МИРОВОЙ
ОПЫТ
130
Внедрение режимов
заземления нейтрали в сетях
среднего напряжения
На тему режимов заземления нейтрали в сетях среднего напряжения в отече-
ственной периодике написано немало статей, но практически нигде не освеща-
ется вопрос перехода с одного вида заземления нейтрали на другой и какими
критериями при этом руководствуются энергетические компании. Здесь пред-
ставлен обзор зарубежной практики в этом направлении.
Игорь МИРОНОВ, технический директор ООО «МИКРО-Инжиниринг»
А
нализ
публикаций
опыта
европейских
энергетических
компаний
позволяет
сделать
вывод
,
что
в
сетях
,
где
прива
-
тизация
прошла
недавно
,
при
выборе
режимов
заземления
нейтрали
больше
внима
-
ния
уделяется
экономической
стороне
вопроса
(
премиям
за
бесперебойное
питание
потреби
-
телей
и
т
.
п
.),
а
в
более
старых
сетях
больше
внимания
уделяется
улучшению
сервиса
(
бо
-
лее
точной
настройке
дугогасящих
реакторов
,
поиску
поврежденного
фидера
и
т
.
п
.)
и
более
точным
исследованиям
перенапряжений
(
опы
-
ты
дуговых
ОЗЗ
на
конце
линий
).
В
Европе
в
ходе
развития
сетей
можно
чаще
наблюдать
переход
от
изолированной
нейтрали
и
зазем
-
ленной
через
резистор
к
резонансному
режиму
заземления
нейтрали
(
через
дугогасящий
реак
-
тор
—
ДГР
).
При
этом
в
своем
большинстве
это
сети
20
кВ
,
которые
в
Европе
являются
основ
-
ными
распределительными
сетями
среднего
напряжения
.
В
России
же
сегодня
сети
20
кВ
внедряются
,
как
говорится
«
с
нуля
»,
исключительно
с
рези
-
стивным
заземлением
нейтрали
.
Путь
от
изоли
-
рованной
нейтрали
или
от
резонансного
зазем
-
ления
нейтрали
,
по
которому
можно
проследить
логику
развития
,
полностью
отсутствует
.
Поэтому
вначале
было
бы
интересно
сде
-
лать
экскурс
в
историю
и
рассмотреть
,
как
про
-
исходил
выбор
режимов
заземления
нейтрали
в
разных
странах
.
Сети
среднего
напряжения
(MV) 20
кВ
экс
-
плуатируются
в
ряде
таких
европейских
стран
как
Германия
,
Италия
,
Франция
,
Австрия
,
Чехия
,
Словакия
,
Испания
,
Португалия
,
Хорватия
,
Великобритания
(22
кВ
),
Польша
и
др
.
Историческому
переходу
от
режима
изоли
-
рованной
нейтрали
к
резонансному
заземле
-
нию
нейтрали
в
Германии
скоро
исполняется
100
лет
,
если
отсчитывать
от
публикаций
В
.
Пе
-
терсена
[1].
Чуть
позже
резонансное
заземле
-
ние
нейтрали
начали
внедрять
как
в
России
,
так
и
во
многих
европейских
странах
(
Италии
,
Австрии
,
Великобритании
,
Чехии
,
Словакии
,
Испании
,
Португалии
,
Франции
и
др
.).
ГЕРМАНИЯ
[2, 3]
Вначале
рассмотрим
сети
20
кВ
на
при
-
мере
самых
больших
региональных
распре
-
делительных
компаний
в
Германии
компании
Avacon AG [2]
и
E.ON Bayern AG [3].
Кабель
-
ные
сети
20
кВ
компании
Avacon AG
составля
-
ют
12 431
км
,
а
воздушные
сети
— 6603
км
.
В
связи
с
постепенной
заменой
ВЛ
на
кабель
-
ные
линии
емкостные
токи
сети
20
кВ
посто
-
янно
растут
,
и
примерно
30%
сетей
20
кВ
ем
-
костные
токи
превышают
500
А
,
а
в
некоторых
сетях
—
более
1000
А
.
Для
компенсации
ем
-
костного
тока
в
сетях
20
кВ
компании
Avacon
AG
применяются
дугогасящие
реакторы
(
ка
-
тушки
Петерсена
).
По
материалам
II
Всероссийской
конференции
«
ТЕХНИКО
-
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
АСПЕКТЫ
РАЗВИТИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СЕТЕЙ
20
кВ
»
э
л
е
к
т
р
и
ч
е
с
к
и
е
с
е
т
и
2
0
к
В
электрические сети 20 кВ
131
Естественно
,
при
резонансной
настройке
ком
-
пенсации
проблемы
с
определением
поврежден
-
ного
фидера
при
ОЗЗ
сетях
20
кВ
компании
Avacon
AG
ничем
не
отличаются
от
аналогичных
проблем
в
российских
сетях
6–35
кВ
.
Поэтому
для
разработ
-
ки
дальнейшей
стратегии
развития
режимов
зазем
-
ления
нейтрали
компанией
Avacon AG
были
прове
-
дены
опыты
ОЗЗ
в
сети
20
кВ
с
замыканием
фазы
на
расстоянии
12
кВ
от
шин
ПС
.
