Резисторное заземление нейтрали в сетях среднего напряжения: «за» и «против».

Page 1
background image

Page 2
background image

76

АНАЛИТИКА

СЕТИ  РОССИИ

76

к

а

б

е

л

ь

н

ы

е

 Л

Э

П

кабельные ЛЭП

Д

о

 

настоящего

 

время

 

в

 

МКС

 

применяются

 

разные

 

способы

 

заземления

 

нейтрали

 

се

-

тей

 

среднего

 

напряжения

 

либо

 

через

 

ду

-

гогасящий

 

реактор

 (6—10 

кВ

), 

либо

 

через

 

низкоомный

 

резистор

 12 

Ом

 (20 

кВ

). 

При

 

выборе

 

режима

 

работы

 

нейтрали

 

энергетики

 

филиала

 

ру

-

ководствуются

 

критериями

 

надёжности

 

электро

-

снабжения

безопасности

 

эксплуатации

 

сетей

ре

-

шения

 

вопросов

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автоматики

 

и

 

другими

Исследования

 

энергетиков

 

МКС

 

направлены

 

на

 

повышение

 

качества

 

электрической

 

энергии

 

и

 

надёжности

 

работы

 

электрических

 

сетей

Опыт

 

работы

 

позволяет

 

нам

 

выделить

 

достоинства

 

и

 

не

-

достатки

 

разных

 

режимов

 

заземления

 

нейтрали

Для

 

удобства

 

сравнения

 

предлагаем

 

таблицу

в

 

которой

 

приводятся

 

сравнения

 

с

 

указанием

 

досто

-

инств

 

и

 

недостатков

 

разных

 

режимов

 

при

 

анали

-

зе

 

критериев

Сравнение

 

производилось

 

с

 

учётом

 

того

что

 

электроснабжение

 

потребителей

 

мегапо

-

лиса

 

выполнено

 

по

 

двухлучевой

 

схеме

 

со

 100% 

резервированием

 

и

 

наличием

 

АВР

а

 

также

 

более

 

98% 

распределительных

 

сетей

 6—20 

кВ

 

города

 

выполнены

 

кабельными

 

линиями

.

Прежде

 

всего

обозначим

 

режим

 

работы

 

сети

.

 

В

 

настоящее

 

время

 

в

 

МКС

 — 

филиале

 

ОАО

 «

МОЭСК

» 

используются

 

следующие

 

способы

 

заземления

 

нейтрали

 

сетей

 

среднего

 

напряжения

изолирован

-

ная

  (

заземлённая

 

через

 

дугогасящий

 

реактор

) — 

в

 

сетях

 6—10 

кВ

 

и

 

заземлённая

 

через

 

резистор

 

(

низкоомный

) — 

в

 

сетях

 20 

кВ

Отметим

 

критерии

которыми

 

следует

 

руководство

-

ваться

 

при

 

выборе

 

режима

 

заземления

 

нейтрали

:

• 

надёжность

 

электроснабжения

 

потребителей

 

и

 

работы

 

сети

;

• 

безопасность

 

эксплуатации

 

сетей

;

• 

решение

 

вопросов

 

релейной

 

защиты

 

и

 

автома

-

тики

;

• 

уровень

 

перенапряжения

 

и

 

требования

 

к

 

изо

-

ляции

 

электрооборудования

• 

стоимость

 

строительства

На

 

рис

. 1 

и

 2 

приведены

 

схемы

 

заземления

 

нейтрали

 

в

 

сетях

 

среднего

 

напряжения

 

для

 20 

кВ

применяемые

 

в

 

МОЭСК

.

Резисторное заземление 

нейтрали в сетях среднего 

напряжения: «за» и «против»

Энергетики Московских кабельных сетей — филиала ОАО «Московская объ-
единённая электросетевая компания» проводят в рамках программы НИОКР в 
управлении кабельными сетями г. Зеленограда научно-исследовательские ра-
боты, в ходе которых исследуются перспективы изменения режима работы за-
землённой нейтрали в сетях мегаполиса напряжением 6—20 кВ.

Виктория ВОСТРОСАБЛИНА, заместитель директора — главный инженер

 филиала ОАО «МОЭСК» — «Московские кабельные сети» (МКС)

Рис

. 1. 

Схема

 

двухтрансформаторной

 

подстанции

 110 (220) 

кВ

/6 (10) 

кВ

 

с

 

нейтралью

заземлённой

 

через

 

дугогасящий

 

реактор

Рис

. 2. 

