаторной станции;
• Земляной провод (заземление) – способствует безопасности и бесперебойной работе бытовой и компьютерной техники.

Присутствие электрического тока на обоих проводах влечет за собой опасность поражения электрическим током от любого вида техники. При обрыве нуля, ток, текущий по фазному проводнику, может перейти на нулевой провод, что приведет к присутствию электрического тока в обоих проводах. Как правило, бытовая техника «бьется» током из-за неправильного подключения системы заземления в квартире, например, подключение «земли» к нулевому проводу в распределительном щитке.

Защита от обрыва нулевого провода: миф или реальность

Итак, отгорание нуля не настолько редкое происшествие в наше время. Причины и последствия нам уже известны. Осталось только понять, как уберечься от этого неудобства. Лучшим решением для дома и квартиры будет найти хорошее реле напряжения – УЗО (устройство защитного отключения). Этот прибор нужен для защиты от пропадания нуля в электрической цепи и повышенного или пониженного напряжения. Его можно закрепить на стене или в щитке.

Если отгорел ноль, или у вас частые перебои в электричестве, УЗО обязательно сработает, и защитит Вашу квартиру.

Лучшее, что вы можете сделать для защиты вашей обители – это взять и купить хорошее устройство, а подключать УЗО к вашей электрической сети доверьте профессионалу.

Почему происходит отгорание нуля (видео)

Даже при современном развитии технологий, мы никак не застрахованы от того, что у нас может произойти неприятная ситуация и отгореть ноль. Чтобы у вас не пропала электросеть и не сгорела дорогостоящая аппаратура, позаботьтесь об этом заранее и уже сейчас.

Универсальное, трехфазное реле напряжения РНПП-302. Особенности. Цена.

РНПП-302

 

   Универсальное реле напряжения РНПП-302 предназначено для защиты электроустановок, электроприборов и т. п., от недопустимых колебаний напряжения в трехфазной сети, последствий обрыва нейтрали (нуля), перекоса, чередования и  слипания фаз. Индикация фазных и линейных напряжений. Программируемое. Защита осуществляется путем отключения  потребителя от сети питания.

   Реле РНПП-302 выполнено в 4-х модульном корпусе для крепления на DIN-рейку. На передней панели расположены:  индикатор действующее значение фазного/линейного напряжения и тип аварии, 3 красных светодиодных индикатора L1,L2,L3  аварий по фазам, зеленый  индикатор срабатывания реле, кнопки управления и программирования.

 

Особенности реле напряжения РНПП-302.

Работа в сетях с глухозаземленной или изолированной нейтралью.

Выбор напряжения контролируемой сети фазное/линейное.

Индикация напряжения на каждой фазе и типа аварии .

Контроль  чередования и отсутствия слипания фаз (вкл/откл).

Контроль перекоса фаз (вкл/откл).

Контроль за подгоранием и слипанием  силовых контактов внешнего МП до и после включения нагрузки (вкл/откл).

Программируемый верхний/нижний пороги напряжения.

Программируемое время автоматического повторного включения (АПВ).

Программируемое время отключения по минимальному/максимальному напряжению.

Программируемое время задержки срабатывания по перекосу фаз.

Программируемое время задержки срабатывания по обрыву фаз.

Программируемое время задержки срабатывания по сигналу аварии.

Программируемый перекос фаз.

Защита от «обрыва нуля».

Вход дистанционного управление (вкл/откл).

Выход реле сигнализации.

4 режима работы.

-Реле напряжения;

-Реле минимального напряжения;

-Реле максимального напряжения;

-Реле наличия фаз.

 

Работа реле.

Схема подключения трехфазного реле напряжения РНПП-302.

 

 

  При использовании РНПП-302 в трехфазных сетях без нулевого провода, клемма ноль-N (клемма 4) остается свободной. В этом случае контроль должен выполняться по линейным напряжениям.

  При отсутствии аварии на индикатор РНПП-302 выводится действующее значение напряжения выбранной фазы с горящей точкой в верхней части индикатора, которая указывает на выбранную фазу (L1, L2, L3 рис. 1). Светодиод REL горит при включенном реле нагрузки.

  При авариях минимального напряжения, максимального напряжения, обрыва фазы и перекоса фазы загорается светодиод аварии той фазы, на которой произошла авария. При нарушении порядка чередования фаз светодиоды аварий загораются поочередно (бегущие огни). При остальных видах аварий – горят все аварийные светодиоды.

Все коды сигнализации об аварийных ситуациях выводятся на цифровой индикатор. Светодиод REL мигает во время отсчета времени АПВ при нормальном напряжении.

Контроль за подгоранием и слипанием  силовых контактов внешнего МП:

– при включенном реле нагрузки проверяется напряжение на выходных клеммах МП и, в случае отсутствия напряжения, хотя бы на одной клемме, отключает реле нагрузки и включает реле сигнализации;

– если при выключенном реле нагрузки РНПП-302 обнаруживает напряжение на выходных клеммах МП (залипание контактов МП), то повторным включением реле нагрузки на 2 секунды с последующим выключением РНПП-302 пытается разомкнуть контакты. Независимо от результата РНПП-302 включает реле сигнализации, и дальнейшая работа реле нагрузки блокируется.

 Выход из аварии по отсутствию напряжения на выходных клеммах МП и из аварии по нарушению порядка чередования фаз возможен только отключением и повторным включением питания РНПП-302.

Режимы работы.

 Во всех режимах работы РНПП-302 постоянно ведет контроль дополнительно включенных параметров напряжения и, при отклонении их значений от заданных, выключает реле нагрузки и включает реле сигнализации.

      Реле напряжения:

 При снижении входного напряжения ниже уровня минимального напряжения и после окончания времени задержки, реле нагрузки выключается: контакты 23, 24 замыкаются, а контакты 22, 24 и 20, 21 размыкаются. После окончания времени АПВ и при повышении уровня контролируемого напряжения выше уровня минимального напряжения на величину гистерезиса, реле нагрузки включается. При повышении входного напряжения выше уровня максимального напряжения и после окончания времени задержки, реле нагрузки выключается: контакты 23, 24 замыкаются, а контакты 22, 24 и 20, 21 размыкаются. После окончания времени АПВ и при снижении входного напряжения ниже уровня максимального напряжения на величину гистерезиса, реле нагрузки включается.

  
   Реле максимального напряжения:

  В этом режиме нагрузка к устройству должна подключаться через контакты 23, 24.
 При подаче на вход устройства нормального напряжения положение контактов реле нагрузки не меняется: контакты 23, 24 замкнуты, а контакты 22, 24 и 20, 21 разомкнуты. При повышении входного напряжения выше уровня максимального напряжения и после окончания времени задержки, реле нагрузки выключается: контакты 23, 24 размыкаются, а контакты 22, 24 и 20, 21 замыкаются. После окончания времени АПВ и при снижении входного напряжения ниже уровня максимального напряжения на величину гистерезиса, реле нагрузки возвращается в исходное состояние: контакты 23, 24 замкнуты, а контакты 22, 24 и 20, 21 разомкнуты.

  
    Реле минимального напряжения:

   При снижении входного напряжения ниже уровня минимального напряжения  и после окончания времени задержки реле нагрузки выключается: контакты 23, 24 замыкаются, а контакты 22, 24 и 20, 21 размыкаются. После окончания времени АПВ и при повышении уровня контролируемого напряжения выше уровня минимального напряжения на величину гистерезиса, реле нагрузки включается.

 

    Реле обрыва фаз:

  Контроль только наличия напряжения на фазах. Если пропадает напряжение на любой из фаз, реле нагрузки будет отключено и включено реле аварии. При восстановлении фазы время АПВ равно 3 секундам.

 

  Момент начала отсчета времени АПВ зависит от значения  указанного пользователем при настройке реле. Отсчет времени АПВ может начинаться с момента возникновения аварии (отключения реле нагрузки) или с момента восстановления нормального напряжения.

 

Технические характеристики.

Наименование	Значение
Номинальное линейное / фазное напряжение питания сети, В	220/380 -230/400- 240/415
Частота сети, Гц	50
Диапазон регулирования порога срабатывания по максимальному напряжению питания, в % от номинального напряжения	-10…+20
Диапазон регулирования порога срабатывания по минимальному напряжению питания, в % от номинального напряжения	-60…+10
Диапазон регулирования порога срабатывания по максимальному напряжению питания, В	235-295/407-510
Диапазон регулирования порога срабатывания по минимальному напряжению питания, В	85-230/147-398
Время задержки отключения по минимальному напряжению, с	0,1 – 30
Время задержки отключения по максимальному напряжению, с	0,1 – 30
Диапазон регулирования времени повторного включения (АПВ), с *	0,5 – 600
Время задержки срабатывания по обрыву фаз, с	0,1 – 30
Диапазон регулирования перекоса фаз, В	10-80/17-138
Диапазон регулирования перекоса фаз, %	5-35
Время задержки срабатывания по перекосу фаз, с	0,1 – 30
Время задержки срабатывания по сигналу аварии на цифровом входе, с	0,1-600
Гистерезис по напряжению, В	5-6
Точность определения порога срабатывания по напряжению, %, не более	1,5
Потребляемая мощность (под нагрузкой), Вт, не более	5
Максимальный коммутируемый ток выходных контактов, 250В, АС1, А	8
Степень защиты лицевой панели	IP40
Степень защиты клеммника	IP20
Климатическое исполнение	УХЛ 3.1
Температура эксплуатации, °С	-35… +55
Сечение проводов для подключения к клеммам, мм²	0,25 – 2,5
Масса, не более, г	300
Габаритные размеры, B*H* L, мм	70х86х59
Гарантия, лет	5

*Минимальное время АПВ при аварии по обрыву фазы составляет 3 секунды

 

Габаритные размеры.

 

Цена (Прайс).

Наименование	Цена	Заказать
Реле контроля напряжения РНПП-302	3398-00

 

 

Реле контроля фаз с контролем напряжения БАРЬЕР-3Ф

Параметр	Значение
Допустимое рабочее напряжение, В	~ 0-430
Функция контроля асимметрии фаз	есть
Функция контроля правильной последовательности фаз	есть
Функция контроля пропадания одной или нескольких фаз	есть
Функция контроля слипания фаз	есть
Индикация напряжения	цифровая
Индикация отображаемой фазы	светодиодная
Индикация аварийных состояний в сети	цифровая + светодиодная
Выбор отображения напряжения на одной или всех трех фазах	есть
Верхний предел защитного отключения по напряжению, В	225-300 (программируется)
Нижний предел защитного отключения по напряжению, В	130-215 (программируется)
Время задержки отключения по верхнему пределу, сек	0-5 (программируется)
Время задержки отключения по нижнему пределу или перекосе фаз, сек	0-20 (программируется)
Время задержки отключения при пропадании или залипании фаз, сек	1
Допустимый перекос (асимметрия) фаз, В	10-150 (программируется)
Время задержки повторного включения, сек	5-300 (программируется)
Погрешность измерения напряжения, %	не более 1
Коммутируемый ток собственного реле управления, А	10
Потребляемая мощность, Вт	не более 3
Степень защиты прибора	IP20
Размер корпуса, модулей по 17,5 мм	3
Гарантия	24 мес.

Общее описание

Автомат защиты трехфазной нагрузки БАРЬЕР-3Ф — это 3-фазная защита с контролем наличия, слипания и правильности чередования фаз, контролем допустимых уровней питающего напряжения и его перекоса по фазам. Оснащена цифровой индикацией напряжения фаз А, В и С и светодиодами индицируемой фазы и режимов аварийного срабатывания. Все параметры защиты и время задержки программируются через меню прибора с помощью кнопок «В+» и «П-«, на лицевой панели. Электронная защита от пропадания или обрыва нуля «0» — реализована путем отключения питания при недопустимом перекосе напряжений по фазам.

Назначение трехфазной защиты БАРЬЕР-3Ф

Трехфазная цифровая защита БАРЬЕР-3Ф предназначена для защиты от перенапряжения 3-фазных нагрузок и их выхода из строя в результате аварийных ситуаций в питающей сети 380В или неправильного подключения. Фактически БАРЬЕР-3Ф – это реле контроля состояния фаз с функцией дополнительного контроля уровней напряжения по всем фазам и его критических отклонений и обрыва нуля «0».