На
основании
анализа
результатов
проведенных
опытов
и
проведенных
технико
-
экономических
рас
-
четов
компанией
Avacon AG
было
отдано
предпо
-
чтение
комбинированному
заземлению
нейтрали
,
когда
при
дуговых
замыканиях
наиболее
эффек
-
тивно
работает
катушка
Петерсена
,
а
при
металли
-
ческом
ОЗЗ
параллельно
катушке
кратковременно
подключается
резистор
на
время
,
достаточное
для
поиска
и
отключения
поврежденного
фидера
.
Сети
20
кВ
E.ON Bayern
составляют
140 000
км
(
в
основном
смешанные
кабельно
-
воздушные
сети
).
В
самом
большом
регионе
Восточная
Бавария
рабо
-
тают
сто
тридцать
четыре
электрических
ПС
20
кВ
с
катушками
Петерсена
.
В
сетях
20
кВ
E.ON Bayern
совместно
с
Siemens AG
были
проведены
исследо
-
вания
остаточных
токов
на
восьми
ПС
и
были
даны
рекомендации
по
увеличению
остаточного
тока
с
разрешенных
32
А
до
60
А
.
Однако
в
соответствии
с
европейским
стандартом
HD637
напряжение
при
-
косновения
на
ПС
должно
быть
75
В
и
требуемое
значение
сопротивления
заземляющего
устройства
должно
быть
2,5
Ом
.
К
сожалению
,
в
России
проводиться
очень
мало
таких
полномасштабных
исследований
.
И
на
мно
-
гих
ПС
с
компенсацией
емкостного
тока
было
уста
-
новлено
очень
много
резисторов
параллельно
ДГР
без
какой
-
либо
проработки
вопросов
по
напряже
-
нию
прикосновения
и
сопротивления
заземляющих
устройств
.
ИТАЛИЯ
[4, 5, 6]
В
[4]
отмечено
,
что
в
своем
большинстве
сети
MV ENEL
до
начала
90-
х
годов
работали
с
изоли
-
рованной
нейтралью
.
Первые
катушки
Петерсена
в
сети
20
кВ
района
Венето
с
емкостным
током
270
А
были
установлены
в
1995
году
.
При
этом
защиты
от
ОЗЗ
были
заменены
на
более
совре
-
менные
и
в
процессе
эксплуатации
не
было
за
-
фиксировано
ложных
срабатываний
.
За
период
до
2000
года
собранная
статистическая
информация
показала
,
что
примерно
в
95%
случаев
(
для
резо
-
нансной
настройки
)
и
60% (
для
фиксированной
ка
-
тушки
)
наблюдалось
самогашение
дуги
,
и
аварии
не
получали
развитие
.
Также
было
снижено
сред
-
нее
время
отключений
потребителей
.
Учитывая
данный
положительный
опыт
ENEL,
было
принято
решение
с
2000
года
начать
пилотную
установку
катушек
Петерсена
в
итальянских
сетях
MV
и
за
следующие
пять
лет
оснастить
системами
Петер
-
сена
приблизительно
400
ПС
.
В
[5]
анализируются
первые
результаты
внедре
-
ния
катушек
Петерсена
в
сетях
20
кВ
ENEL (
январь
-
сентябрь
2002
года
)
и
производится
сравнение
с
аналогичным
периодом
для
сетей
20
кВ
,
когда
они
работали
с
изолированной
нейтралью
(
январь
-
сентябрь
2001
года
).
Было
установлено
,
что
в
сети
с
компенсацией
кратковременные
замыкания
(<1
с
)
устраняются
почти
полностью
(–87%),
а
металличе
-
ские
также
существенно
уменьшились
(–57%).
Ко
-
личество
прерываний
питания
потребителей
в
ком
-
пенсированной
сети
было
также
снижено
(–33%).
Внутренние
технические
стандарты
ENEL
по
режимам
нейтрали
были
полностью
определены
в
конце
2002
года
.
В
результате
этого
было
решено
в
последующий
период
распространить
компенса
-
цию
емкостного
тока
на
все
сети
20
кВ
и
15
кВ
(
бо
-
лее
чем
2800
сек
.
шин
).
В
[6]
подводятся
итоги
10
лет
внедрения
ре
-
зонансного
заземления
нейтрали
в
сети
20(15)
итальянской
энергетической
компании
ENEL
DISTRIBUZIONE.
Дополнительно
были
проведены
расчеты
перенапряжений
в
сети
20
кВ
с
резистив
-
ным
и
комбинированным
заземлением
нейтрали
(
в
программе
ATP),
которые
затем
были
проверены
экспериментально
.
Замыкание
создавалось
на
ши
-
нах
ПС
и
в
конце
ВЛ
Basiliano
длиной
20,3
км
.
