СЕТИ РОССИИ
122
р
е
л
е
й
н
а
я
з
а
щ
и
т
а
релейная защит
а
Требования к автоматическим
регуляторам дугогасящих
реакторов в европейских
странах и в России
Игорь МИРОНОВ, технический директор ООО «МИКРО-Инжиниринг»
С
овременные
требования
к
автома
-
тическим
регуляторам
для
дугога
-
сящих
реакторов
(
ДГР
)
и
агрегатов
(
ДГА
)
для
России
были
предложены
в
свое
время
в
статье
о
тенденциях
развития
c
овременного
оборудования
для
компенсации
емкостного
тока
O
ЗЗ
[1].
В
то
же
самое
время
,
в
разрабатываемых
и
уже
внедренных
нормативных
документах
в
ПАО
«
Россети
»
и
дочерних
организациях
со
-
держатся
,
например
,
требования
к
тому
,
чтобы
автоматические
регуляторы
ДГР
не
содержали
никаких
устройств
,
создающих
постоянное
сме
-
щение
нейтрали
,
что
может
трактоваться
как
за
-
прет
для
всех
без
исключения
устройств
,
созда
-
ющих
смещение
нейтрали
на
частоте
50
Гц
.
В
п
. 5.11.11
ПТЭ
однозначно
указано
: «
В
се
-
тях
,
работающих
с
компенсацией
емкостного
тока
,
напряжение
несимметрии
должно
быть
не
выше
0,75%
фазного
напряжения
.
При
отсутствии
в
сети
замыкания
на
землю
напряжение
смещения
нейтрали
допускается
не
выше
15%
фазного
напряжения
длительно
и
не
выше
30%
в
течение
1
ч
.
Снижение
напряжения
несимметрии
и
сме
-
щения
нейтрали
до
указанных
значений
должно
быть
осуществлено
выравниванием
емкостей
фаз
сети
относительно
земли
(
изменением
вза
-
имного
положения
фазных
проводов
,
а
также
распределением
конденсаторов
высокочастот
-
ной
связи
между
фазами
линий
)».
То
есть
под
запрет
должны
попадать
только
те
устройства
,
которые
создают
недопустимые
по
времени
и
амплитуде
по
п
. 5.11.11
ПТЭ
воз
-
действия
на
сеть
.
Например
,
несимметричный
трансформатор
типа
ТМПС
с
уменьшенным
чис
-
лом
витков
на
одной
из
фаз
[2]
и
в
/
в
конденса
-
торы
(
как
отражено
в
стандарте
МРСК
Центра
).
Однако
,
в
данном
стандарте
нет
никакого
упоми
-
нания
о
том
,
что
делать
с
естественной
несим
-
метрией
емкостей
фаз
сети
относительно
зем
-
ли
и
конденсаторами
связи
,
которые
приводят
к
недопустимым
смещениям
нейтрали
при
резо
-
нансной
настройке
ДГР
(
особенно
в
сетях
35
кВ
).
И
можно
предположить
,
что
не
только
в
боль
-
шинстве
сетей
МРСК
Центра
,
но
и
других
МРСК
в
последние
50
лет
не
производится
транспози
-
ция
в
соответствии
с
рекомендациями
действу
-
ющего
стандарта
[3]
и
никогда
не
перераспре
-
делялись
равномерно
по
фазам
конденсаторы
связи
.
Обобщение
зарубежного
и
отечественно
-
го
опыта
эксплуатации
автоматических
регу
-
ляторов
ДГР
показывает
,
что
около
95%
всех
внедренных
за
последние
50
лет
регуляторов
можно
отнести
к
регуляторам
,
использующим
фазовые
и
амплитудные
характеристики
конту
-
ра
нулевой
последовательности
сети
с
примене
-
нием
различных
модификаций
устройств
,
созда
-
ющих
смещение
нейтрали
на
основной
частоте
сети
50
Гц
(
таблица
1).
Также
к
регуляторам
,
использующим
фа
-
зовые
и
амплитудные
характеристики
контура
нулевой
последовательности
сети
,
можно
отне
-
сти
разработанные
в
60–80-
е
годы
регуляторы
РАНК
-2,
УАРК
-1
А
,
АРК
-2,
АРНК
,
ЭРНК
и
т
.