Параметры контроля и принцип работы

Трехфазная защита БАРЬЕР-3Ф контролирует все возможные аварийные ситуации, которые могут возникнуть при работе или подключении к трехфазной сети 380В. К таким можно отнести:

• пропадание одной или нескольких фаз
• нарушение правильного порядка (чередования) фаз
• слипание фаз
• перекос напряжений по фазам
• превышение допустимого напряжения
• опускание напряжения ниже допустимого уровня
• пропадание (обрыв) нуля — для бытовых сетей с нагрузками 220В

При первичном подключении или в рабочем процессе эксплуатации оборудования, трехфазная защита с контролем фаз БАРЬЕР-3Ф, если все перечисленные параметры находятся в норме, постоянно подает питание на четырехполюсный пускатель, который в свою очередь подает 380 В к нашей нагрузке или сети.

Если хотя бы один параметр нарушается – происходит аварийное выключение питания к внешнему коммутирующему устройству и осуществляется индикация причины защитного отключения.

Режим настройки рабочих параметров

Для входа в меню настройки прибора – нажимаем и удерживаем кнопку «В», параметры будут высвечиваться по очереди, будут доступны такие настройки:

• АВС – отображение напряжения на каждой из фаз поочередно, с интервалом в несколько секунд. Светодиоды снизу показывают – какая фаза в данный момент индицируется
• А, В или С – раздельно – будет отображаться значения только на выбранной фазе
• УНП – установка нижнего предела отключения (одновременно для всех фаз одинаковый), диапазон 130 – 215 В
• УВП — установка верхнего предела отключения ( -ll- ), диапазон 225 – 300 В
• УПП – установка предела перекоса фаз, допустимой разницы между MAX и MIN значением на разных фазах, диапазон 10 – 150 В
• ВРЕ – время задержки при первичном или повторном включении (самовозврат), когда параметры сети в норме, диапазон 5 – 300 сек (интервал 5 сек)
• ЗСВ – время задержки включения если U-ние превысит максимально заданное значение, настройка 0 – 5 сек (шаг 1 сек)
• ЗСН – время задержки выключения при опускании U-ния ниже заданного минимального значения или перекосе фаз больше допустимого, настройка 0 – 20 сек (шаг 1 сек)

Выбираем параметр – опустив кнопку «В» при его появлении. Для начала его изменения, нажимаем кнопку программирования «П». На экране появляется его цифровое значение, которое изменяем нажимая «+» или «-». Можно производить корректировку и кратковременными нажатиями пошагово и быстро — непрерывно удерживая.

Запоминание выбранного значения происходит через 6 секунд с момента последнего нажатия, одновременно система выходит из режима настройки. После этого, параметры хранятся в энергонезависимой памяти.

Индикация режимов работы БАРЬЕР-3Ф

При запуске в нормальном режиме (сеть в норме), на цифровом табло:

Если в сети 380 В выявлены нарушения, то включение нагрузки (сети) не происходит или она принудительно отключается и по индикации мы видим обозначение причин:

• Светодиоды «А» и «В» – мигают в противофазе, на индикаторе нет значений – «Нарушена последовательность фаз»
• Несколько светодиодов «А», «В» или «С» – мигают синфазно, на индикаторе нет значений – «Произошло слипание фаз» — тех которые мигают.
• Мигает светодиод одной фазы, на индикаторе нет значений – «Пропала соответствующая фаза»
• Одновременно (синфазно) мигают два светодиода, – «Перекос фаз» между ними, на табло – значение напряжения, разница U-ний в вольтах
• На одной фазе мигает светодиод, на индикаторе аварийное значение напряжения — «Сработала защита от высокого или низкого напряжения», то же самое при «Обрыве нуля» — в сети с нагрузками 220 В

Достоинства и недостатки

Достоинства:

• Максимальное количество вариантов защиты
• Можно использовать для любого оборудования или сети
• Цифровая индикация напряжения и режимов работы
• Все параметры защит и задержек — настраиваемые под конкретные требования
• Характеристики работы программируются через меню

Гарантия: 24 мес.

Реле контроля фаз HRN-54N с контролем нуля, контроль напряжения, обрыва и чередования фаз, Un=3х400V AC, Umin/Umax=3х300-380В/420- 500BAC, tрег=0,1-10с, 1ПК, 8А, ELKO EP, HRN-54N

Производитель:

EAN код:

8595188137218

Страна производства:

Чешская республика

Технические характеристики товара:

Реле контроля фаз HRN-54N с контролем нуля, контроль напряжения, обрыва и чередования фаз, Un=3х400V AC, Umin/Umax=3х300-380В/420- 500BAC, tрег=0,1-10с, 1ПК, 8А

Контроль однофазной сети:

Контроль трехфазной сети:

Контроль напряжения:

Регулировка контролируемого напряжения:

Чередование фаз или последовательность фаз:

Обрыв фаз или выпадение фаз:

Асимметрия фаз или перекос фаз:

Контроль нулевого провода:

Регулировка времени срабатывания:

Единицы измерения:

шт

Популярные товары раздела «Реле напряжения, реле контроля фаз»

Производитель:

ELKO EP

2485 руб/шт

Артикул:

2CSM111310R1331

Производитель:

ABB

15777 руб/шт

Артикул:

1SVR730794R3300

Производитель:

ABB

8165 руб/шт

Артикул:

1SVR730884R3300

Производитель:

ABB

8930 руб/шт

Защита домашней электропроводки от обрыва нуля

Смотрите также

Обрыв нулевого провода в трехфазной электрической сети — опасное явление, которое может привести к различным негативным последствиям для бытовых электроприборов, а также для людей, которые их эксплуатируют. В данной статье рассмотрим последствия обрыва нулевого провода на конкретном примере и соответствующие способы защиты домашней электропроводки от обрыва нуля.

Последствия обрыва нулевого провода

В качестве примера рассмотрим многоквартирный дом, питающийся по наиболее распространенной системе заземления TN-C-S. Система данного типа предусматривает заземление нейтрали источника питания – трансформатора подстанции.

От подстанции к потребителю, в данном случае в дом, электричество поступает по четырем проводникам – трем фазным и проводнику, который совмещает функции рабочего нулевого и защитного заземляющего проводника.

После ввода в здание совмещенный проводник разделяется на рабочий нулевой проводник и защитный, а затем распределяется между квартирами.

Три фазы электрической сети при вводе в дом распределяются на примерно равное количество квартир. Но при нормальном режиме работы электрической сети нагрузка по трем фазам неравномерная, так как жители квартир по-разному эксплуатируют электроприборы, и в разные промежутки времени нагрузка по фазам отличается, причем значительно.

При этом напряжение по фазам практически равное, так как нулевой провод играет роль балансира, снижает так называемое напряжение смещения нейтральной точки практически до нуля.

В случае обрыва нулевого провода на линии электропередач тут же возникает дисбаланс — возникает перекос фазных напряжений. При этом по одной фазе, где нагрузка меньше напряжение резко возрастает, а на самой загруженной фазе наоборот – падает.

При этом в зависимости от перекоса, напряжение на фазах может колебаться от нескольких десятков вольт до значения линейного напряжения трехфазной сети — 380 В. В данном случае все зависит от величины перекоса нагрузок по фазам электрической сети.

Подробнее об этом смотрите здесь: Что происходит в электросети при обрыве нуля

Последствия перепадов напряжения наверняка всем известны. Значительное превышение напряжения в бытовой сети приведет к выходу из строя практически всей техники, которая в данный момент работала от сети. Чрезмерно низкое напряжение за считанные минуты выведет из строя компрессор холодильника или кондиционера, электродвигатель стиральной машины и другие электроприборы, конструктивно имеющие электродвигатели. Ненормальный режим работы электроприборов может закончиться выходом их из строя с последующим возгоранием.

Выход из строя бытовой техники — это не самое страшное. В случае перегорания нуля до ввода в дом, то есть до разделения его на нулевой и заземляющий проводник, на всех заземленных элементах оборудования, бытовых электроприборах появляется фазное напряжение. В случае прикосновения к таким электроприборам человек будет поражен электрическим током.

Если в доме реализована система уравнивания потенциалов, которая предусматривает электрическое соединение с заземляющей шиной всех металлических элементов конструкции, металлических трубопроводов, то вероятность поражения электрическим током снижается, так как человек не будет касаться двух точек с разным потенциалом.

Но, как показывает практика, такая система в большинстве домов не реализована и в случае появления на корпусе электроприбора опасного потенциала и прикосновения человека одновременно к данному электроприбору и металлическому предмету, имеющему другой потенциал, человек будет поражен электрическим током.

Защита от обрыва нуля

Как защитить себя и бытовые электроприборы от вышеописанных последствий? Основная мера защиты от возможных перепадов напряжения — это установка реле напряжения на вводе домашнего распределительного щитка. В случае чрезмерного снижения или увеличения напряжения реле напряжения мгновенно обесточит электропроводку, защитив при этом включенные в сеть электроприборы.

Что касается заземления в сети системы TN-C-S, то защиты от возможного появления опасного потенциала на корпусе оборудования в случае повреждения нуля до места его разделения нет.

По сути, если линия электропередач находится в неудовлетворительном состоянии и вероятность повреждения совмещенного провода до точки разделения в доме высока, то эксплуатация такого заземления опасна. В любой момент заземленные корпуса оборудования могут оказаться под напряжением. Есть ли выход в данной ситуации?

Владельцам квартир на первом этаже, а также в частных домах можно сделать индивидуальный заземляющий контур, который будет электрически независим от совмещенного нейтрального проводника электрической сети. В данном случае сеть будет конфигурации TT.

В электрической сети, где реализована система TT, обрыв нулевого провода не приводит к появлению опасного потенциала на корпусе оборудования. Но при этом перекос напряжений по фазам может возникнуть, поэтому реле напряжения в данных сетях также необходимо установить для защиты бытовых электроприборов.

Вообще, если говорить о надежности заземления в сети системы TN-C-S, то в данном случае гарантировать безопасность эксплуатации заземленных электроприборов можно только в том случае, если снабжающая организация выполняет периодические проверки состояния сетей от питающей подстанции непосредственно до главного распределительного щитка дома и своевременно устраняет возможные нарушения.

Также следует отметить, что как в системе TT, так и в системе TN-C-S, соответствующее всем требованиям защитное заземление не может обеспечить абсолютной защиты от поражения электрическим током в случае появления опасного потенциала, поэтому необходимо в обязательном порядке устанавливать в распределительный щиток устройство защитного отключения.

В данном случае при возможной утечке тока на заземленный корпус УЗО моментально обесточит электропроводку. Некоторые типы устройств защитного отключения имеют дополнительную функцию защиты от перепадов напряжения, то есть такое устройство будет совмещать в себе функции двух защитных аппаратов.  

Обрыв проводов и максимальная токовая защита отрицательной последовательности | NOJA Power

10 декабря 2019 г. — Сценарий кошмаров для инженера по энергетическим системам — это обрыв проводника. Подавляющее большинство элементов защиты сети предназначены для работы при слишком большом фазном токе, но в случае обрыва проводника беспокойство вызывает отсутствие тока. Помимо отключения или отключения нагрузки на выходе, обрыв проводов может вызвать возникновение пожара и остаться незамеченным с помощью обычных релейных методов защиты от перегрузки по току или замыкания на землю.К счастью, понять физику сценария разорванной сети проводов не так уж сложно, и хотя топологии трех- и четырехпроводной распределительной сети дают несколько разные отклики сети, хорошее понимание этих концепций поможет обнаружить и защитить от этого сценария неисправности.

Во-первых, стоит понять теорию симметричных компонентов Fortescue, которую мы можем использовать для сопоставления измеренных фазных токов и напряжений с компонентами положительной, отрицательной и нулевой последовательности.Этот процесс отображения позволяет нам игнорировать дисбаланс между фазами во время неисправностей, что значительно упрощает процесс анализа неисправностей. По сути, большинство методов защиты от переменного тока (AC) используют этот процесс преобразования для обнаружения неисправностей.

Где:

Вводя значения для каждого измерения фазора, мы можем получить величину и фазу каждого из компонентов последовательности.В идеальном теоретическом мире исправный распределительный фидер не должен демонстрировать дисбаланса и, следовательно, должен иметь только ток прямой последовательности. Вы можете подтвердить это, подставив в уравнения набор сбалансированных векторов тока и увидев, что результат прибавляет к нулю для каждого уравнения, кроме положительной последовательности.