Краткие
выводы
из
этой
работы
заключаются
в
том
,
что
снижение
перенапряжений
до
требуемо
-
го
уровня
возможно
только
на
основании
внедрения
в
ENEL
для
заземления
нейтрали
только
катушек
Петерсена
(
и
также
при
подключении
резистора
во
вторичную
обмотку
).
ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
[7, 8]
В
[7]
рассматривается
работа
,
выполненная
в
2008 EA Technology Limited (EATL)
для
Шотланд
-
ских
и
Южных
Электрических
Распределительных
Сетей
(SSEPD).
Проект
смотрел
на
потенциальную
возможность
внедрения
дугогасящих
реакторов
(ASC)
и
системы
коррекции
остаточного
тока
(RCC),
чтобы
улучшить
производительность
сети
,
сокра
-
щая
количество
отключений
потребителя
(CI's)
и
время
отключения
потребителя
(CML's) —
кри
-
терии
,
которые
разработал
промышленный
регу
-
лятор
Ofgem.
Нормативы
по
вознаграждениям
или
штрафам
находятся
на
веб
-
сайте
Ofgem (https://
www.ofgem.gov.uk/electricity/distribution-networks/
network-price-controls/quality-service/quality-service-
incentives),
исходя
из
них
возможно
определить
среднюю
стоимость
каждого
CI
и
CML
для
каждого
DNO.
Анализ
ПС
SSEPD
с
различной
степенью
ава
-
рийности
позволил
определить
98
ПС
из
400,
на
которых
срок
окупаемости
затрат
на
установку
ДГР
в
сетях
11
и
33
кВ
на
основании
экономии
CI
и
CML
составит
5
лет
.
В
[8]
подчеркивается
,
что
сети
20
кВ
ESB
в
на
-
стоящее
время
работают
с
заземлением
нейтрали
через
резистор
20
Ω
(
низкоомное
резистивное
за
-
земление
нейтрали
).
Для
данной
сети
существует
норма
однофазного
замыкания
— 14,5
однофазных
замыканий
(
приводящий
к
отключению
электриче
-
ства
)
на
100
км
электрической
сети
в
год
.
Для
сетей
с
изолированной
нейтралью
—
аналогичная
норма
7,95.
В
результате
штрафов
за
большое
время
не
-
№
4 (37) 2016
МИРОВОЙ
ОПЫТ
132
доотпуска
электроэнергии
потребителям
было
ре
-
шено
переходить
на
альтернативный
метод
—
ком
-
пенсированную
нейтраль
.
В
2008
году
было
предложено
осуществить
схему
испытания
в
электростанции
38
кВ
/20
кВ
,
питающей
радиальную
сеть
на
20
кВ
с
приблизительно
400
км
воздушной
электрической
сети
по
схеме
,
приведен
-
ной
на
рисунке
1.
Демпфирующий
резистор
(DR),
подключаемый
во
вторичную
обмотку
,
выполняет
сразу
несколько
функций
:
для
формирования
резонансной
кривой
,
обнаружения
поврежденного
фидера
по
активной
составляющей
(
ваттметрический
способ
)
и
увели
-
чения
чувствительности
обнаружения
поврежде
-
ния
методом
пульсации
(PLC).
Для
определения
местонахождения
поврежден
-
ного
участка
электрической
сети
применялись
Ста
-
ционарные
Индикаторы
Однофазного
замыкания
(FPI)
вместе
со
встроенной
системой
связи
X-Net.
В
результате
испытаний
ДГР
с
данной
системой
было
существенно
сокращено
количество
отключе
-
ний
потребителей
в
результате
однофазных
замы
-
каний
и
снижено
время
определения
поврежденного
фидера
.
ФРАНЦИЯ
[9]
В
статье
[9]
отмечается
,
что
где
-
то
с
50-
х
годов
в
сетях
Франции
напряже
-
нием
5,5; 10; 15; 20
и
30
кВ
применяет
-
ся
резистивное
заземление
нейтрали
.
Однако
,
начиная
с
80-
х
годов
, EDF
при
-
ступила
к
разработке
политики
повы
-
шения
качества
поставки
электроэнер
-
гии
и
определила
следующие
цели
:
–
сокращение
числа
ОЗЗ
;
–
сокращение
числа
и
продолжитель
-
ности
перебоев
в
питании
потреби
-
телей
;
–
сокращение
последствий
замыка
-
ний
;
–
сокращение
провалов
напряжения
;
–
увеличение
безопасности
людей
и
оборудования
.
Было
отмечено
,
что
французские
сельские
сети
в
основном
состоят
из
ВЛ
с
длинами
,
располагающи
-
мися
между
30
и
50
км
.
Однако
впоследствии
в
этих
сетях
стали
появляться
КЛ
значительной
длины
,
что
привело
к
резкому
увеличению
емкостных
токов
за
-
мыкания
на
землю
.
Поэтому
EDF
было
принято
ре
-
шение
о
внедрении
резонансного
заземления
ней
-
трали
(
через
ДГР
).
Начиная
с
2001
года
фирма
Alstom
по
заказу
французской
энергетической
компании
EDF
разра
-
ботала
и
начала
внедрять
дугогасящие
реакторы
для
сетей
20
кВ
.