Схема

 

двухтрансформаторной

 

подстанции

 110 (220) 

кВ

/20 

кВ

 

с

 

нейтралью

заземлённой

 

через

 

резистор

110—220 

кВ

6—10 

кВ

110—220 

кВ

6—10 

кВ


Page 3
background image

77

 4 (25), 

июль

август

, 2014

77

Опыт

 

работы

 

позволяет

 

нам

 

выделить

 

достоинства

 

и

 

недостатки

 

разных

 

режимов

 

заземления

 

нейтрали

Для

 

удобства

 

сравнения

 

предлагаем

 

таблицу

в

 

которой

 

приводятся

 

замечания

 

по

 

надёжности

 

электроснабжения

 

по

-

требителей

 

и

 

работы

 

сети

также

 

другим

 

критериям

.

Нейтраль

,

зазёмленная

 

через

 

ДГР

Нейтраль

заземлённая

 

через

 

низкоомный

 

резистор

Надежность

 

электроснабжения

 

потребителей

 

и

 

работы

 

сети

ДОСТОИНСТВА

Отсутствие

 

необходимости

 

в

 

немедленном

 

отключении

 

первого

 

одно

-

фазного

 

замыкания

 

на

 

землю

В

 

сетях

 

с

 

двухлучевой

 

схемой

 

электро

-

снабжения

 

и

 

наличием

 

АВР

 — 

не

 

актуально

.

Практически

 

полное

 

исключение

 

возможности

 

перехода

 

однофазного

 

замыкания

 

в

 

многофазное

 

(

только

 

для

 

низкоомного

 

заземления

 

и

 

быстрого

 

селективного

 

отключения

 

повреждения

).

Возможность

 

самоликвидации

 

однофазного

 

замыкания

возникшего

 

на

 

воздушной

 

линии

 (

по

 

статистике

 60—70% 

замыканий

 

на

 «

землю

» 

в

 

воздушных

 

сетях

 

самоустраняются

или

 

ошиновке

 (

при

 

точной

 

компен

-

сации

 — 

настройке

 

дугогасящего

 

реактора

 

в

 

резонанс

). 

В

 

кабельных

 

городских

 

сетях

 

не

 

актуально

т

.

к

однофазное

 

замыкание

 

в

 

боль

-

шинстве

 

случаев

 

не

 

самоликвидируется

.

 

Быстрое

 

отключение

 

при

 

однофазном

 

коротком

 

за

-

мыкании

 

повреждённого

 

элемента

что

 

исключает

 

развитие

 

повреждения

В

 

сетях

 

с

 

двухлучевой

 

схемой

 

электроснабжения

 

и

 

наличием

 

АВР

 

актуально

.

При

 

наиболее

 

полной

 

компенсации

 

сети

 (

через

 

ДГР

), I

озз

<10 

А

 

снижение

 

тока

 

однофазного

 

замыкания

 

на

 

землю

 

улучшает

 

условия

 

электробезо

-

пасности

 

в

 

месте

 

замыкания

хотя

 

полностью

 

не

 

устраняет

 

возможность

 

электропоражения

 

в

 

сетях

 

с

 

воздушными

 

линиями

.

Электробезопасность

 

обеспечивается

 

за

 

счёт

 

быстрого

 

отключения

 

повреждённой

 

линии

 (

менее

 

с

), 

что

 

позволяет

 

в

 

соответствии

 

с

 

ГОСТ

 12.1.038 

принимать

 

для

 

человека

 

повышенные

 

значения

 

напряжения

 

прикосновения

 

по

 

сравнению

 

с

 

дли

-

тельным

 

его

 

воздействием

.

НЕДОСТАТКИ

Феррорезонансные

 

явления

вызываемые

 

кратковременными

 

ОЗЗ

из

-

за

 

широкой

 

диапазонной

 

настройки

 

ДГР

необходимых

 

для

 

разветвлён

-

ных

 

городских

 

сетей

 

с

 

часто

 

изменяемой

 

конфигурацией

 

по

 

отношению

 

к

 

питающему

 

центру

Отрицательное

 

влияние

 

переходных

 

процессов

 

при

 

перемежающейся

 

дуге

 

на

 

близко

 

расположенные

 

коммуникацион

-

ные

 

сети

Быстрое

 

отключение

 

при

 

однофазном

 

коротком

 

замыкании

 

повреждённого

 

элемента

Актуально

 

в

 

сетях

:

• 

с

 

однолучевой

 

схемой

;

• 

без

 

АВР

;

• 

на

 

ВЛ

где

 

потребитель

 

будет

 

отключён

 (

хотя

 

замыкание

 

может

 

быстро

 

самоликвидировать

-

ся

и

 

обнаружить

 

место

 

короткого

 

замыкания

 

будет

 

невозможно

.