В мире распределения переменного тока симметричные компоненты не ограничиваются только токами. Напряжения и импедансы также могут быть представлены в формате компонентов последовательности, что значительно упрощает анализ неисправностей.Более полный трактат по этому вопросу можно прочитать здесь: Защита электрических сетей , но когда мы рассматриваем случай обрыва проводов, важно признать, что:

• Источники напряжения ограничены элементами положительной последовательности
• Имеется эквивалентное сопротивление положительной, отрицательной и нулевой последовательности для распределительной сети

Рассматривая сценарий обрыва проводника, давайте сначала рассмотрим, что происходит в трехпроводной системе.

Рисунок 1 — Трехпроводная система с поврежденным проводником в фазе A

В качестве первого шага анализа стоит понять, что означает обрыв проводника для каждого из фазных токов. При прерывании фазы A, как показано на рисунке 1, мы эффективно устраняем ток, протекающий через эту фазу. Несмотря на попытки трехфазных генераторов протолкнуть ток по линиям, мы можем предположить, что ток не течет, в результате чего возникает явный дисбаланс.Мы можем переписать схему следующим образом:

Рисунок 2 — Трехпроводная схема с обрывом проводника в фазе А

Для опытного инженера по защите рисунок 2 очень напоминает анализ межфазного замыкания, что в целом имеет смысл. При межфазном замыкании неповрежденная фаза будет иметь бесконечный импеданс по сравнению с коротким замыканием между двумя другими проводниками.Единственное отличие состоит в том, что при КЗ между фазами мы учитываем только полное сопротивление линии, а при обрыве проводника — сопротивление нагрузки. Что касается замыканий между фазами, для сценария обрыва проводника в трехфазной линии наша эквивалентная схема становится:

Рисунок 3 — Эквивалентная схема, трехпроводная сеть с поврежденным проводником

Это дает нам несколько ключевых наблюдений.

1. При обрыве проводника ток прямой последовательности совпадает с током обратной последовательности. Когда проводник не сломан, его 100% положительная последовательность и 0% отрицательная последовательность.
2. Токи прямой и обратной последовательности рассчитываются с использованием одного и того же импеданса.
3. Нагрузка все еще может быть достаточно высокой, чтобы i ₁ не превышал уровень срабатывания перегрузки по току — опасно.

Современные цифровые реле защиты часто предлагают как защиту от отрицательной последовательности фаз, так и защиту от перегрузки по току. Для трехпроводного случая мы можем видеть, что ожидаемая составляющая обратной последовательности фаз зависит от импеданса нагрузки в сценарии с обрывом проводника. Следовательно, фактический результирующий ток обратной последовательности зависит от топологии нагрузки во время неисправности. В целях прагматизма мы могли бы считать, что теоретически сеть должна показывать очень низкий ток обратной последовательности в исправном состоянии, поэтому мы могли бы правдоподобно использовать это как обоснование для установки довольно низкой рабочей точки для NPS.Это может сработать в простых сценариях, но когда возникает проблема с классификацией защиты между несколькими устройствами, отказ от фазы ниже по течению к фазе в следующей зоне может проявляться как сбой NPS в зоне выше по потоку, что приводит к состоянию гонки между чрезмерно чувствительными NPS в вышестоящее устройство и обычная функция максимальной токовой защиты в автоматическом выключателе, ближайшем к месту повреждения.

Когда сложно собрать информацию об импедансе, мы можем полагаться на соотношение i ₁ = i ₂ в трехфазной системе во время повреждения обрыва проводника.Когда происходит обрыв проводника, в идеальной теоретической модели:

Или в процентах:

Назначен код защиты ANSI 46BC (сломанный проводник), это отношение отрицательной последовательности к положительной исключает зависимость импеданса из расчета.Таким образом, независимо от нагрузки, мы имеем чувствительность к неисправности обрыва проводника. Для эффективного обнаружения сценария обрыва проводника в трехфазной сети, и очень редко для любого нормального сетевого сценария в трехфазной сети будет превышение 20% тока отрицательной последовательности для положительной последовательности. Таким образом, это обычная начальная установка для этой функции в полевых условиях, обеспечивающая градацию с элементами перегрузки по току, с учетом случаев разрыва фазы.

Распространенный в топологиях сетей Северной Америки и распределительных сетях НН в Австралии, четырехпроводный трехфазный дает несколько иной результат при рассмотрении эффектов прерывания фазы.

Добавляя нейтральный проводник, мы усложняем расчет, потому что нейтраль становится проводником тока в несбалансированных условиях. Часто это является соображением конструкции, что позволяет обеспечить непрерывность обслуживания двух третей потребителей в случае низковольтного напряжения, если в одной фазе произойдет сбой, но добавляя проводник, мы уменьшаем наше соотношение с i ₂ до i ₁ в сценарий сломанного проводника.Включив нейтральный проводник, мы вводим эффект импеданса нулевой последовательности:

Рисунок 5 — Эквивалентная схема для сломанного проводника в четырехпроводной трехфазной сети.

Опять же, мы сталкиваемся с эквивалентной сетью, которая очень похожа на двойное замыкание линии на землю, за исключением того, что мы рассматриваем импедансы нагрузки, а не импедансы линий.Предположим, что полное сопротивление источника незначительно по сравнению с нагрузкой, поэтому при упрощении мы имеем:

Ключевое различие между четырехпроводной и трехпроводной системами во включении нулевой последовательности в результирующий расчет. Расчет для i ₁ :

И если предположить, что i ₂ отрицательное, и принимая топологию как текущий делитель:

Чтобы рассчитать минимальное соотношение оборванных проводов в четырехпроводной системе, нам необходимо знать полное сопротивление нагрузки как нулевой, так и обратной последовательности.Как правило, полное сопротивление нулевой последовательности больше, чем полное сопротивление обратной последовательности, поэтому | i ₂ / i ₁ | коэффициент не равен нулю, но при отсутствии информации об импедансе нагрузки лучше эмпирически оценить полевые данные перед применением функции 46BC. Предыдущее обслуживание предполагает, что 20% | i ₂ / i ₁ | Коэффициент достаточен для чувствительности в четырехпроводных сетях, но не защищен от ложных срабатываний в сильно несбалансированных сетях.

«Несмотря на то, что наше обнаружение обрыва проводника является сложным для полного понимания, его легко настроить, нужно только запрограммировать соотношение между токами прямой и обратной последовательности, — говорит управляющий директор NOJA Power Group, — которое мы обычно рекомендуем составлять 20%.Его даже можно настроить на подачу сигнала тревоги вместо отключения, чтобы подтвердить эту концепцию в вашей сети ».

Обнаружение обрыва проводника в распределительной сети — это сценарий, который можно надлежащим образом обнаружить с помощью тока обратной последовательности. При использовании только NPS для соответствующего расчета необходимо знать полное сопротивление обратной последовательности нагрузки. Особый случай существует для трехпроводных сетей, где импедансы нагрузки прямой и обратной последовательности компенсируются в сценарии обрыва фазы, что позволяет коммунальным предприятиям с 3-проводными распределительными сетями использовать | i ₂ / i ₁ | ANSI 46 Защита от обрыва проводника при отсутствии данных об импедансе нагрузки.

Для 4-проводных систем расчет становится несколько более сложным, но может быть аппроксимирован эмпирическими данными, дающими инженерам представление о потенциально опасном сценарии обрыва проводника.

Система реклоузера OSM

NOJA Power оснащена полным набором элементов защиты от отрицательной последовательности фаз и обрыва проводника, что позволяет коммунальным предприятиям извлекать выгоду из имеющихся у них активов и обеспечивать чувствительность к этой опасной категории неисправностей с незначительными затратами.Чтобы узнать больше, посетите www.nojapower.com.au или обратитесь к местному дистрибьютору NOJA Power.

Ссылки

• Elneweihi, A.F., Feltis, M. W., Schweizer, E.O., © 1993, «Применение элемента перегрузки по току отрицательной последовательности и координация в защите распределения», IEEE Transactions on Power Delivery, Vol 8, no 3,
• Преве, К.© 2006, «Защита электрических сетей», ООО «ИСТЭ», ISBN-13: 978-1-
  9-06-04

Метод защиты от однофазного обрыва распределительной сети с учетом влияния режимов заземления нейтрали | Защита и управление современными энергосистемами

Параметр характеристики защиты

Из ур. (3) — (5) и ур. Из (9) — (15) видно, что напряжение нейтрали и ток фидера при нормальной работе и однофазном коротком замыкании распределительной сети существенно различаются при другом режиме заземления.Напряжение нейтрали зависит от x и k после однофазного замыкания, и оно имеет максимальное значение.

Когда нейтральная точка не заземлена, в сочетании с ур. (11) максимальное изменение напряжения нейтрали составляет

$$ {U} _ {\ mathrm {Omax}} = \ frac {1} {2 {k} _ {\ mathrm {min}}} {U} _ {\ varphi} $$

(21)

Когда нейтральная точка является заземленной катушкой гашения дуги, в сочетании с уравнением. (13) максимальное изменение напряжения нейтрали составляет

$$ {U} _ {\ mathrm {Omax}} = \ frac {1} {2p {k} _ {\ mathrm {min}}} {U} _ {\ varphi} $$

(22)

Когда нейтральная точка заземлена с низким сопротивлением, в сочетании с уравнением.(15) максимум изменения напряжения нейтрали равен

$$ {U} _ {\ mathrm {Omax}} = \ frac {3 {R} _ {\ mathrm {d}} \ omega {C} _ {\ mathrm {max}}} {2} {U } _ {\ varphi} $$

(23)

Где, k _min — отношение емкости системы к максимальной емкости фидера; C _max — максимальная емкость относительно земли во всех фидерах; U _φ — нормальное рабочее фазное напряжение.

Поскольку ток последовательности при нормальной работе очень мал, в сочетании с уравнением.{\ prime} -0 = — \ frac {Z_0} {Z _ {\ mathrm {N} 1} {Z} _0 + {Z} _ {\ mathrm {N} 1} {Z} _2 + {Z} _2 {Z} _0} {\ dot {E}} _ A \ end {array}} $$

(24)

Согласно ур. (24), изменения токов прямой и обратной последовательности равны до и после однофазного замыкания. Более того, поскольку разница в режиме заземления влияет только на импеданс нулевой последовательности, соотношение изменений тока прямой и обратной последовательности всегда устанавливается в различных режимах заземления, которые не зависят от импеданса нулевой последовательности.{\ prime} \ frac {Z _ {\ mathrm {S} 2}} {Z _ {\ mathrm {eq} 2} + {Z} _ {\ mathrm {S} 2}} $$

(25)

Где, Z _S2 — эквивалентное полное сопротивление обратной последовательности системы.

Ток обратной последовательности в основном протекает от фидера повреждения в верхнюю сеть, поскольку эквивалентное сопротивление обратной последовательности системы распределительной сети среднего напряжения намного меньше, чем полное сопротивление обратной последовательности линии [11]. Как следствие, ток обратной последовательности на исправном фидере намного ниже, чем в отказоустойчивом фидере.Отношение изменения тока прямой и обратной последовательности исправного фидера меньше 1.

Следовательно, напряжение нейтрали и изменение тока последовательности выбираются в качестве параметра характеристики защиты, который может точно отражать возникновение одиночного замыкания. обрыв фазы и отличить фидер неисправности от фидера исправного.

Критерий защиты

В данной статье предлагается метод защиты от однофазного обрыва для распределительной сети с учетом влияния режимов заземления нейтрали.Ввиду значительного изменения напряжения нейтрали до и после повреждения, он выбран в качестве критерия запуска, который может быстро отражать возникновение однофазного повреждения. Выражение

$$ {K} _ {\ mathrm {rel}} {U} _ {\ mathrm {unb}} <{U} _ {\ mathrm {O}} <{K} _ {\ mathrm {rel}} {U} _ {\ mathrm {O} \ max} $$

(26)

Где, K _отн. — коэффициент надежности.

Тем не менее, некоторые неисправности, связанные с коротким замыканием, также вызывают смещение напряжения нейтрали.Однако однофазное повреждение не вызывает увеличения тока. Выбор фазного тока шины в качестве критерия блокировки может эффективно отличить однофазное повреждение от короткого замыкания. Учитывая легкую нагрузку на линию или ее отсутствие, выражение имеет следующий вид:

$$ {I} _ {\ varphi} (t) — {I} _ {\ varphi} \ left (t-T \ right) \ le 0 $$

(27)

Где, I _φ ( t ) — примерное значение фазного тока шины в текущий момент; I _φ ( t-T ) — значение выборки фазного тока шины в предыдущем цикле.