По
спецификации
HN52S25 EDF
фирмой
ALSTOM
были
разработаны
два
дугогася
-
щих
реактора
20
кВ
-100/600 A
и
20
кВ
-100/1000
А
на
основе
трехфазного
трансформатора
типа
зигзаг
и
набора
подключаемых
параллельно
индуктивно
-
стей
в
нейтрали
с
приблизительным
соотношени
-
ем
в
арифметической
прогрессии
1-2-4-8
для
типа
на
100-600
А
и
1-2-4-8-16
для
типа
на
100-1000
А
.
Таким
образом
,
для
реактора
100-600
А
имелось
15
вариантов
настройки
,
а
для
реактора
100-1000
А
имелся
31
вариант
настройки
.
Следует
отметить
,
что
данная
конструкция
ДГР
фирмы
Alstom
с
переменным
набором
индуктив
-
ностей
на
порядок
лучше
предлагаемых
сегод
-
ня
фирмой
Бреслер
ДГР
с
изменяемым
набором
конденсаторов
во
вторичной
обмотке
,
так
как
ДГР
фирмы
Alstom
к
моменту
возникновения
дугового
замыкания
на
землю
является
чистой
индуктив
-
ностью
,
а
ДГР
фирмы
Бреслер
к
моменту
возник
-
новения
дугового
замыкания
на
землю
имеет
во
вторичной
обмотке
незаряженные
конденсаторы
,
последующий
заряд
-
разряд
которых
с
постоянной
времени
,
отличающейся
от
времени
заряда
-
раз
-
ряда
емкости
сети
,
будет
существенно
ухудшать
процесс
гашения
дуги
[20].
ИСПАНИЯ
[10]
Электрической
сервисной
компанией
Iberdrola
S.A.
и
отделом
электротехники
Университета
Стра
-
ны
Басков
были
проведены
исследования
для
того
,
чтобы
изменить
заземление
ней
-
трали
в
испанской
электрической
сети
MV.
Для
этой
цели
на
ПС
Gorliz
в
сети
13,8
кВ
в
декабре
2000
года
был
установлен
дугогасящий
реак
-
тор
с
током
компенсации
6–30
А
.
Анализ
статистики
за
1998–2002
годы
показал
,
что
снижение
сред
-
него
количества
зарегистрирован
-
ных
замыканий
на
землю
на
40%,
возможно
,
было
получено
за
счет
резонансной
системы
заземления
нейтрали
.
В
течение
первого
года
эксплуатации
дугогасящей
катушки
были
в
общей
сложности
55
одно
-
фазных
замыканий
на
землю
.
Из
них
37
были
переходными
(
про
-
должительность
< 5
секунд
),
что
подразумевает
успешное
гашение
дуги
при
резонансном
заземлении
нейтрали
.
Рис
. 1.
Компоненты
проходящей
испытания
системы
ASC
Рис
. 2.
Дугогасящий
реактор
фирмы
ALSTOM
с
пятью
отпайками
133
ПОРТУГАЛИЯ
[11]
Из
-
за
исторических
причин
в
Пор
тугалии
к
началу
2008
года
было
два
основных
метода
заземле
-
ния
нейтрали
в
MV:
изолированная
нейтраль
и
заземленная
через
дуго
-
гасящий
реактор
.
Однако
,
качество
обслуживания
потребителей
для
подстанций
с
изолированной
ней
-
тралью
,
согласно
статистике
Порту
-
гальской
энергетической
компании
EDP,
было
ниже
,
чем
у
подстанций
с
реактором
в
нейтрали
. EDP
решил
установить
дугогасящие
реакторы
на
12
подстанциях
с
изолированной
нейтралью
20
кВ
,
где
были
недавно
установлены
современные
защиты
от
ОЗЗ
.
Цель
состояла
в
том
,
что
-
бы
оценить
изменение
режима
за
-
земления
нейтрали
с
точки
зрения
качества
обслуживания
.
Наблюдения
производились
около
двух
лет
и
по
большинству
ПС
(4
из
6)
было
получено
снижение
общего
числа
замыканий
в
сети
.
Самым
значимым
аспектом
изменения
нейтрального
заземления
было
уменьшение
аварий
сетевого
обо
-
рудования
(
в
среднем
до
50%
по
всем
ПС
,
а
на
одной
из
ПС
снижение
составило
85%).
АВСТРИЯ
[12, 13]
В
[12]
рассматривается
новый
способ
настройки
катушек
Петерсена
в
сетях
20
кВ
с
помощью
метода
введения
специальных
импульсов
тока
с
частотой
,
от
-
личной
от
50
Гц
,
в
дополнительную
обмотку
ДГР
(
так
называемый
двухчастотный
метод
).
Полевые
испы
-
тания
данного
устройства
проводились
в
сети
20
кВ
KELAG
с
емкостным
током
115
А
и
при
изменении
переходного
сопротивления
от
0
до
10
кОм
.
В
[13]
рассматривается
новая
комбинация
катушки
Петерсена
и
системы
Faulty-Phase-Earthing (FPE),
то
есть
заземления
дефектной
фазы
.