Опыт

 

показывает

что

 

в

 

большинстве

 

случаев

 

однофазные

 

замыка

-

ния

 

из

-

за

 

присущих

 

сети

 

недостатков

 

переходят

 

в

 

двух

трёхфазные

 

и

 

повреждённая

 

линия

 

отключается

т

.

е

в

 

наличии

 

расширение

 

зоны

 

повреждения

.

Длительный

 

процесс

 

выделения

 

элемента

 

сети

 

с

 

однофазным

 

замыка

-

нием

 

на

 

землю

.

При

 

сохранении

 

замыкания

 

на

 

землю

 

у

 

опор

 

воздушных

 

линий

 

или

 

у

 

места

 

падения

 

провода

 

возникают

 

опасные

 

напряжения

 

прикоснове

-

ния

Известно

что

 

около

 

половины

 

тяжёлых

 

и

 

смертельных

 

электропо

-

ражений

 

приходится

 

на

 

случаи

связанные

 

с

 

замыканиями

 

на

 

землю

а

 

среди

 

общего

 

электротравматизма

 

на

 

первое

 

место

 

давно

 

вышел

 

электротравматизм

 

в

 

сетях

 

среднего

 

напряжения

.

При

 

длительном

 

не

 

отключении

 

однофазного

 

замыкания

 

на

 

землю

 (

по

 

нормативным

 

документам

 

до

 2-

х

 

часов

в

 

сетях

 

выполненных

 

однофаз

-

ным

 

кабелем

 

возникает

 

повышенная

 

опасность

 

поражения

 

электриче

-

ским

 

током

 

при

 

механических

 

повреждениях

.


Page 4
background image

78

СЕТИ РОССИИ

РЕШЕНИЕ

 

ВОПРОСОВ

 

РЕЛЕЙНОЙ

 

ЗАЩИТЫ

 

И

 

АВТОМАТИКИ

ДОСТОИНСТВА

   

Ввиду

 

того

что

 

сопротивления

 

резистора

 

вы

-

бираются

 

таким

 

образом

что

 

ток

 

однофазного

 

короткого

 

замыкания

 

в

 

самой

 

удалённой

 

точке

 

сети

 

должен

 

составлять

 

не

 

менее

 800 

А

имеется

 

возможность

 

простого

 

выполнения

 

чувствительной

 

и

 

селективной

 

релейной

 

защиты

основанной

 

на

 

токовом

 

принципе

.

Это

 

иллюстрируют

 

фото

 1 

и

 2.

НЕДОСТАТКИ

Сложность

 

обеспечения

 

правильной

 

работы

 

релейных

 

защит

 

от

 

одно

-

фазных

 

замыканий

 (

не

 

существует

 

достоверных

однозначных

 

и

 

простых

 

алгоритмов

 

расчёта

 

уставок

 

релейной

 

защиты

 

при

 

ОЗЗ

), 

так

 

как

:

ток

 

повреждённого

 

присоединения

 

очень

 

незначителен

;

перемежающийся

прерывистый

 

характер

 

замыкания

Это

 

иллюстрируют

 

фото

 3 

и

 4.

УРОВЕНЬ

 

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

 

И

 

ТРЕБОВАНИЯ

 

К

 

ИЗОЛЯЦИИ

 

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

ДОСТОИНСТВА

Перенапряжения

возникающие

 

при

 

дуговых

 

замыканиях

 

на

 

землю

могут

 

достигать

 

всего

 

1,9—2,2 U

ф

При

 

этом

длительность

 

их

 

также

 

огра

-

ничена

 (

менее

 1 

с

временем

 

работы

 

защиты

.