На основе различных характеристик изменения соотношение изменения тока прямой и обратной последовательности используется для построения критерия выбора линии, который может точно отличить фидер повреждения от фидера исправного. Выражение

$$ 1- {K} _ {\ mathrm {set}} <{n} _i <1+ {K} _ {\ mathrm {set}} $$

(28)

Где, n _i — отношение изменения амплитуды тока прямой и обратной последовательности на выходе из фидера i ; K _set — это поле, обычно 0.1 ~ 0,2 (Требуется, чтобы настройка K _set могла четко идентифицировать фидер неисправности. Принимая во внимание влияние степени асимметрии, погрешности измерения и шума, более целесообразно принять K _set = 0,1).

Кроме того, критерий блокировки в основном используется для различения коротких замыканий и разрывов. Защита от короткого замыкания обычно является быстродействующей. Следовательно, может быть установлена ​​определенная временная задержка, которая может не только взаимодействовать с защитой от короткого замыкания, но также реализовывать сегментную защиту линии.

Согласно ур. (26) — (28), способ защиты от однофазного прерывания от короткого замыкания в распределительной сети показан на фиг. 3, включая пусковой компонент, компонент выбора линии и блокирующий компонент.

Рис. 3

Логическая схема защиты от однофазного размыкания

Конкретная логика действия: когда напряжение нейтрали выше нормального несимметричного напряжения и меньше максимального напряжения однофазного замыкания на разрыв, стартовый компонент действует; когда амплитуда фазного тока шины увеличивается, блокирующий компонент действует, чтобы предотвратить ошибочную оценку, в противном случае блокирующий компонент не действует, определяя, что происходит однофазное замыкание с разрывом; когда определенный питатель i удовлетворяет 1 — K _set i <1 + K _set , компонент выбора линии действует и отправляет сигнал предупреждения или отключения, определяя, что питатель имеет однофазное замыкание на разрыв.

Когда нейтральная точка заземлена разными способами, необходимо только отрегулировать минимальное и максимальное значения напряжения нейтрали, соответствующие критерию пуска, без изменения принципа защиты, в то время как критерий блокировки и критерий выбора линии являются фиксированными. Поэтому этот способ защиты применим к любым режимам заземления.

Для выбора фазы повреждения это может быть достигнуто двумя следующими способами. Во-первых, поскольку напряжение фазы повреждения больше, чем напряжение фазы без повреждения [14, 16], выбор фазы может быть реализован путем сравнения фазных напряжений.Во-вторых, неповрежденный фазный ток является непрерывным после однофазного замыкания, в то время как фазный ток короткого замыкания является прерывистым, который равен входному току нагрузки и изменяется более значительно [13]. Следовательно, выбор фазы повреждения может быть реализован путем сравнения изменения фазного тока.

Функция нейтрального провода в 3-фазной 4-проводной системе

В этой статье я обсуждаю нейтральный провод с функцией 3 в фазе 4-проводной системы . Прочитав эту статью, вы сможете понять некоторые очень удивительные факты о необходимости нейтрального провода в трехфазной системе распределения.

Электроэнергия от генерирующих станций передается на большие расстояния по линиям передачи на различные приемные станции. Затем мощность распределяется между различными подстанциями, расположенными в разных местах и ​​населенных пунктах. В конечном итоге напряжение понижается до 400/230 вольт, т.е. 400 вольт для оптовых потребителей и 230 вольт для обычных бытовых потребителей.

Соединения обмоток трансформаторов, установленных на подстанции, соединяются треугольником на первичной стороне и звездой на вторичной стороне.

Распределение обычно однофазное двухпроводное и трехфазное четырехпроводное. Напряжение между любым фазным проводом и нейтралью составляет 230 вольт, а между любыми двухфазными проводами — 400 вольт.

Электропитание домов, небольших офисов, магазинов и других помещений, требующих малых нагрузок, осуществляется от распределительной сети напряжением 230 В с помощью одной фазы и одного нулевого провода.

В тех случаях, когда поставка должна осуществляться в крупное предприятие, такое как гостиницы, офисы, больницы, применяется система трехфазного четырехпроводного питания.Он состоит из трех фазных проводов и нейтрали.

Функция нейтрального провода в трехфазной четырехпроводной системе заключается в том, чтобы служить обратным проводом для общей бытовой системы электроснабжения. Нейтраль подключена к каждой однофазной нагрузке. Потенциал нейтральной точки можно очень хорошо понять из следующего рисунка.

На приведенной выше схеме генератор подключен к нагрузке по трехфазной четырехпроводной системе. Нейтральные точки как генератора переменного тока, так и нагрузки соединены вместе.Нейтральный провод служит общим обратным проводом для всех трех фаз, выходящих наружу от N ₁ .

Следовательно, полный ток нейтрали является векторной суммой трех линейных токов. В сбалансированных условиях векторная сумма равна нулю, и, следовательно, ток нейтрали равен нулю. В этом случае нет вопроса о падении напряжения вдоль нейтрали, и потенциал N ₂ такой же, как и у N ₁ .

Это проясняет, что если система питания переходит на трехфазную трехпроводную систему, нейтральный проводник может быть удален без каких-либо изменений в распределении потенциала в сети.В этом случае потенциал N ₂ по-прежнему будет равен потенциалу N ₁ . Поэтому основная передающая сеть представляет собой трехпроводную систему.

Трехфазные нагрузки сбалансированы и не вносят вклад в ток нейтрали, поэтому нейтральный проводник можно удалить.

Но баланс нагрузки на каждой фазе затруднен в случае однофазных нагрузок. Из-за этого дисбаланса всегда течет нейтральный ток. Поэтому нейтральный провод в этом случае очень важен.

Балансировка фаз в трехфазной четырехпроводной системе

Под балансировкой фаз понимается равномерное распределение однофазных осветительных нагрузок по 3-фазным 4-проводным проводам питающей сети, так что линейные токи на всех фазах приблизительно равны.

Разница в нагрузке вызовет несбалансированный ток, протекающий через нейтральный провод. Полное сопротивление трех проводников будет одинаковым, и неравный ток, протекающий по ним, вызовет неравные падения напряжения, что может привести к несбалансированности напряжений на нагрузках.Однако достичь абсолютно равного распределения в таких случаях невозможно, и в результате может существовать небольшой ток в нейтрали.

Чтобы получить достаточно равномерное распределение нагрузки в трехфазных проводах, жилые дома должны быть подключены последовательно, где трехфазное питание подается на большие здания, такие как гостиницы, школы, коммерческие здания и т. Д., Важно, чтобы равное распределение нагрузки на все фазы должно быть основной задачей .

«Балансировка» обеспечивает наиболее эффективное использование генератора и трансформатора.Например, трансформатор на 100 кВА может удовлетворительно выдерживать однофазную нагрузку 33,3 кВА на каждой из своих фаз. Если он подключен только к одной фазе питания, он будет перегружен.

Почему нейтраль заземлена?

Назначение заземления нейтрали показано на рисунке.

На рисунке A показан трансформатор 11 кВ / 230 В, питаемый от линии 11 кВ. Вторичная обмотка этого трансформатора в этом случае не заземлена.

При выходе из строя изоляции между обмотками HT и LT по какой-либо причине на клеммах трансформатора 230 В появится напряжение питания 11 кВ.Это будет очень опасная ситуация как для оборудования, подключенного к этой линии, так и для оператора.

Теперь посмотрим на рисунок B, в этом случае вторичная обмотка трансформатора заземлена. Если на клеммах вторичной обмотки появляется напряжение 11 кВ, то по пути, показанному на рисунке, будет протекать чрезмерный ток, и предохранитель перегорит.

Следовательно, заземление нейтрального провода распределительного трансформатора на подстанции очень необходимо с точки зрения безопасности .

Напряжение между нейтралью и землей

Может существовать очень небольшое напряжение между нейтралью и землей, поскольку нейтраль жестко соединена с землей на подстанции, и оно может возрасти, если заземление подстанции не работает должным образом.

При неисправных условиях, например, предохранитель или автоматический выключатель, защищающий фидер, не срабатывает в случае замыкания на землю на одной из линий, нейтраль может достичь гораздо более высокого потенциала по отношению к земле.

В таких условиях произойдет сильное падение напряжения на земле подстанции из-за тока короткого замыкания, что может привести к серьезному поражению электрическим током.

Что происходит при отсоединении нейтрального провода?

Когда нейтральный провод в 3-фазной, 4-проводной системе отключен, нагрузки, которые подключены между любыми двумя линейными проводниками и нейтралью, подключаются последовательно, и разность потенциалов на комбинированной нагрузке становится равной линии Напряжение.Разность потенциалов на каждой нагрузке изменяется в соответствии с номинальной нагрузкой.

Рисунок : Эффект отключения нейтрального провода в трехфазной четырехпроводной системе можно более четко пояснить на следующем рисунке:

Предположим, что сопротивление 100 Ом подключено между фазой R и нейтралью, а сопротивление 50 Ом подключено между фазой Y и нейтралью в 3-фазном, 4-проводном источнике питания, как показано на рисунке (a). Упрощенная схема показана на рисунке (б).

Если нейтральный провод отключен, две нагрузки R ₁ и R ₂ подключаются последовательно, и разность потенциалов на них становится равной линейному напряжению, т.е. 400 В.
Следовательно,
ток через нагрузки, I = V _L / (R ₁ + R ₂ )
= 400 / (100 + 50) = 2,67 A
Следовательно,
разность потенциалов на сопротивлении R ₁ = I * R ₁
= 2.67 * 100 = 267 В

Аналогично,
разность потенциалов на сопротивлении R ₂ = I * R ₂
= 2,67 * 50 = 133 В

Из приведенного выше рисунка видно, что если нейтральный провод при отключении в 3-фазной, 4-проводной системе разность потенциалов на высокоомной нагрузке увеличивается, а разность потенциалов на низкоомной нагрузке уменьшается.

В этом процессе напряжение на высокоомной нагрузке может вырасти больше, чем расчетное значение, и может повредить высокоомную нагрузку .

Спасибо, что прочитали о функции нейтрального провода в 3-фазной 4-проводной системе. .

Основные понятия | Все сообщения

© www.yourelectricalguide.com/ Функция нейтрального провода в 3-фазной системе 4-проводной системе.

онлайн-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курса.»

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации.

Стивен Дедак, P.E.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным.Я многому научился, и их было

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова . Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании веб-сайт. Хорошо организованный. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей роте

имя другим на работе.»

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком

с подробной информацией о Канзасе

Авария City Hyatt «

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель.Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Нашел класс

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны. You

— лучшее, что я нашел ».

Рассел Смит, П.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы. На самом деле

человек узнает больше

от сбоев.»

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы, т.е. позволяете

студент, оставивший отзыв на курсе

материалов до оплаты и

получает викторину.»

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил много удовольствия «.

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

в режиме онлайн

курса.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

.

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании каких-то неясных раздел

законов, которые не применяются

— «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор

.

организация.

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

и онлайн-формат был очень

доступный и простой

использовать. Большое спасибо ».

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь распечатанный тест во время

.

обзор текстового материала. Я

также понравился просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.

испытание потребовало исследований в

документ но ответы были

в наличии. «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, П.Е.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курса со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать еще

курса. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

приходится путешествовать «

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для Professional

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время исследовать где на

получить мои кредиты от.

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теории.

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утро

метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес электронной почты который

пониженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

кодов и Нью-Мексико

правила. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

.

при необходимости дополнительных

аттестат. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материалы были краткими, а

хорошо организовано.

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна.

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Building курс и

очень рекомендую .»

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлены. «

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

.

обзор где угодно и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Тщательно

и комплексное.

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили курс

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, P.E.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова».

Анджела Уотсон, P.E.

Монтана

«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличное освежение ».

Luan Mane, P.E.

Conneticut

«Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

Вернись, чтобы пройти викторину.

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях .

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродская, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материалы для изучения, а затем вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Гладд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

Сертификат . Спасибо за изготовление

процесс простой ».

Фред Шейбе, P.E.

Висконсин

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея платить за

материал .»

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

.

процесс, которому требуется

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

сертификат. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по

.

много разные технические зоны за пределами

по своей специализации без

приходится путешествовать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Объяснение безопасности нулевого доверия

| Принципы модели нулевого доверия

Что такое нулевое доверие?