Следует
отметить
,
что
данное
решение
очень
на
-
поминает
хорошо
забытые
советские
разработки
50–60-
х
годов
АШФ
(
автоматическое
шунтирование
фазы
)
и
АЗФ
(
автоматическое
замыкание
фазы
),
ко
-
торые
были
в
свое
время
очень
хорошо
исследованы
Лихачевым
Ф
.
А
.
ХОРВАТИЯ
[14, 15]
В
статье
[14]
описывается
,
что
до
2000-
х
годов
боль
-
шинство
сетей
20
кВ
в
Хорватии
работало
с
изолиро
-
ванной
нейтралью
или
заземленной
через
низкоом
-
ный
резистор
с
соблюдением
условия
I
R
:
I
C
> 3(1,5) : 1
и
,
соответственно
,
для
этой
цели
применялись
рези
-
сторы
на
номинальный
ток
150
А
и
300
А
.
Со
време
-
нем
емкостной
ток
многих
сетей
20
кВ
с
низкоомным
заземлением
в
Хорватии
превысил
значение
100
А
,
и
было
предложено
техническое
решение
по
внедре
-
нию
компенсации
емкостного
тока
путем
параллель
-
ного
подключения
к
существующему
низкоомному
резистору
дугогасящих
реакторов
с
ручной
регулиров
-
кой
.
Таким
решением
достигалась
частичная
компен
-
сация
остаточного
тока
I
L
–
I
C
< 50 A
и
сохранялись
все
настройки
релейных
защит
.
Внед
-
рение
автоматической
компенса
-
ции
емкостного
тока
в
сетях
20
кВ
Хорватии
тогда
считалось
доволь
-
но
затратным
мероприятием
.
Однако
в
дальнейшем
в
нача
-
ле
2000-
х
было
принято
решение
о
постепенном
внедрении
кату
-
шек
Петерсена
в
сетях
20
кВ
«
со
-
гласно
новой
европейской
тенден
-
ции
» [15].
При
этом
,
с
учетом
того
,
что
оборудование
большинства
се
-
тей
MV
с
номинальным
напряжени
-
ем
10
кВ
,
установленное
в
течение
предыдущих
15
лет
,
имеет
уровень
изоляции
на
20
кВ
,
было
принято
решение
постепенно
перевести
все
сети
на
20
кВ
.
Для
внедрения
метода
резонанс
-
ного
заземления
были
выбраны
«
полугородские
»
сети
20
кВ
с
радиальной
структурой
и
несколькими
поперечными
связями
(8–12
кабельно
-
воздушных
линий
на
одной
системе
шины
,
с
полной
суммой
емкостного
тока
на
100–300
А
,
с
большими
ко
-
личествами
коротких
и
долгих
прерываний
поставки
и
с
большим
количеством
домашних
хозяйств
).
В
се
-
тях
с
резонансным
заземлением
временная
задержка
защит
от
ОЗЗ
установлена
10
с
.
Эту
временную
за
-
держку
в
Хорватии
принято
считать
достаточной
для
самогашения
переходных
дуговых
замыканий
.
Целью
этого
краткого
обзора
режимов
заземлени
-
ем
нейтрали
в
сетях
20
кВ
европейских
стран
(«
гало
-
пом
по
Европам
»)
было
показать
,
по
каким
критериям
выбирается
тот
или
иной
режим
и
как
решаются
теку
-
щие
технические
проблемы
.
Обобщенные
критерии
,
по
которым
выбираются
режимы
заземления
нейтра
-
ли
в
Европе
,
можно
разбить
на
три
направления
:
–
сравнение
технико
-
экономических
затрат
на
осно
-
вании
статистики
повреждаемого
оборудования
(
его
стоимости
и
ремонтов
),
штрафов
за
недоот
-
пуск
электроэнергии
и
т
.
п
.;
–
длительный
мониторинг
(
более
года
)
перенапря
-
жений
при
дуговых
и
металлических
ОЗЗ
систем
с
различным
режимом
заземления
нейтрали
и
про
-
ведение
расчетов
перенапряжений
с
параметрами
сетей
,
в
которых
происходит
мониторинг
;
–
проведение
экспериментальных
исследований
перенапряжений
при
металлических
и
дуговых
ОЗЗ
в
различных
режимах
:
на
шинах
ПС
и
на
уда
-
лении
от
ПС
,
с
моделированием
большого
пере
-
ходного
сопротивления
,
с
подключением
резисто
-
ра
в
дополнительную
обмотку
ДГР
и
т
.
п
.
Так
,
во
многих
статьях
,
посвященных
режимам
заземления
нейтрали
,
приводится
ссылка
на
амери
-
канский
стандарт
или
IEEE Std 142-2007 [21]
в
каче
-
стве
основного
аргумента
для
широкого
внедрения
резистивного
заземления
нейтрали
в
России
.
Однако
,
если
внимательно
читать
американский
стандарт
,
то
выясняется
,
что
в
данном
документе
просто
«
разре
-
шается
»
резистивное
заземление
нейтрали
,
а
в
самих
США
основным
режимом
заземления
нейтрали
в
се
-
тях
6–35
кВ
является
глухозаземленная
нейтраль
.