п
. [4].
Регуляторы
,
работающие
с
частотами
,
от
-
личными
от
50
Гц
,
с
ШИМ
-
модуляцией
и
т
.
п
.
составляют
порядка
5%
от
всех
регуляторов
.
Основным
недостатком
всех
вышеуказанных
регуляторов
является
отсутствие
обратной
свя
-
зи
,
то
е
c
ть
отсутствие
возможности
проверить
правильность
настройки
регулятора
в
текущем
времени
,
что
отразилось
на
их
нераспростра
-
ненности
[4].
Рекомендации
по
ручной
настройке
ДГР
,
на
-
пример
,
с
регуляторами
«
Бреслер
-0107.060»
или
ШЭА
1002
по
вольтметру
смещения
нейтрали
только
подчеркивают
этот
недостаток
.
А
в
меню
управления
устройствами
есть
режимы
,
в
кото
-
рых
происходят
как
«
снятие
амплитудно
-
фазо
-
вых
характеристик
контура
»,
так
и
«
всего
лишь
косвенное
слежение
за
амплитудной
и
фазовой
характеристиками
контура
».
То
,
что
для
других
регуляторов
считается
недостатком
,
в
регулято
-
рах
«
Бреслер
-0107.060»
и
ШЭА
1002
почему
-
то
разрешается
применять
.
Поэтому
,
если
регуляторы
«
Бреслер
-0107.
060»
и
ШЭА
1002
позиционируется
как
устрой
-
ства
,
работающие
в
сетях
с
отсутствием
не
-
симметрии
на
принципах
измерения
частоты
свободных
колебаний
,
то
использование
ампли
-
тудно
-
фазовых
характеристик
контура
нулевой
последовательности
выглядит
как
подстраховка
не
совсем
точному
основному
принципу
измере
-
ний
степени
расстройки
компенсации
.
123
Табл
. 1.
Современные
регуляторы
,
использующие
различные
модификации
устройств
смещения
нейтрали
на
основной
частоте
сети
50
Гц
Наименование
Завод
-
изготовитель
Страна
Название
устройства
ввода
сигнала
50
Гц
Тип
нагрузки
МИРК
-5 (4.2 4.1)
МИКРО
-
Инжиниринг
Россия
Блок
смещения
нейтрали
(
БСН
)
Емкостная
УАРК
-105
НТБЭ
Россия
Блок
кратковременного
возбуждения
нейтрали
(
БКВН
)
Емкостная
ПАРК
.02
Мирономика
Россия
ИВН
—
источник
возбуждения
нейтрали
Емкостная
РНДК
-1
ОЗАП
Россия
ДРНДК
—
дроссель
Индуктивная
БАНК
-10 (9, 8)
Белэнергорем
-
наладка
(
БЭРН
)
Белоруссия Блок
смещения
нейтрали
(
БСН
)
Индуктивная
EFC-20 (30, 40, 50) TRENCH
Австрия
ECI —
устройство
ввода
тока
(Current Injection Device)
Емкостная
REG-DP(A)
A-Eberle
Германия
CCI (Control Current Injection) —
устройство
ввода
тока
Емкостная
DRL-EP
Protecta
Венгрия
DRLi-EP —
блок
инжекции
Резистивная
ARL 4V
EGU
Чехия
AR 04 —
автоматика
включения
резистора
Резистивная
ATD
Swedish Neutral
Швеция
U
0
-
инжектор
Емкостная
Бреслер
-0107.060
Бреслер
Россия
Резистор
Резистивная
Согласно
исследованиям
Ф
.
А
.
Лихачева
[5]
с
мо
-
мента
отключения
металлического
замыкания
на
зем
-
лю
свободные
колебания
напряжения
на
нейтрали
сети
происходят
с
частотой
СВ
:
СВ
= (1/
LC
– 1/(4
R
2
C
2
))
1/2
= (
2
K –
2
d
2
/4)
1/2
, (1)
где
1/(2
RC
) =
d
/2,
K
=
I
k
/
I
C
= 1/(
2
LC
) —
степень
на
-
стройки
компенсации
.