Zero Trust — это структура безопасности, требующая, чтобы все пользователи, как в сети организации, так и за ее пределами, проходили аутентификацию, авторизацию и постоянную проверку конфигурации и состояния безопасности перед предоставлением или сохранением доступа к приложениям и данным. Zero Trust предполагает отсутствие традиционной границы сети ; сети могут быть локальными, в облаке, а также могут быть комбинированными или гибридными с ресурсами в любом месте, а также работниками в любом месте.

Zero Trust — это платформа для защиты инфраструктуры и данных в условиях современной цифровой трансформации. Он уникальным образом решает современные проблемы современного бизнеса, включая защиту удаленных сотрудников, гибридные облачные среды и угрозы программ-вымогателей. Хотя многие поставщики пытались создать свои собственные определения нулевого доверия, существует ряд стандартов от признанных организаций, которые могут помочь вам согласовать нулевое доверие с вашей организацией.

Zero Trust и NIST 800-207

В CrowdStrike мы соблюдаем стандарт NIST 800-207 для нулевого доверия.Это наиболее независимые от поставщиков всеобъемлющие стандарты не только для государственных учреждений, но и для любой организации. Он также включает в себя другие элементы таких организаций, как ZTX от Forrester и CARTA от Gartner.

В ответ на растущее число серьезных нарушений безопасности в мае 2021 года администрация Байдена издала распоряжение, обязывающее федеральные агентства США соблюдать NIST 800-207 в качестве необходимого шага для внедрения Zero Trust. В результате стандарт прошел тщательную проверку и поддержку со стороны ряда коммерческих клиентов, поставщиков и заинтересованных сторон государственных учреждений — вот почему многие частные организации считают его стандартом де-факто и для частных предприятий.

Zero Trust стремится реализовать следующие ключевые принципы, основанные на рекомендациях NIST:

1. Непрерывная поверка. Всегда проверять доступ ко всем ресурсам.
2. Ограничьте «радиус взрыва». Сведите к минимуму воздействие, если все же произойдет внешнее или внутреннее нарушение.
3. Автоматизация сбора контекста и ответа. Включите поведенческие данные и получите контекст из всего ИТ-стека (идентификация, конечная точка, рабочая нагрузка и т. Д.).) для максимально точного ответа.

Как работает Zero Trust

Выполнение этой структуры сочетает в себе передовые технологии, такие как многофакторная аутентификация на основе рисков, защита идентификации, безопасность конечных точек следующего поколения и надежная технология облачных рабочих нагрузок для проверки подлинности пользователя или системы, учет доступа в данный момент времени и обеспечение безопасности системы. Zero Trust также требует рассмотрения шифрования данных, защиты электронной почты и проверки гигиены активов и конечных точек перед их подключением к приложениям.

Zero Trust — это существенный отход от традиционной сетевой безопасности, в которой использовался метод «доверяй, но проверяй». Традиционный подход автоматически доверяет пользователям и конечным точкам внутри периметра организации, подвергая организацию риску со стороны злонамеренных внутренних субъектов и законных учетных данных, перехваченных злоумышленниками, позволяя неавторизованным и скомпрометированным учетным записям получить широкий доступ, оказавшись внутри. Эта модель устарела с переносом в облако инициатив по трансформации бизнеса и ускорением распространения распределенной рабочей среды из-за пандемии, начавшейся в 2020 году.

Таким образом, архитектура

Zero Trust требует от организаций постоянного мониторинга и подтверждения того, что пользователь и его устройство имеют правильные привилегии и атрибуты. Это также требует соблюдения политики, которая включает риск для пользователя и устройства, наряду с соблюдением или другими требованиями, которые необходимо учитывать до разрешения транзакции. Для этого требуется, чтобы организация знала все свои служебные и привилегированные учетные записи и могла установить контроль над тем, что и где они подключаются. Однократной проверки просто недостаточно , потому что все угрозы и атрибуты пользователей могут изменяться

В результате организации должны гарантировать, что всех запросов доступа постоянно проверяются, прежде чем разрешить доступ к любому из ваших корпоративных или облачных активов. Вот почему применение политик нулевого доверия полагается на доступность в реальном времени сотен атрибутов идентификации пользователей и приложений, таких как:

• Идентификационные данные пользователя и тип учетных данных (человеческие, программные)
• Количество и привилегии каждой учетной записи на каждом устройстве
• Нормальные подключения для учетных данных и устройства (шаблоны поведения)
• Тип и функции оборудования конечной точки
• Географическое местоположение
• Версии прошивки
• Протокол аутентификации и риск
• Версии операционной системы и уровни исправлений
• Приложения, установленные на конечной точке
• Обнаружение безопасности или инцидентов, включая подозрительную активность и распознавание атак

Организации должны тщательно оценить свою ИТ-инфраструктуру и возможные пути атак, чтобы сдерживать атаки и минимизировать воздействие в случае нарушения.Это может включать сегментацию по типам устройств, идентичности или групповым функциям. Например, подозрительные протоколы, такие как RDP или RPC к контроллеру домена, всегда следует проверять или ограничивать определенными учетными данными.

Более 80% всех атак связаны с использованием или неправильным использованием учетных данных в сети. Благодаря постоянным новым атакам на учетные данные и хранилища идентификаторов, дополнительная защита учетных данных и данных распространяется на поставщиков услуг безопасности электронной почты и безопасных веб-шлюзов (CASB), которые обеспечивают большую безопасность паролей, целостность учетных записей, а также организационные правила и их соблюдение, избегая теневой ИТ-инфраструктуры с высоким риском Сервисы.

Полное руководство по беспроблемному нулевому доверию

Загрузите технический документ, чтобы узнать о безупречном нулевом доверии и ключевых принципах структуры NIST 800-207.

Загрузить сейчас

Совет эксперта

Термин «нулевое доверие» был придуман аналитиком и идейным лидером Forrester Research Джоном Киндервагом и следует девизу «никогда не доверять, всегда проверять». Его новаторская точка зрения основана на предположении, что риск является неотъемлемым фактором как внутри, так и за пределами сети.

Сценарии использования с нулевым доверием

Zero Trust, который на протяжении многих лет считается стандартом, все чаще оформляется как ответ на обеспечение цифровой трансформации и ряд сложных, разрушительных угроз, замеченных в прошлом году.

В то время как любая организация может получить выгоду от Zero Trust, ваша организация может получить выгоду от Zero Trust немедленно, если :

От вас требуется защита модели развертывания инфраструктуры, которая включает:

Вам необходимо рассмотреть ключевые варианты использования угроз, в том числе:

У вашей организации есть следующие рекомендации:

• SOC / экспертные знания аналитиков
• Соображения о влиянии на пользовательский опыт (особенно при использовании MFA)
• Отраслевые или нормативные требования (например,финансовый сектор или Мандат правительства США о нулевом доверии)

Каждая организация сталкивается с уникальными проблемами, связанными с ее бизнесом, зрелостью цифровой трансформации и текущей стратегией безопасности. Zero Trust при правильной реализации может приспособиться к конкретным потребностям и при этом обеспечить окупаемость инвестиций в вашу стратегию безопасности.

Пример следующей атаки Sunburst

Атака на цепочку поставок программного обеспечения Sunburst в 2021 году демонстрирует важность того, почему организации не могут ослабить бдительность даже со стандартными учетными записями служб и ранее надежными инструментами.Все сети имеют автоматизированные обновления в рамках своего технологического стека, от веб-приложений до сетевого мониторинга и безопасности. Автоматизация исправлений необходима для хорошей сетевой гигиены. Однако даже для обязательных и автоматических обновлений Zero Trust означает предотвращение потенциальных вредоносных действий.

Технический анализ атаки Sunburst показывает, как любой инструмент, особенно тот, который обычно используется в сети, можно перенять у поставщика / механизма обновления, и как следует применять принципы архитектуры Zero Trust для смягчения этих угроз.

Zero Trust и принцип наименьших привилегий требуют строгих политик и разрешений для всех учетных записей, включая программные учетные данные, такие как учетные записи служб. Учетные записи служб в целом должны иметь известное поведение и ограниченные права на подключение. В случае Sunburst чрезмерно разрешенная учетная запись службы позволяла злоумышленникам перемещаться по сторонам. Они никогда не должны напрямую пытаться получить доступ к контроллеру домена или системе аутентификации, такой как ADFS, и любые аномалии поведения должны быстро выявляться и эскалироваться по мере их возникновения.

Совет эксперта

С таким множеством различных интерпретаций нулевого доверия может быть сложно найти решение, подходящее для вашей организации. Чтобы помочь вам, мы собрали 7 ключевых вопросов, чтобы лучше оценивать решения и услуги7. Вопросы, которые следует задавать поставщикам с нулевым доверием

Каковы основные принципы модели нулевого доверия?

Модель Zero Trust (на основе NIST 800-207) включает следующие основные принципы:

• Непрерывная поверка. Всегда проверять доступ ко всем ресурсам.
• Ограничьте «радиус взрыва». Сведите к минимуму воздействие, если все же произойдет внешнее или внутреннее нарушение.
• Автоматизация сбора контекста и ответа. Включите поведенческие данные и получите контекст из всего ИТ-стека (идентификация, конечная точка, рабочая нагрузка и т. Д.) Для наиболее точного

1. Непрерывная проверка

Непрерывная проверка означает отсутствие доверенных зон, учетных данных или устройств в любое время.Отсюда распространенное выражение «Никогда не верь, всегда проверяй». Проверка, которая должна применяться к такому широкому набору активов и непрерывно, означает, что для ее эффективной работы необходимо наличие нескольких ключевых элементов:

• Условный доступ на основе рисков. Это гарантирует, что рабочий процесс прерывается только при изменении уровня риска, что позволяет осуществлять непрерывную проверку без ущерба для удобства пользователей.
• Простая в применении политика, работающая динамически. Поскольку рабочие нагрузки и пользователи могут часто перемещаться, политика должна не только учитывать риск, но также включать соответствие и ИТ-требования для политики.Zero Trust не освобождает организации от соблюдения требований и особых требований организации.

2. Ограничьте радиус взрыва

Если нарушение все же происходит, минимизация воздействия нарушения имеет решающее значение. Zero Trust ограничивает объем учетных данных или путей доступа для злоумышленника, давая системам и людям время для ответа и смягчения атаки.

Ограничение радиуса означает:

• Использование сегментации на основе идентичности. Традиционную сегментацию на основе сети может быть сложно поддерживать в рабочем состоянии, поскольку рабочие нагрузки, пользователи и учетные данные часто меняются.
• Принцип наименьших привилегий. Всякий раз, когда используются учетные данные, в том числе для учетных записей, не относящихся к человеку (например, учетных записей служб), очень важно, чтобы эти учетные данные были ограничены минимальными возможностями, необходимыми для выполнения задачи. По мере изменения задач должен меняться объем. Во многих атаках используются привилегированные учетные записи служб, поскольку они обычно не отслеживаются и часто имеют чрезмерные разрешения.

3. Автоматизация сбора контекста и ответа

Чтобы принимать наиболее эффективные и точные решения, помогает больше данных, если их можно обрабатывать и действовать в режиме реального времени.NIST предоставляет руководство по использованию информации из следующих источников:

• Учетные данные пользователя — человеческие и нечеловеческие (учетные записи служб, непривилегированные учетные записи, привилегированные учетные записи — включая учетные данные SSO)
• Рабочие нагрузки, включая виртуальные машины, контейнеры и развернутые в гибридных развертываниях
• Конечная точка — любое устройство, используемое для доступа к данным
• Сеть
• Данные
• Другие источники (обычно через API):
  • SIEM
  • ССО
  • Поставщики удостоверений (например, AD)

Этапы реализации нулевого доверия

Хотя потребности каждой организации уникальны, CrowdStrike предлагает следующие этапы для реализации зрелой модели нулевого доверия:

• Этап 1. Визуализация — понимание всех ресурсов, их точек доступа и связанных с ними рисков
• Этап 2: Смягчение — обнаружение и устранение угроз или уменьшение воздействия нарушения в случае, если угроза не может быть немедленно остановлена ​​
• Этап 3: Оптимизация — расширение защиты на все аспекты ИТ-инфраструктуры и всех ресурсов независимо от местоположения, не создавая неудобств для пользователей

Подробное описание каждого этапа, включая цели и передовые методы, можно найти в нашей статье «Как добиться нулевого доверия в три этапа».