Рис
. 3.
Схема
комбинации
катушки
Петерсена
с
трансформатором
ZN
и
заземлителем
поврежденной
фазы
(FPE)
№
4 (37) 2016
МИРОВОЙ
ОПЫТ
134
Сегодня
мало
кто
знает
,
что
в
начале
90-
х
годов
в
«
Мосэнерго
»
рассматривался
вопрос
об
экспери
-
ментальном
внедрении
глухозаземленной
нейтрали
путем
простого
шунтирования
дугогасящих
реакто
-
ров
.
Тогдашним
«
рационализаторам
»
было
даже
не
-
вдомек
,
какие
дополнительные
затраты
пришлось
бы
понести
при
реконструкции
заземляющих
устройств
,
повторных
заземлениях
,
перестройке
защит
и
т
.
п
.
Резистивное
заземление
нейтрали
в
стандарте
IEEE 142-2007
в
американских
сетях
рекомендуется
применять
для
сетей
15
кВ
и
ниже
(
в
России
это
сети
6
и
10
кВ
с
изолированной
и
компенсированной
ней
-
тралью
),
а
в
сетях
выше
15
кВ
в
Америке
рекомен
-
дуется
применять
резонансное
заземление
нейтрали
(
в
России
это
сети
15
кВ
в
«
Янтарьэнерго
»
с
компен
-
сацией
емкостного
тока
,
сети
20
кВ
с
резистивным
заземлением
нейтрали
и
сети
35
кВ
с
изолированной
и
компенсированной
нейтралью
).
В
России
во
многих
статьях
по
резистивному
за
-
землению
нейтрали
постоянно
обходят
проблему
длительности
горения
дуги
в
данных
сетях
[16],
да
и
сами
опыты
дуговых
ОЗЗ
проводят
с
помощью
уста
-
новки
,
не
моделирующей
реальное
горение
дуги
,
что
подробно
описано
в
[20].
И
только
в
статье
[17],
наконец
-
то
,
напечатаны
реальные
осциллограммы
,
которые
подтверждают
выводы
автора
этой
статьи
о
том
,
что
чисто
рези
-
стивное
заземление
нейтрали
относительно
снижает
перенапряжения
при
дуговых
замыканиях
на
землю
(
по
сравнению
с
резонансным
заземлением
).
Одна
-
ко
в
приведенных
осциллограммах
дугового
ОЗЗ
(
ри
-
сунок
4)
мы
видим
,
что
за
период
50
Гц
происходит
3–4
повторных
замыканий
на
землю
и
нет
никаких
предпосылок
к
гашению
заземляющей
дуги
!
Если
бы
опыты
в
[17]
не
были
ограничены
временем
прове
-
дения
эксперимента
,
то
«
резистивная
»
дуга
горела
бы
сколь
угодно
долго
!
В
реальной
сети
это
,
скорее
всего
,
привело
бы
к
«
термическому
»
пробою
в
ме
-
сте
дугового
ОЗЗ
и
возникновению
КЗ
.
А
постоянные
отключения
в
реальной
сети
так
называемых
«
клев
-
ков
»
резко
бы
снизили
надежность
электроснабже
-
ния
потребителей
!
Аналогичные
выводы
,
подкрепленные
многочис
-
ленными
экспериментальными
исследованиями
ре
-
зистивной
дуги
,
были
сделаны
в
свое
время
в
иссле
-
дованиях
ОРГРЭС
[18].
Так
на
рисунке
5
показано
,
как
Рис
. 4.
Дуговое
ОЗЗ
в
сети
6
кВ
с
резистором
R = 1500
Ом
[17]
Рис
. 5.
Дуговое
ОЗЗ
в
сети
10
кВ
с
резистором
R = 285
Ом
[18]
дуговое
ОЗЗ
в
сети
с
изолированной
нейтралью
оста
-
ется
дуговым
при
подключении
резистора
(
момент
t
3
)
с
одной
лишь
разницей
,
что
«
нестабильные
» 5–6
про
-
боев
за
период
50
Гц
сменились
«
стабильными
»
дву
-
мя
пробоями
за
период
.
Во
всех
статьях
,
посвященных
внедрению
рези
-
стивного
заземления
нейтрали
в
России
,
также
со
-
вершенно
не
рассматривается
тема
возникновения
в
будущем
режима
объединения
сетей
различным
заземлением
нейтрали
(
через
резистор
и
ДГР
) [19].
Сегодня
,
в
соответствии
с
действующей
НТД
,
потре
-
бители
,
у
которых
резервное
питание
будет
от
сетей
с
различным
заземлением
нейтрали
(20
кВ
с
рези
-
стивным
и
6–35
кВ
с
компенсацией
емкостного
тока
),
ввиду
особенностей
работы
защит
от
замыканий
на
землю
имеют
различную
степень
надежности
элек
-
троснабжения
.