Или
:
K
=
2
СВ
/
2
–
2
d
2
/4 (2)
Если
активное
сопротивления
сети
и
дугогасяще
-
го
реактора
мало
(
d
= 0,05),
то
тогда
вторым
членом
выражения
можно
пренебречь
,
и
степень
расстройки
компенсации
можно
приближенно
вычислить
:
= 1 –
K
= 1 –
2
СВ
/
2
(3)
Однако
в
сети
с
комбинированной
нейтралью
R
≈
X
C
и
d
≈
1.
Следовательно
,
вторым
членом
в
формуле
(2)
пренебрегать
уже
нельзя
.
Однако
во
всех
публикаци
-
ях
,
посвященных
регуляторам
«
Бреслер
-0107.060»
и
ШЭА
1002
рассматривается
только
упрощенная
формула
(3),
и
это
как
раз
подчеркивает
их
недостаток
и
ошибку
в
определении
резонанса
.
Анализ
проектно
-
конкурсной
документации
по
-
казывает
,
что
зачастую
в
качестве
дополнительного
условия
к
поставке
регуляторов
ДГР
включается
тре
-
бование
поставки
устройства
«
Бреслер
-0107.065»,
в
котором
объединены
функции
регулятора
и
устрой
-
ства
для
измерений
характеристик
изоляции
сети
с
изолированной
нейтралью
.
Методика
измерений
параметров
изоляции
устрой
-
ством
«
Бреслер
-0107.065»
предусматривает
работу
на
полностью
отключенном
оборудовании
.
В
то
же
са
-
мое
время
все
существующие
сегодня
методики
пред
-
усматривают
измерения
емкостных
токов
только
под
напряжением
.
Вызывает
сомнение
,
что
кто
-
то
из
экс
-
плуатирующих
организаций
пойдет
на
обесточение
всех
потребителей
только
для
организации
измере
-
ний
емкостного
тока
данным
«
устройством
».
Получа
-
ется
,
что
данное
устройство
«
Бреслер
-0107.065»
ни
-
когда
не
будет
использовано
в
сети
с
изолированной
нейтралью
за
время
своей
эксплуатации
.
Если
говорить
о
частоте
свободных
колебаний
на
нейтрали
в
сети
с
изолированной
нейтралью
,
то
данный
вопрос
был
глубоко
изучен
специалистами
ОРГРЭС
в
ходе
многочисленных
экспериментальных
работ
.
На
рисунке
1
приведена
осциллограмма
от
-
ключения
металлического
ОЗЗ
в
сети
10
кВ
с
изоли
-
рованной
нейтралью
.
В
соответствии
с
исследовани
-
ями
Лихачева
Ф
.
А
. [5], «
уменьшение
амплитуды
U
0
со
временем
приводит
к
постепенному
переходу
пара
-
метров
обмоток
трансформаторов
напряжения
от
ак
-
тивных
сопротивлений
и
индуктивностей
рассеяния
к
индуктивностям
намагничивания
.
Увеличение
ин
-
дуктивности
при
неизменной
емкости
сети
приводит
к
увеличению
полупериодов
свободных
колебаний
».
Поэтому
совершенно
непонятно
—
с
учетом
совер
-
шенно
разных
трансформаторов
напряжений
с
раз
-
личными
характеристиками
намагничивания
,
по
какой
частоте
свободных
колебаний
и
какие
параметры
сети
с
изолированной
нейтралью
может
измерять
устрой
-
ство
«
Бреслер
-0107.065».
ТРЕБОВАНИЯ
К
АВТОМАТИЧЕСКИМ
РЕГУЛЯТОРАМ
В
ЕВРОПЕЙСКИХ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
КОМПАНИЯХ
Новый
стандарт
,
который
ПАО
«
Россети
»
решили
выпустить
взамен
старого
СО
«
Типовая
инструкция
по
компенсации
емкостного
тока
замыкания
на
землю
в
сетях
6–35
кВ
» (1987
г
.),
необходимо
максимально
Рис
.1.
Изменение
частоты
свободных
колебаний
на
нейтрали
сети
после
отключения
ОЗЗ
в
сети
с
изоли
-
рованной
нейтралью
10
кВ
ОЭМК
(2001
г
.)