Совет эксперта

Если вы инвестируете в решение Zero Trust, может ли это решение снизить сложность безопасности, сэкономить деньги и сократить время на выявление и устранение нарушений? Ответ — громкое «ДА»! Посмотрите эту веб-трансляцию, чтобы изучить реальные примеры использования Zero Trust, которые влияют на размер вашей прибыли и накладные расходы на поддержку всей программы. Как максимизировать рентабельность инвестиций с помощью Frictionless Zero Trust

Почему CrowdStrike для нулевого доверия

Решение Zero Trust от

CrowdStrike предлагает единственный в отрасли беспроблемный подход к Zero Trust:

• Единственное в отрасли ОБЛАЧНОЕ РЕШЕНИЕ с нулевым доверием для предотвращения взломов в режиме реального времени для любой конечной точки, рабочей нагрузки или личности.Решение CrowdStrike Falcon Zero Trust соответствует стандартам NIST 800-207 и максимизирует покрытие Zero Trust на вашем гибридном предприятии. Остановите взломы в режиме реального времени и защитите от атак цепочки поставок, программ-вымогателей и уязвимостей червей.
• Самая высокая в отрасли корреляция атак и самое быстрое применение политик , обеспечивающее БЕСПЛАТНОЕ НУЛЕВОЕ ДОВЕРИЕ для организаций любого размера. Развертывайте Zero Trust быстрее и поэтапно всего с двумя компонентами — датчиком и административной панелью управления.Снизьте нагрузку на аналитиков центра управления безопасностью (SOC) с помощью высокоточных корреляций и улучшите взаимодействие с пользователем с помощью адаптивного условного доступа.
• Единственное в отрасли облачное решение , которое позволяет группам безопасности достичь защиты с нулевым доверием без накладных расходов на управление ТБ данных, каналов угроз, оборудования / программного обеспечения и текущих затрат на персонал, что приводит к СНИЖЕНИЮ СЛОЖНОСТИ БЕЗОПАСНОСТИ И ЗАТРАТ. Использование высокоточной, облачной корреляции атак, анализа поведенческих рисков и простого применения политик позволяет сократить среднее время обнаружения угроз и реагирования на них; сократить ручной анализ данных и управление ими; и уменьшить необходимость инвестировать в дополнительное оборудование, программное обеспечение, хранилище и персонал.

Falcon Zero Trust Demo

Запланируйте живую демонстрацию с нашим экспертом по безопасности и узнайте, как решение Falcon Identity Protection может помочь вашей организации улучшить аутентификацию пользователей и обеспечить беспрепятственную безопасность Zero Trust.

Запросить демонстрацию

Сравнение характеристик трех систем заземления для защиты микросетей в режиме подключения к сети

Интеллектуальные сети и возобновляемые источники энергии
Vol.2 № 3 (2011), Идентификатор статьи: 6647,10 страниц DOI: 10.4236 / sgre.2011.23024

Сравнение характеристик трех систем заземления для защиты микросетей в режиме сетевого подключения

Рашад Мохаммедин Камель, Аймен Чауачи, Кен Нагасака

Экологическая энергетика, Департамент электроники и информационной инженерии, Токийский университет сельского хозяйства и технологий, Токио, Япония.

Электронная почта: [email protected], [email protected], [email protected]

Поступила 31 декабря 2010 г .; отредактировано 22 мая 2011 г .; принята 29 мая 2011 г.

Ключевые слова: Защита микросетей, системы заземления, ток короткого замыкания, напряжение прикосновения, микроисточники и инверторы, режим подключения к сети

РЕЗЮМЕ

В этой статье представлены, проверены и сравниваются три системы заземления (TT , TN и IT) для защиты микросетей (MG) от различных типов неисправностей в подключенном режиме.Основным вкладом в эту работу является включение моделей всех микроисточников, подключенных к MG с помощью силовых электронных инверторов. Поочередные инверторы снабжены ограничителями тока, которые также включены в модели инверторов, чтобы точно имитировать реальную ситуацию в MG во время отказов. Результаты показали, что наиболее подходящей системой заземления для защиты MG в режиме подключения является система заземления TN.Эта система приводит к соответствующему значению тока короткого замыкания, достаточному для активации реле защиты от перегрузки по току. При использовании системы TN напряжения прикосновения к неисправной шине и шинам всех других потребителей меньше безопасного значения, если ограничитель тока включен в трансформатор главной сети, соединяющей MG. Для двух других систем заземления (TT и IT) ток короткого замыкания невелик и почти равен току перегрузки, поэтому реле защиты от перегрузки по току не может различать ток короткого замыкания и ток перегрузки.Все модели микроисточников, систем заземления, инверторов, главной сети и схем управления построены с использованием среды Matlab ^® / Simulink ^® .

1. Введение

Заземление электросети требует, чтобы ее сетевой объект и электрооборудование потребителя были заземлены, чтобы обеспечить безопасность и снизить вероятность повреждения оборудования.Эффективное заземление предотвращает длительные перенапряжения и сводит к минимуму риск поражения электрическим током. Заземление также обеспечивает заранее определенный путь для токов утечки на землю, которые используются для отключения неисправной установки или цепи с помощью защитных устройств. Микросеть (MG) является уникальным примером распределительной системы и требует тщательной оценки, прежде чем принимать решение о системе заземления.

MG состоит из группы микроисточников, систем накопления энергии (например, маховика) и нагрузок, работающих как единая управляемая система. Уровень напряжения MG составляет 400 вольт или меньше. Архитектура MG выполнена радиальной с несколькими фидерами. MG часто обеспечивает как электричество, так и тепло в местные районы. MG может работать как в режиме подключения к сети, так и в изолированном режиме, как подробно описано в нашем предыдущем исследовании [1-10].

Микроисточники обычно изготавливаются из множества новых технологий, например микрогазовая турбина, топливный элемент, фотоэлектрическая система и несколько видов ветряных турбин. Система накопления энергии часто представляет собой систему с маховиком. Микроисточники и маховик не подходят для подачи энергии в сеть напрямую [11]. Они должны быть связаны с сетью через каскад инвертора.Таким образом, использование силовых электронных интерфейсов в MG приводит к ряду проблем при проектировании и эксплуатации MG. Одной из основных задач является проектирование защиты MG для соответствия соответствующим национальным кодам распределения и для поддержания безопасности и стабильности MG как в режиме подключения к сети, так и в изолированном режиме.

Однако MG на основе инвертора обычно не может обеспечить требуемых уровней тока короткого замыкания.В крайних случаях вклад тока короткого замыкания от микроисточников может быть только вдвое или меньше тока нагрузки [12,13]. Некоторые устройства измерения перегрузки по току даже не будут реагировать на этот уровень перегрузки по току. Кроме того, защита от повышенного / пониженного напряжения и частоты может не обнаруживать неисправности MG из-за управления напряжением и частотой MG. Эта уникальная природа MG требует свежего взгляда на конструкцию и работу защиты.Это задача данной рукописи.

В данной рукописи представлены и применены три системы заземления для защиты MG в режиме соединения. Два основных вклада в эту рукопись: 1) Рассмотрение моделей всех микроисточников (и их инверторов), установленных в MG, и 2) Включенный ограничитель тока с каждым инвертором внутри MG для точного моделирования реальной ситуации.

Три системы заземления реализованы и протестированы на MG. Приведено сравнение производительности трех систем. Наиболее подходящая система заземления определяется путем сравнения.

Для проведения предлагаемого исследования эта рукопись организована следующим образом: Раздел 2 описывает три разработанные системы заземления.В разделе 3 представлены характеристики неисправностей в каждой системе заземления, а также преимущества и недостатки каждой системы. Сеть MG включала все микроисточники, инверторы и систему заземления, представленную в разделе 4. В разделе 5 представлены результаты, полученные с применением трех систем заземления, и последовательность событий, происходящих с каждой системой заземления. Выводы представлены в разделе 6.

2. Типы систем заземления

Распределительную систему низкого напряжения (НН) можно определить по ее системе заземления. Они обозначаются с помощью пяти букв T (прямое соединение с землей), N (нейтраль), C (комбинированный), S (отдельный) и I (изолированный от земли). Первая буква обозначает способ заземления нейтрали трансформатора (источника питания), а вторая буква обозначает способ заземления металлоконструкций установки (каркаса).Третья и четвертая буквы обозначают функции нейтрального и защитного проводов соответственно. Возможны три конфигурации [14]:

1) TT: нейтраль трансформатора заземлена и корпус заземлен.

2) TN: нейтраль трансформатора заземлена, корпус подключен к нейтрали.

3) IT: незаземленная нейтраль трансформатора, заземленная рама.

Система TN включает три подсистемы: TN-C, TN-S и TN-C-S, как описано в следующих подразделах.

2.1. Система заземления TT ​​

В этой системе источник питания имеет прямое соединение с землей. Все открытые проводящие части установки также подключены к заземляющему электроду, который электрически не зависит от заземления источника.Структура системы TT показана на рисунке 1 [15].

Рисунок 1. Конфигурация системы заземления TT.

2.2. Система заземления TN

В системе заземления TN источник питания (нейтраль трансформатора) напрямую подключается к земле, а все открытые проводящие части установки подключаются к нейтральному проводнику.Безопасность персонала гарантируется, а вот безопасность имущества (пожар, повреждение электрооборудования) — в меньшей степени. Три подсистемы в системе заземления TN описаны ниже с их основными характеристиками.

2.2.1. Система заземления TN-C

Как показано на Рисунке 2 (a), система TN-C имеет следующие особенности:

1) Функции нейтрали и защиты объединены в одном проводе всей системы.(PEN — защитная заземленная нейтраль).

2) Источник питания напрямую подключен к земле, а все открытые проводящие части установки подключены к PEN-проводу.

2.2.2. Система заземления TN-S

Архитектура системы TN-S показана на Рисунке 2 (b) и имеет следующие особенности:

1) Система TN-S имеет отдельные нейтральный и защитный проводники по всей системе.

2) Источник питания напрямую заземлен. Все открытые токопроводящие части установки подключаются к защитному проводу (PE) через главный зажим заземления установки.

2.2.3 Система заземления TN-CS

Конфигурация системы заземления TN-CS показана на Рисунке 2 (c) и имеет следующие особенности:

1) Функции нейтрали и защиты объединены в одном проводе в части система TN-CS.Электропитание — TN-C, а расположение в установке — TN-S.

2) Использование TN-S ниже TN-C.

3) Все открытые токопроводящие части установки подключаются к PEN-проводу через главную клемму заземления и нейтраль, причем эти клеммы соединяются вместе.

2.3. Система заземления IT

В этой системе источник питания подключается к

(a) (b) (c)

Рисунок 2. (a): Конфигурация системы заземления TN-C; (b): конфигурация системы заземления TN-S; (c): система заземления TN-C-S.

Заземление посредством преднамеренно введенного высокого сопротивления заземления (заземленная по сопротивлению система IT) или изолировано от земли, как показано на Рисунке 3. Все открытые проводящие части установки соединены с заземляющим электродом.

Каждая открытая проводящая часть должна быть заземлена, чтобы удовлетворять следующим условиям для каждой цепи [16]:

(1)

где:

R _b : Сопротивление заземляющего электрода для открытых проводящих частей.

I _d : Ток повреждения, учитывающий токи утечки и полное сопротивление заземления электроустановки.

3. Поведение при отказе и характеристики различных систем заземления

Нарушение изоляции в электрической установке представляет опасность для людей и оборудования.В то же время это может вызвать отключение электроэнергии. Токи и напряжения короткого замыкания различаются от одной системы заземления к другой, как описано в следующих подразделах.

3.1. Поведение при повреждении в системе заземления TN

На рисунке 4 показано поведение при повреждении в системе заземления TN и путь тока повреждения.При наличии пробоя изоляции ток короткого замыкания I _d ограничивается только импедансом кабелей контура замыкания. Короткое замыкание pro-

Рис. 4. Поведение при неисправности в системе заземления TN-S.Устройства защиты

(автоматический выключатель или предохранители) обычно обеспечивают защиту от повреждений изоляции с автоматическим отключением в соответствии с заданным максимальным временем отключения (в зависимости от напряжения между фазой и нейтралью U _или ). Типичные времена отключения в системе заземления TN приведены в таблице 1 в соответствии с IEC 60364 (U _L — ограниченное безопасное напряжение).

3.1.1. Преимущества системы заземления TN

1) Система заземления TN всегда обеспечивает обратный путь при повреждениях в сети низкого напряжения. Заземлители трансформатора и всех потребителей соединены между собой. Это обеспечивает распределенное заземление и снижает риск того, что у клиента нет безопасного заземления.