В
то
же
самое
время
,
не
имея
никакой
норма
-
тивной
базы
по
режимам
нейтрали
в
сетях
6–35
кВ
,
ПАО
«
Россети
»
решило
актуализировать
старый
СО
«
Типо
вая
инструкция
по
компенсации
емкостного
тока
замыкания
на
землю
в
сетях
6–35
кВ
» (1987
год
),
в
который
помимо
положений
,
касающихся
собствен
-
но
компенсации
емкостного
тока
,
будут
включены
по
-
ложения
по
использованию
резистивного
и
комбини
-
рованного
заземления
нейтрали
.
Однако
в
новом
стандарте
ввиду
его
основной
спе
-
циализации
скорее
всего
не
будут
учтены
ни
требова
-
ния
к
релейной
защите
,
ни
требования
к
контуру
за
-
земления
ПС
,
ни
требования
к
параллельной
работе
сетей
с
различными
режимами
заземления
нейтрали
(
в
основном
,
с
резистивным
и
резонансным
заземле
-
нием
нейтрали
),
ни
требования
к
надежности
электро
-
снабжения
потребителей
.
Поэтому
было
бы
логичнее
и
для
России
вначале
разработать
некий
обобщающий
документ
с
описани
-
ем
всех
возможных
режимов
заземления
нейтрали
,
а
уже
затем
,
опираясь
на
обобщение
опыта
эксплуа
-
тации
,
разрабатывать
отдельные
стандарты
[20].
Нам
же
остается
только
пофантазировать
,
что
если
бы
в
свое
время
тендер
на
поставку
оборудо
-
вания
и
электроснабжение
Москва
-
Сити
выигра
-
ла
не
французская
,
а
,
скажем
,
немецкая
фирма
,
то
сегодня
в
сетях
20
кВ
в
России
в
полном
масштабе
внедрялась
бы
компенсация
емкостного
тока
и
пере
-
вод
сетей
10
кВ
на
20
кВ
с
объединением
«
старых
»
и
«
новых
»
сетей
осуществлялся
бы
более
плавно
,
без
сегодняшних
проблем
.
135
International Conference on Electricity Distribution,
Frankfurt, 6–9 June 2011.
7. Sinclair J., Gray I. Assessing the Potential for Arc
Suppression Coil Technology to Reduce Customer
Interruptions and Customer Minutes Lost. 20th
International Conference on Electricity Distribution.
Prague, 8–11 June 2009.
8. Hand Martin, McDonagh Neil (Ireland). Esb’s Adoption
of Smart Neutral Treatments on Its 20 kV System.
CIRED Workshop, Lyon, 7–8 June 2010.
9. Folliot P., Boyer JM., Bolle S. Neutral Grounding
Reactor for Medium Voltage Networks. Alstom report.
10. Zamora I., Mazon A. J., Antepara F., Puhringer M.,
Saenz J.R. Experiences of Neutral Resonant System
Implantation in Gorliz Substation. 17th International
Conference on Electricity Distribution, Barcelona.
12–15 May 2003.
11. Louro M., Cunha Abreu J., Duarte F., Martins M.,
Fiteiro R., Vale F. Effects on the Quality of Service of
Changing the Neutral Grounding of MV Networks. 21st
International Conference on Electricity Distribution,
Frankfurt. 6–9 June 2011.
12. Druml G., Rauning C., Schenger P., Fickert L. Fast
Selective Earth Fault Localization Using the New
Fast Pulse Detection Method. 22nd International
Conference on Electricity Distribution, Stockholm.
10–13 June 2013.
13.
Druml G., Schenger P., Fickert L., Schlommer M.
Advantages of the New Combination: Petersen-
Coil and Faulty-Phase-Earthing. 23rd International
Conference on Electricity Distribution, Lyon. 15–18
June 2015.
14. Kulis I.G., Boras M., Njavro B., Sagovac G., Buric I.
The Criteria for Neutral Point Treatment Selection in
20(10) kV Radial Networks in “Elektra” Zagreb. 20th
International Conference on Electricity Distribution,
Prague. 8–11 June 2009.
15. Skarpona M.,
Ć
u
ć
i
ć
R., Kruljac D. Uzemljenja
Neutralnih To
č
ki Distributivnih Mreža Stanje u Hep-
Ods Elektra Zadar, Hrvatski Ogranak Me
đ
unarodnog
Vije
ć
a Za Velike Elektroenergetske Sustave — Cigre,
2009.
16.
Емельянов
Н
.
И
.,
Ширковец
А
.
И
.
Актуальные
во
-
просы
применения
резистивного
и
комбинирован
-
ного
заземления
нейтрали
в
электрических
сетях
6–35
кВ
//
Энергоэксперт
, 2010,
№
2.
17.
Дмитриев
С
.,
Нестеров
С
.,
Целебровский
Ю
.
Элек
-
трические
сети
малых
городов
.
Обеспечение
на
-
дежности
и
безопасности
электроснабжения
//
Но
-
вости
ЭлектроТехники
, 2010,
№
6 (66).
18.
Коновалов
Е
.
Ф
.,
Дроздов
Н
.