№
6 (39) 2016
124
СЕТИ РОССИИ
приблизить
к
общеевропейской
практике
автоматиче
-
ской
настройки
ДГР
.
В
немецкой
энергетической
компании
EON
в
свое
время
были
разработаны
требования
к
автомати
-
ческим
регуляторам
для
дугогасящих
реакторов
(«Speci
fi
cation for Petersen-coil equipment»),
которые
затем
практически
без
изменений
были
приняты
в
итальянской
энергетической
компании
ENEL.
К
основным
требованиям
для
автоматических
ре
-
гуляторов
можно
отнести
:
1. «
На
дисплее
должны
отражаться
,
как
минимум
,
следующие
параметры
:
–
резонансная
кривая
и
соответствующие
пара
-
метры
;
–
напряжение
нулевой
последовательности
;
–
ток
компенсации
;
–
позиция
катушки
;
–
значение
расстройки
;
–
активный
ток
замыкания
на
землю
.
2.
Порт
СОМ
1 (RS-232)
для
локального
подсоедине
-
ния
к
ПК
(
для
программирования
,
настройки
кон
-
фигурации
,
обновления
встроенного
программно
-
го
обеспечения
,
считывания
файлов
журнала
).
3.
Порт
СОМ
2 (RS-232)
для
подсоединения
к
SCADA.
4.
Порт
СОМ
3 (RS-485)
для
подсоединения
к
друго
-
му
устройству
.
5.
Программа
для
второй
катушки
Петерсена
,
рабо
-
тающей
параллельно
как
фиксированная
катушка
(
структура
«master-slave»
или
«
главный
-
подчи
-
ненный
»).
6.
Регистратор
,
заносящий
в
журнал
событий
:
–
количество
процессов
настройки
в
предвари
-
тельно
выбранном
периоде
(
успешных
или
неудачных
);
–
количество
замыканий
на
землю
;
–
увеличение
по
мощности
дифференциального
тока
.
7.
Готовность
к
работе
с
устройством
инжекции
тока
.
Примечание
:
c
пециальное
устройство
упрощает
настройку
катушек
Петерсена
с
чрезвычайно
низким
значением
«
естественного
»
напряжения
нулевой
по
-
следовательности
(
кабельные
сети
).
Устройство
осуществляет
инжекцию
тока
в
ней
-
тральной
точке
,
увеличивая
(
в
установленных
преде
-
лах
)
напряжение
нулевой
последовательности
.
Таким
образом
,
процесс
поиска
резонансной
точки
стано
-
вится
более
быстрым
и
точным
,
в
том
числе
и
в
не
-
благоприятных
условиях
(
U
0
<<).
К
другим
преимуществам
относится
определение
питающего
провода
с
высоким
сопротивлением
замы
-
кания
на
землю
.
8.
Работа
с
блоком
определения
однофазного
замы
-
кания
на
землю
:
–
минимальная
конфигурация
— 4
фидера
;
–
должны
быть
указаны
алгоритмы
(
гармоники
,
ваттметрический
и
т
.
д
.).
9.
Протоколы
(
на
выбор
): IEC 60870-5-101, IEC
60870-5-103, SPABUS, MODBUS RTU.»
По
соответствующему
техническому
заданию
фир
-
мы
SEA SpA
для
применения
в
немецких
и
итальян
-
ских
сетях
20
кВ
было
изготовлено
два
19-
дюймовых
блока
с
микроконтроллерными
регуляторами
МИРК
-5
и
блоками
инжекции
(
смещения
нейтрали
).
Исходя
из
характеристик
МИРК
-5,
соответствую
-
щих
европейским
требованиям
,
довольно
странно
было
увидеть
характеристики
МИРК
-5 [4],
как
уже
было
отмечено
в
[6],
совершенно
не
соответствую
-
щие
реальным
.
Также
очень
странно
сегодня
наблю
-
дать
конкурсную
документацию
,
в
которой
подчерки
-
вается
требование
,
что
автоматические
регуляторы
дугогасящих
реакторов
(
ДГР
)
не
должны
содержать
никаких
устройств
,
создающих
смещение
нейтрали
на
частоте
50
Гц
[2].