2) Уменьшите сопротивление заземления PEN-проводника.

3) Система TN имеет то преимущество, что в случае нарушения изоляции напряжения повреждения (напряжения прикосновения) обычно меньше, чем в системах заземления TT. Это связано с падением напряжения в фазном проводе и меньшим сопротивлением PEN-проводника по сравнению с заземлением потребителей в системах TT.

4) Отсутствие перенапряжения для изоляции оборудования.

5) Система TN-S обладает лучшими характеристиками электромагнитной совместимости (ЭМС) для 50 Гц и высокочастотных токов, особенно когда применяется кабель низкого напряжения с заземленной оболочкой.

6) Система заземления TN может работать с простой защитой от перегрузки по току.

7) Высокая надежность отключения неисправности более чем на

Таблица 1. Время торможения в системе TN (взято из таблиц 41 и 48A IEC 60364).

текущих устройства (т.е. ток короткого замыкания достаточно велик, чтобы активировать устройства защиты от перегрузки по току).

3.1.2. Недостатки системы заземления TN

1) Неисправности в электрической сети на более высоком уровне напряжения могут переместиться в заземление сети низкого напряжения, вызывая напряжения прикосновения у потребителей низкого напряжения.

2) Неисправность в сети низкого напряжения может вызвать напряжение прикосновения у других потребителей низкого напряжения.

3) Повышение потенциала открытых проводящих частей с нейтральным проводником в случае обрыва нейтрального сетевого проводника, а также для замыканий фазы низковольтной сети на нейтраль и фазы на землю и коротких замыканий среднего и низкого напряжения.

4) Коммунальное предприятие несет ответственность не только за надлежащее заземление, но и за безопасность потребителей во время нарушений в электросети.

5) Установка защиты в случае модификации сети (увеличение сопротивления контура короткого замыкания).

6) Система TN-C менее эффективна в отношении проблем электромагнитной совместимости (ЭМС).

3.2. Поведение при отказе в системе заземления TT ​​

Рисунок 5 поясняет, что в системе заземления TT ​​возникает неисправность. Когда происходит нарушение изоляции, ток повреждения I _d в основном ограничивается сопротивлением заземления (R _a и R _b ).По крайней мере, одно устройство защитного отключения (УЗО) должно быть установлено на стороне питания установки. Для увеличения доступности электроэнергии использование нескольких УЗО обеспечивает селективность по времени и току при отключении [16].

3.2.1. Преимущества системы заземления TT ​​

1) Наиболее распространенная система заземления.

2) Неисправности в сети низкого и среднего напряжения не переносятся на других потребителей в сети низкого напряжения.

3) Хорошее состояние безопасности, так как повышение потенциала заземленной проводящей части должно быть ограничено на уровне 50 В для неисправности внутри установки и 0 В для неисправности в сети.

4) Простое заземление установки и простое выполнение.

5) Нет влияния расширения сети.

3.2.2. Недостатки системы заземления TT ​​

1) Каждому заказчику необходимо установить и обслуживать собственную систему заземления

Рисунок 5. Поведение при неисправности в системе заземления TT.

заземляющий электрод. Безопасность и защита зависят от заказчика, поэтому полная надежность не гарантируется.

2) Высокое перенапряжение может возникнуть между всеми токоведущими частями, а также между токоведущими частями и проводом защитного заземления.

3) Возможное перенапряжение для изоляции оборудования установки.

3.3. Поведение при отказе в системе заземления IT

3.3.1. Первое повреждение в системе заземления IT

На рисунке 6 показано возникновение первого повреждения в системе заземления IT. Напряжение короткого замыкания низкое и не опасно. Следовательно, нет необходимости отключать установку в случае единичной неисправности.Однако важно знать, что есть неисправность, и ее необходимо отслеживать и устранять в кратчайшие сроки, прежде чем произойдет вторая неисправность. Для удовлетворения этой потребности информация о неисправностях предоставляется устройством контроля изоляции (IMD), контролирующим все токоведущие проводники, включая нейтраль [16]. Когда нейтраль не распределена (трехфазное трехпроводное распределение), должно выполняться следующее условие [16]:

(2)

где:

Z _S = полное сопротивление контура замыкания на землю, включающего фазный провод. и защитный провод.

I _f = ток повреждения.

U _o = напряжение между фазой и нейтралью.

Когда нейтраль распределена (трехфазное четырехпроводное распределение и однофазное распределение), должно выполняться следующее условие [16]:

(6.3)

, где:

= полное сопротивление контура замыкания на землю, включающего нейтральный провод и защитный провод.

Рис. 6. Ток первого повреждения изоляции в системе заземления IT.

3.3.2. Вторая неисправность в системе заземления IT

На рисунке 7 показано возникновение второй неисправности в системе заземления IT. Максимальные времена отключения для системы заземления IT приведены в таблице 2 (как в таблицах 41B и 48A IEC 60364) [16].

Система заземления IT, используемая, когда важны безопасность людей и имущества, а также непрерывность обслуживания.

Рисунок 7. Второй ток повреждения изоляции в системе IT (распределенная нейтраль).

Таблица 2. Максимальное время отключения в системе заземления IT (вторая неисправность).

4. Архитектура исследуемой микросети

На рисунке 8 представлена ​​однолинейная диаграмма исследуемого MG. Исследуемый MG подключен к основной сети через трехфазный трансформатор ∆ / 400 кВА, 20 / 0,4 кВ. MG состоит из 7 автобусов. Маховик (накопитель) мощностью 30 кВт / 0,5 кВтч подключен к шине 1.Система ветроэнергетики (10 кВт) подключена к шине 2. Две фотоэлектрические панели мощностью 10 кВт и 3 кВт подключены к шинам 4 и 5 соответственно. Одновальная микротурбина (SSMT) мощностью 25 кВт подключена к шине 6. Автобус 7 снабжен твердооксидным топливным элементом (SOFC) мощностью 20 кВт. Все компоненты MG (микроисточники, инверторы с разными схемами управления, нагрузки и т. Д.)) подробно смоделированы в нашем предыдущем исследовании [1-10].

Разработанная модель носит общий характер и может использоваться для исследования поведения MG при всех типах неисправностей. Короткое замыкание, представленное в этом исследовании, представляет собой однофазное замыкание на землю, которое является наиболее частым повреждением в помещениях потребителей. В имитационной модели учтены микроисточники. Предполагается, что все силовые электронные инверторы, которые используются для взаимодействия с микроисточниками, снабжены ограничителями тока для ограничения тока повреждения примерно до 150% от тока полной нагрузки инвертора.Этот ограничитель тока включен в каждую схему инвертора, чтобы защитить полупроводниковые переключатели инвертора от повреждений и точно представить реальную ситуацию. На рисунке 8 проиллюстрирован исследуемый MG. Параметры линии приведены в таблице 3 [17-21].

Полная модель Matlab ^® / Simulink ^® , созданная для тестирования трех систем заземления, показана в конце этого документа (рисунок 17).

5. Производительность трех систем заземления в защите MG в режиме соединения

В этом случае MG работает в режиме соединения. Основная сетка представляет собой свободную (опорную) шину для MG. Исследуемое возмущение представляет собой короткое замыкание (однофазное замыкание на землю), возникающее на питании потребителей на шине №2. Ток повреждения, напряжения прикосновения на всех потребителях, напряжение исправных фаз и напряжение нейтрали главного трансформатора показаны ниже. цифры (рисунки 9-16), когда в MG используются три системы заземления (TN-S, TT и IT).

Из результатов, показанных на предыдущих рисунках, можно сделать следующие выводы:

1) На рисунке 9 показан ток короткого замыкания в режиме подключения к сети. При использовании системы заземления TN-S ток короткого замыкания очень высок (максимальное значение почти 1900 А). Это связано с тем, что основная сеть участвует в большей части тока короткого замыкания.В нашем случае с основной сеткой нет ограничителя тока. В реальных ситуациях ограничитель тока обычно включается последовательно с основным.

Рисунок 8. Однолинейная схема исследуемого MG.

Рисунок 9.Ток короткого замыкания с тремя системами заземления в режиме подключения к сети.

Сеть

во время периода отказа, чтобы ограничить ток короткого замыкания до определенного уровня, который может быть легко сброшен с помощью устройств защиты от перегрузки по току небольшого номинала. С другой стороны, в системах заземления TT ​​и IT ток короткого замыкания немного больше, чем значение в установившемся режиме.

2) На рисунке 10 показано напряжение прикосновения в месте повреждения. При использовании системы заземления TN-S значение напряжения прикосновения мало по сравнению с двумя другими системами заземления, однако оно больше, чем значение, ограниченное безопасностью (U _L = 50 В). Это связано с большим значением тока короткого замыкания. В реальной ситуации это напряжение прикосновения (с системой заземления TN-S) меньше, чем значение, показанное на Рисунке 10, из-за уменьшения тока короткого замыкания путем включения ограничителя тока последовательно с основной сетью.С другой стороны,

Рисунок 10. Напряжение прикосновения на потребителе шины №2 (неисправная шина).

с использованием системы заземления TT, напряжение прикосновения в месте повреждения очень высокое. Чтобы уменьшить это значение с помощью системы заземления TT, потребители должны использовать заземляющий электрод с низким сопротивлением.Для системы заземления IT напряжение прикосновения в месте повреждения равно нулю. На всех оставшихся шинах MG напряжение прикосновения с системой заземления TN-S меньше предельного значения безопасности, как показано на Рисунках 11–14. Напряжения прикосновения на всех шинах MG, кроме неисправной шины, при использовании систем заземления TT ​​и IT почти равны. до нуля.

3) На Рисунке 15 показаны напряжения исправных фаз (неповрежденных фаз) в месте повреждения.Как показано, наиболее опасной системой является система IT, в которой напряжение между исправными фазами и нейтралью подскакивает до значения, равного фазному напряжению (т. Е. Умноженному на), и устранение последствий неисправности должно быть быстро устранено для защиты оборудования, подключенного к двум исправным фазам. все автобусы MG. В системах заземления TT ​​и TN-S напряжения на исправных фазах имеют небольшое падение.

Рисунок 11.Напряжение прикосновения на потребителе шины №4.

Рисунок 12. Напряжение прикосновения на потребителе шины №5.

Рисунок 13. Напряжение прикосновения на потребителе шины №6.

Рисунок 14. Напряжение прикосновения на потребителе шины №7.

Рисунок 15. Напряжение исправных фаз (на шине №2).

4) На рисунке 16 показано напряжение нейтральной точки основной сети.Как показано, при использовании системы заземления IT это значение перескакивает на значение фазного напряжения (в идеале равное нулю) и вызывает скачок напряжения всех исправных фаз до линейного значения на всех шинах MG. В двух других системах заземления (TN-S и TT) напряжение нейтральной точки имеет небольшое значение из-за несимметричных нагрузок в MG.

5) В заключение, система TN-S является наиболее подходящей системой заземления для защиты MG в режиме подключения к сети, однако ограничитель тока следует использовать последовательно с основной сетью для ограничения тока повреждения, снижения напряжения прикосновения на поврежденной шине и снизить номинальные характеристики устройств максимальной токовой защиты, используемых для устранения неисправностей в MG в режиме подключения к сети.

6. Выводы

В этой статье используются три системы заземления для защиты MG от различных повреждений в режиме подключения к сети. Из результатов видно, что

Рисунок 16. Напряжение в нейтральной точке главного трансформатора.

Рисунок 17. Matlab ^© / Simulink ^© Разработанная модель MG с системой стирания.

Наиболее подходящей системой является система заземления TN. Это связано с тем, что тока короткого замыкания с системой заземления TN достаточно для срабатывания реле защиты.С другой стороны, для двух других систем заземления (TT и IT) реле защиты не может различать ток короткого замыкания и ток перегрузки. Кроме того, напряжения прикосновения на неисправной шине меньше, чем напряжение прикосновения при использовании системы заземления TT. В то время как с системой заземления TT ​​напряжение прикосновения к неисправной шине очень высокое и превышает предельное значение безопасности. Чтобы решить эту проблему, все потребители должны использовать заземляющие электроды с низким сопротивлением, чтобы снизить напряжение прикосновения по сравнению с безопасным предельным значением.При использовании системы заземления IT, напряжения исправных фаз почти удвоятся (220 В стало 380 В) и вызовут напряжение для всего оборудования, которое питается от исправных фаз. В режиме подключения к сети следует использовать ограничитель тока, чтобы уменьшить ток повреждения, который участвует в основной сети, и, следовательно, снизить напряжение прикосновения на неисправной шине.