НЕДОСТАТКИ

Перенапряжения

возникающие

 

при

 

дуговых

 

замыканиях

 

на

 

землю

могут

 

достигать

 3,2 U

ф

:

• 

возможно

 

возникновение

 

дуговых

 

перенапряжений

 

при

 

перемежа

-

ющемся

 

характере

 

дуги

 

с

 

малым

 

током

 (

единицы

десятки

 

ампер

в

 

месте

 

однофазного

 

замыкания

 

на

 

землю

• 

возможно

 

возникновение

 

многоместных

 

повреждений

 (

выход

 

из

 

строя

 

нескольких

 

электродвигателей

кабелей

из

-

за

 

пробоев

 

изоляции

 

на

 

других

 

присоединениях

связанных

 

с

 

дуговыми

 

перенапряжениями

• 

возможно

 

длительное

 

воздействие

 

на

 

изоляцию

 

дуговых

 

перенапря

-

жений

что

 

приводит

 

к

 

накоплению

 

в

 

ней

 

дефектов

 

и

 

снижению

 

срока

 

службы

;

• 

необходимость

 

выполнения

 

изоляции

 

электрооборудования

 

относи

-

тельно

 

земли

 

на

 

линейное

 

напряжение

.

СТОИМОСТЬ

 

СТРОИТЕЛЬСТВА

ДОСТОИНСТВА

Применение

 

кабеля

 

среднего

 

напряжения

 

со

 

стандартным

 

сечением

 

экрана

 

кабеля

.

Отсутствует

 

требование

 

к

 

усиленной

 

изоляции

 

электрооборудования

.

НЕДОСТАТКИ

Применение

 

кабелей

 

с

 

увеличенным

по

 

сравнению

 

со

 

стандартным

сечением

 

экрана

 

кабеля

Сложность

 

и

 

высокая

 

стоимость

 

систем

 

автоматической

 

подстройки

 

ДГР

 (

реакторы

 

с

 

механической

 

подстройкой

 

практически

 

не

 

эксплуати

-

руются

).

Повышенные

 

требования

 

к

 

изоляции

 

электрооборудования

.


Page 5
background image

79

 4 (25), 

июль

август

, 2014

ВЫВОД

Опыт

 

эксплуатации

 

сетей

 6—35 

кВ

 

в

 

России

 

как

 

с

 

изолированной

 

ней

-

тралью

так

 

и

 

с

 

ДГР

 

показывает

что

 

отсутствие

 

тщательного

 

контроля

 

за

 

величиной

 

результирующего

 

тока

 

за

-

мыкания

 «

на

 

землю

» (

желательно

 

до

 

величины

 

не

 

большей

 5—10 

А

 

с

 

учё

-

том

 

раскомпенсации

 

ДГР

 

и

 

активных

 

потерь

 

в

 

сети

а

 

также

 

высших

 

гармо

-

ник

 

тока

), 

отсутствие

 

каких

-

либо

 

мер

 

по

 

ограничению

 

перенапряжений

отсутствие

 

селективных

 

защит

 

от

 

за

-

мыканий

 

на

 

землю

 

приводит

 

к

 

высо

-

кой

 

аварийности

 

работы

 

сети

повы

-

шенной

 

опасности

 

работы

 

в

 

сети

 

при

 

длительном

 

однофазном

 

замыкании

 

на

 

землю

 

и

 

часто

 

делает

 

бессмыс

-

ленной

 

длительную

 

работу

 

с

 

одно

-

фазным

 

замыканием

не

 

только

 

не

 

позволяющим

 

повысить

 

надёжность

 

работы

 

сети

но

 

наоборот

увеличи

-

вающим

 

её

 

аварийность

Необходи

-

мо

 

отметить

что

 

данные

 

недостатки

 

в

 

первую

 

очередь

 

относятся

 

к

 

сетям

 

выполненными

 

кабельными

 

линия

-

ми

 

электропередачи

Предлагаемый

 

режим

 

заземления

 

нейтрали

 

через

 

низкоомный

 

резистор

 

лишён

 

выше

-

изложенных

 

недостатков

.

Фото

 1

Фото

 1

Фото

 3

Фото

 3

Фото

 4

Фото

 4

Фото

 2

Фото

 2


Читать онлайн

Энергетики Московских кабельных сетей — филиала ОАО «Московская объединённая электросетевая компания» проводят в рамках программы НИОКР в управлении кабельными сетями г. Зеленограда научно-исследовательские работы, в ходе которых исследуются перспективы изменения режима работы заземлённой нейтрали в сетях мегаполиса напряжением 6–20 кВ.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»