Ведь
совершенно
очевидно
,
что
без
контроля
реальной
(
а
не
«
обещанной
»)
ре
-
зонансной
настройки
в
компенсации
емкостного
тока
нет
никакого
смысла
.
В
своем
классе
автоматических
регуляторов
(REG-DPA(A-Eberle), EFC-50(Trench))
регулятор
МИРК
-5
обладает
самым
большим
графическим
индикатором
(320×240
пикселей
),
позволяющим
вы
-
водить
резонансную
кривую
,
осциллограммы
тока
I
k
и
напряжения
на
нейтрали
U
0
при
ОЗЗ
,
суточные
и
недельные
графики
изменения
U
0
,
гистограммы
гармонического
состава
тока
ОЗЗ
,
положение
векто
-
ра
U
0
в
координатной
плоскости
,
файл
журнала
со
-
бытий
в
формате
Excel.
В
последней
модификации
МИРК
-5
предусмотре
-
на
возможность
одновременной
работы
4
регулято
-
ров
по
CAN-
интерфейсу
при
объединении
4
секций
шин
.
В
настоящее
время
уже
внедрено
10
шкафов
управления
(
с
4-
мя
регуляторами
)
с
данной
функцией
.
Первые
испытания
в
Италии
и
Германии
планиро
-
вались
на
май
2014
года
,
но
пока
по
известным
при
-
чинам
периодически
переносились
,
и
мы
надеемся
на
успешное
завершение
испытаний
в
2017
году
.
ВЫВОДЫ
И
РЕКОМЕНДАЦИИ
1
Российские
требования
к
автоматическим
регу
-
ляторам
для
ДГР
необходимо
гармонизировать
с
международными
требованиями
и
нормами
.
2.
Устройство
«
Бреслер
-0107.065»
для
измерения
параметров
целесообразно
применять
только
в
сетях
,
содержащих
дугогасящие
реакторы
.
Р
ЛИТЕРАТУРА
1.
Миронов
И
.
А
.
Современное
оборудование
для
компенсации
емкостного
тока
замыкания
на
зем
-
лю
в
сетях
6–35
кВ
.
Тенденции
развития
//
Энер
-
гоэксперт
, 2013,
№
4.
2.
Миронов
И
.
А
.
Типовая
инструкция
по
компенса
-
ции
емкостного
тока
или
стандарт
по
режимам
за
-
земления
нейтрали
? //
Энергоэксперт
, 2016,
№
1.
3.
Типовая
инструкция
по
компенсации
емкостного
тока
замыкания
на
землю
в
электрических
сетях
6–35
кВ
,
РД
34.20.179 (
ТИ
34-70-070-87),
СПО
ОРГРЭС
, 1987.
4.
Миронов
И
.
А
.
Автоматическая
компенсация
ем
-
костного
тока
//
Новости
ЭлектроТехники
, 2007,
№
3, 5.
5.
Лихачев
Ф
.
А
.
Замыкания
на
землю
в
сетях
с
изо
-
лированной
нейтралью
и
компенсацией
емкост
-
ных
токов
.
М
.:
Энергия
, 1971.
6.
Ширковец
А
.
И
.,
Валов
В
.
Н
.,
Петров
М
.
И
.
Задачи
автоматического
управления
режимом
компенса
-
ции
тока
замыкания
на
землю
//
Релейная
защита
и
автоматизация
, 2015,
№
1.
Оригинал статьи: Требования к автоматическим регуляторам дугогасящих реакторов в европейских странах и в России
Современные требования к автоматическим регуляторам для дугогасящих реакторов (ДГР) и агрегатов (ДГА) для России были предложены в свое время в статье о тенденциях развития cовременного оборудования для компенсации емкостного тока OЗЗ. В то же самое время, в разрабатываемых и уже внедренных нормативных документах в ПАО «Россети» и дочерних организациях содержатся, например, требования к тому, чтобы автоматические регуляторы ДГР не содержали никаких устройств, создающих постоянное смещение нейтрали, что может трактоваться как запрет для всех без исключения устройств, создающих смещение нейтрали на частоте 50 Гц.