В
.,
Захарова
Т
.
В
.
Рабо
-
та
сетей
напряжением
6–35
кВ
с
различными
спо
-
собами
заземления
нейтрали
//
Энергетик
, 2005,
№
4.
19.
Миронов
И
.
А
.
Решения
должны
быть
экономиче
-
ски
обоснованы
//
Новости
электротехники
, 2006,
№
3(36).
20.
Миронов
И
.
А
.
Типовая
инструкция
по
компенсации
емкостного
тока
или
стандарт
по
режимам
заземле
-
ния
нейтралинейтрали
//
Энергоэксперт
, 2016,
№
1.
21. IEEE Std 142-2007 (Revision of IEEE Std 142-1991),
IEEE Recommended Practice for Grounding of
Industrial and Commercial Power Systems, 2007.
Сегодня
в
России
в
отношении
сетей
20
кВ
выстра
-
ивается
некая
триада
«20
кВ
—
резистивное
зазем
-
ление
нейтрали
—
кабели
из
СПЭ
»,
что
скорее
будет
тормозить
развитие
сетей
20
кВ
и
«
островки
20
кВ
»
могут
так
и
остаться
островками
среди
сетей
6–35
кВ
.
Другие
аспекты
режимов
заземления
нейтрали
в
сетях
среднего
напряжения
в
Европе
и
России
будут
рассмотрены
в
следующих
номерах
журнала
.
ВЫВОДЫ
1.
Анализ
режимов
заземления
нейтрали
в
Европе
в
сетях
среднего
напряжения
(
в
том
числе
и
в
сети
20
кВ
)
показывает
,
что
в
последние
15–20
лет
на
порядок
чаще
осуществляются
переходы
от
изоли
-
рованной
нейтрали
и
нейтрали
заземленной
через
резистор
к
резонансному
заземлению
нейтрали
(
через
ДГР
),
чем
наоборот
.
2.
Основной
проблемой
перенесения
опыта
эксплу
-
атации
сетей
20
кВ
с
резистивным
заземлением
нейтрали
на
существующие
сети
6–35
кВ
будет
сложность
организации
параллельной
работы
се
-
тей
с
разными
режимами
нейтрали
,
а
также
разная
надежность
электроснабжения
потребителей
при
их
питании
от
источников
с
разными
режимами
за
-
земления
нейтрали
.
3.
Для
«
встраивания
»
сетей
20
кВ
в
структуру
сетей
6–35
кВ
необходимо
в
ПАО
«
Россети
»
разработать
отдельный
стандарт
по
режимам
заземления
ней
-
трали
в
сетях
6–35
кВ
.
4.
Рекомендации
по
режимам
нейтрали
в
сетях
6–35
кВ
должны
разрабатываться
на
основании
технико
-
экономического
анализа
,
анализа
повреж
-
дений
оборудования
(
подобных
тем
,
которые
рань
-
ше
вели
в
фирме
ОРГРЭС
),
а
также
длительного
мониторинга
,
расчетов
и
экспериментальных
ис
-
следований
перенапряжений
при
дуговых
и
метал
-
лических
ОЗЗ
(
на
конце
линии
).
ЛИТЕРАТУРА
1. Petersen W. Die Begrenzung des Erdschlußstromes
und die Unterdrückung des Erd-schlußlichtbogens
durch die Erdschlußspule. ETZ, 1919. H. 1, 2.
2. Earth Fault Trails and Measurements in Rural 20 kV
Networks as Basis for Improving the Performance of
These Networks. Avacon AG Germany (18th Inter-
national Conference on Electricity Distribution, CIRED.
Turin, 6–9 June 2005).
3. De
fi
nition of Criteria to Operate 20 kV Networks with
Arc Suppression Coils According to Standards. E.ON
Bayern AG – Germany, (20th International Conference
on Electricity Distribution, CIRED. Prague, 2009).
4. Ceresoli B., Cerretti A., De Berardinis E., Gallerani A.,
Perna P., Valtorta G. Neutral Connection to Earth in Me-
dium Voltage Networks: Operation Experience in Enel.
5. Di Marino E., La Rocca F., Valtorta G., Ceresoli B.
Change of Neutral Earthing of MV Networks from
Isolated to Connected to Ground Through Impedance:
Operation Results and Transition Managementa. 17th
International Conference on Electricity Distribution.
Barcelona, 12–15 May 2003.
6. Calone R., Cerretti A., Geri A., Lauria S., Maccioni M.,
Gatta, F.M. Abnormal Ground Fault Overvoltages in
MV Networks: Analyses and Experimental Tests. 21st
№
4 (37) 2016
Оригинал статьи: Внедрение режимов заземления нейтрали в сетях среднего напряжения
По материалам II Всероссийской конференции «ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 20 кВ». На тему режимов заземления нейтрали в сетях среднего напряжения в отечественной периодике написано немало статей, но практически нигде не освещается вопрос перехода с одного вида заземления нейтрали на другой и какими критериями при этом руководствуются энергетические компании. Здесь представлен обзор зарубежной практики в этом направлении.