В заключение следует отметить, что система заземления TN является самой лучшей системой для защиты MG с точки зрения тока короткого замыкания и напряжений прикосновения.Судя по результатам этой статьи, система заземления TN является наиболее рекомендуемой системой для защиты MG в режиме подключения к сети. Кроме того, следует использовать ограничитель тока основной сети для снижения напряжения прикосновения на всех потребителях MG.

ССЫЛКИ

1. Р. М. Камель и Б. Керманшахи, «Разработка и реализация моделей для анализа динамических характеристик распределенных генераторов в микросети, часть I: микротурбина и твердооксидный топливный элемент», Scientia Iranica, Transactions D, Computer Наука и инженерия и Электротехника, Vol.17, No. 1, июнь 2010 г., стр. 47-58.
2. Р. М. Камель, А. Чауачи и К. Нагасака, «Повышение динамического отклика MicroGrid с использованием нового пропорционального интегрального контроллера шага ветровой турбины и нейро-нечеткого фотоэлектрического контроллера слежения за точкой максимальной мощности», Электрические компоненты и системы, Vol. 38, No. 2, Januaruy 2010, pp. 212-239.
3. р.М. Камель, А. Чауаши и К. Нагасака, «Сглаживание энергии ветра с использованием контроллера шага с нечеткой логикой и системы конденсаторов энергии для улучшения характеристик микросетей в автономном режиме», Energy, Vol. 35, № 4, март 2010 г., стр. 2119-2129. doi: org / 10.1016 / j.energy.2010.01.030
4. RM Kamel, A. Chaouachi и K. Nagasaka, «Повышение динамического отклика микросетей во время snd после огромных и множественных сбоев путем подключения к ближайшим микросетям», Международный журнал устойчивой энергетики, Vol.30, № 4, август 2010 г., стр. 223–245. doi: org / 10.1080 / 1478646X.2010.509499
5. Р.М. Камель, А. Чауачи и К. Нагасака, «Влияние сбоя микроисточников на динамические характеристики микросети во время и после процесса островков», ISESCO Science and Technology Vision, Vol. 6, No. 9, май 2010 г., стр. 2-10.
6. Камель Р.М., Камель А.Чауачи и К. Нагасака, «Улучшение переходного динамического отклика микросети, последующее отключение и отказ микроисточников за счет двух соединенных соседних микросетей», ISESCO Science and Technology Vision, Vol. 5, № 8, ноябрь 2009 г., стр. 46-55.
7. Р. М. Камель, А. Чауаши и К. Нагасака, «Новый контроллер шага PI и система конденсаторов энергии для уменьшения колебаний ветровой энергии и поддержания стабильности микросетей при последующих островных образованиях», Международный журнал энергетических и энергетических систем, Vol.30, No. 2, апрель 2010 г., стр. 131-138.
8. Р. М. Камель и Б. Керманшахи, «Оптимальный размер и расположение распределенных генераторов для минимизации потерь мощности в первичной распределительной сети», Scientia Iranica, Transactions D, Компьютерные науки и инженерия и Электротехника, Vol. 16, № 6, декабрь 2009 г., стр. 137–144.
9. р.М. Камель, А. Чауаши и К. Нагасака, «Снижение выбросов углерода и снижение потерь мощности помимо улучшения профилей напряжения с использованием микросетей», «Низкоуглеродная экономика», Vol. 1, No. 1, октябрь 2010 г., стр. 1-7. doi: org / 10.4236 / lce.2010.11001
10. Р. М. Камель, А. Чауаши и К. Нагасака, «Влияние рейтинга ветроэнергетической системы на переходные динамические характеристики микросети в автономном режиме», Низкоуглеродная экономика, Том.1, № 1, октябрь 2010 г., стр. 28–37. doi: org / 10.4236 / lce.2010.11005
11. С. Барсали и др., «Методы управления рассредоточенными генераторами для улучшения непрерывности электроснабжения», Зимнее собрание энергетического общества, Нью-Йорк, 27-31 января 2002 г., том . 2. С. 27-37.
12. С. Р. Уолл, «Производительность распределенной генерации с инверторным интерфейсом», 2001 Конференция и выставка по передаче и распределению IEEE / PES, Атланта, 28 октября — 2 ноября 2001 г., Vol.2. С. 945-950.
13. Н. Джаяварна и др., «Задача TE2 — Вклад тока повреждения от преобразователей», Проект отчета микросетей для задачи TE2, Европейская комиссия, 2004 г.
14. К. Преве, «Защита электрических сетей», ISTE Ltd, Лондон, 2006.
15. Б. Лакруа и Р. Кальвас, «Системы заземления в низковольтном оборудовании», Методика Кайера компании Schneider Electric, No.172, март 2002 г.
16. Н. Джаяварна, М. Лоренцу и С. Папатанассиу, «Обзор заземления в микросети», проект «Крупномасштабная интеграция микрогенерации в низковольтные сети» MICROGRIDS, РАБОЧИЙ ПАКЕТ E, № 1 , 23 апреля 2004 г.
17. С. Папатанассиу, Н. Хациаргириу и К. Струнц, «Эталонная сеть микросетей низкого напряжения», Материалы симпозиума СИГРЭ: Энергетические системы с рассредоточенной генерацией, Афины, 13–16 апреля 2005 г.
18. W. Xueguang, N. Jayawarna, Y. Zhang, N. Jenkins, JP Lopes, C. Moreira, A. Madureira и J. Pereira da Silva, «Рекомендации по защите микросетей», конечный результат DE2 для микросетей ЕС проект, июнь 2005 г.
19. WGE4 — Рабочая группа по безопасности подстанций, «Руководство IEEE по безопасности при заземлении подстанций переменного тока», Стандарт IEEE 80-2000 (пересмотр стандарта IEEE 80-1986), 2000 г.
20. «Анализ подстанций в городских районах», Safe Engineering Services & Technologies Ltd., Монреаль, версия 8, январь 2000 г.
21. К. Марней, Ф. Дж. Робджо и А. С. Сиддики, «Форма микросети», Зимнее собрание IEEE PES, нов. Йорк, январь 2001 г.

Каков принцип нулевой линии и линии земли? Многие люди ошибочно воспринимают нулевую линию.

Многие люди неправильно понимают нулевую линию. Каков принцип нулевой линии и линии земли? И послушайте учителя Чжан Байфаня.

Давайте сначала посмотрим на рисунок 1:

Фактически, пока три фазы не сбалансированы, напряжение нейтральной линии будет расти, даже если нейтральная линия не разорвана.

Давайте посмотрим на рисунки 2 и 3:

Видно, что если

、

с

Разное, трехфазное напряжение несимметричное, нулевое линейное напряжение

Конечно, он не равен нулю.

Точно так же мы можем видеть, что ток позади точки останова нулевой линии также связан с трехфазным дисбалансом.

Глядя на рисунок 3, мы обнаруживаем, что метод многоточечного заземления принят в PEN нулевой линии, чтобы избежать повышения напряжения позади точки разрыва нулевой линии.

Обратите внимание, что система заземления, соответствующая рисунку 2, называется TN-C, а система заземления, соответствующая рисунку 3, называется TN-C-S.

Давайте посмотрим на Рисунок 4:

Глядя на нижнюю диаграмму рисунка 4, мы обнаруживаем, что, когда L3 замкнут накоротко на корпус потребителя, ток течет через нейтраль, а ток течет через землю.

Обратите внимание, что сопротивление нулевой линии и сопротивление заземляющей сетки фактически параллельны. По электрофизическим знаниям средней школы мы знаем, что ток параллельной цепи обратно пропорционален сопротивлению резистора, а именно:

Отсюда:

Из приведенной выше формулы видно, что ток земли связан с соотношением сопротивления нейтрали и сопротивления земли. Берем сопротивление заземления 4 Ом и подставляем конкретные параметры, чтобы получить ток заземления:

Даже если следовать инженерной практике, сопротивление заземления равно 0.8 Ом, а ток заземления:

Другими словами, ток заземления составляет всего 3% ~ 15% тока нулевой линии! Берем промежуточное значение, тогда ток земли всего 6% от нулевого линейного тока.

Теперь позвольте мне задать вопрос:

Первое изображение: система заземления TN-C и система TN-S

Поскольку система заземлена в цепи, но корпус нагрузки не заземлен напрямую, а косвенно заземлен через нейтраль PEN, система заземления называется TN-C.

Левый верхний угол рисунка — обмотка низковольтной стороны трансформатора. Мы видим, что это приводит к трем фазовым линиям L1 / L2 / L3 и одной нулевой линии PEN. Обратите внимание, что есть два основания слева от нейтральной линии. Первый раз — в нейтральной точке трансформатора. Это называется заземлением системы. Второй раз находится где-то посередине и называется повторным заземлением. Смысл повторного заземления состоит в том, чтобы предотвратить повышение напряжения задней нейтральной линии после разрыва нулевой линии.

Стоит отметить нагрузку. Мы видим, что промежуточная нагрузка PEN сначала выводится на корпус, а затем на нейтральный вывод. Это показывает, что нулевая линия PEN является приоритетом защиты. Следовательно, точное название нулевой линии — защита нейтральной линии.

На рисунке ниже изображена система TN-S:

Второй рисунок: система заземления TN-C-S

Разница между TN-C-S и TN-C заключается в том, что PEN разделяется на нейтральную линию N и защитную линию PE после повторного заземления.

Обратите внимание, что в случае со стороны -S нагрузка TN-CS подключена к линии PE, а сторона -C TN-CS подключена к линии PEN, поэтому первое является защитным заземлением, а второе. защита нулевая. По сравнению с двумя, нулевая линия не может быть прервана, а линия PE не может быть прервана.

TN-C-S очень распространен в домашних распределительных системах и системах распределения в школах и на предприятиях.

Третье изображение: система заземления ТТ

Судя по символьному коду, система заземления TT ​​имеет системное заземление, но ее защитное заземление достигается прямым заземлением.

Нейтральная точка трансформатора системы заземления TT ​​заземлена напрямую, а внешний кожух электрической нагрузки также напрямую и напрямую заземлен. Создайте защитное заземление.

Стоит отметить, что мы уже описали выше. Когда происходит однофазное замыкание на землю, ток, протекающий через сеть заземления, фактически составляет только около 6% от тока N-линии. Следовательно, ток однофазного замыкания на землю, возникающий в системе TT, намного меньше, чем TN.

Давайте посмотрим на Рисунок 5:

На рисунке 5 мы видим, что нейтральная точка трансформатора напрямую заземлена, затем разделена на N и PE, а PE проходит до стороны нагрузки и до корпуса потребителя. Поэтому данный способ заземления относится к системе заземления TN-S.

Когда электрическое оборудование попадает в аварию со снарядом, сопротивление линии PE, конечно, меньше, чем сопротивление заземления, а передний конец PE также подключается к линии N, и ток заземления усиливается до короткого замыкания. ток в цепи близок к N, наиболее близкому к электрооборудованию.Выключатель на входе выполняет защиту от перегрузки по току.

На рис. 5 мы также видим, что три фазных провода и N проводов подведены к стороне нагрузки от четырехжильного кабеля для вторичного распределения энергии, провод PE отрезан, а внешний кожух электрооборудования непосредственно заземлен. Следовательно, когда электрическое оборудование попадает в аварию со снарядом, ток заземления может быть возвращен в источник питания только через сеть заземления. Этот способ заземления относится к системе заземления ТТ под TN-S.

Поскольку ток заземления через заземляющую сеть под TT невелик, как IEC, так и национальные стандарты требуют установки устройства защиты от утечки RCD.

Принцип УЗО следующий:

Когда однофазного замыкания на землю не происходит, сумма векторов после объединения трехфазного тока с током N-линии равна нулю. Когда происходит утечка, фазный ток увеличивается, и ток утечки возвращается к источнику питания через сеть заземления, а ток N-линии остается таким же, как и раньше.Таким образом, магнитный поток появится в магнитной цепи трансформатора тока нулевой последовательности, и, конечно же, ток появится в измерительной обмотке, а компоненты обнаружения и управления будут задействованы, чтобы заставить внешний автоматический выключатель выполнить действие защиты от утечки.

Рабочий ток

УЗО может быть ниже 30 мА, что обеспечивает эффективную защиту персонала.

.