Проблематика новосибирской конференции: Перенапряжения, заземление нейтрали, диагностика

Всероссийская научно-техническая конференция «Ограничение перенапряжений. Режимы заземления нейтрали. Электрооборудование сетей 6-35 кВ» стала заметным событием в жизни отрасли.
Не случайно это мероприятие, традиционно вызывающее резонанс в профессиональной среде, проводится в Новосибирске. Сегодня этот город является одним из крупнейших в России центров по изучению проблем ограничения перенапряжений и режимов заземления нейтрали. Отметим, что в этом году организаторы расширили тематику конференции, дополнив её вопросами технического обслуживания, мониторинга и диагностики электрооборудования.

Подготовили:
Кира Кадомская, д.т.н., профессор, Новосибирский государственный технический университет
Светлана Бруй, инженер, ООО «ПНП Болид», г. Новосибирск
Валерий Журавлев, «Новости ЭлектроТехники»

Четвертая Всероссийская научно-техническая конференция «Ограничение перенапряжений. Режимы заземления нейтрали. Электрооборудование сетей 6–35 кВ» состоялась в Новосибирске 26–28 сентября 2006 года. Ее организаторами стали Новосибирский государственный технический университет (НГТУ), ООО «ПНП Болид», ЗАО «Феникс-88» при поддержке информационного спонсора – журнала «Новости ЭлектроТехники».

• эффективности способов заземления нейтралей сетей 6–35 кВ различного конструктивного исполнения и назначения;
• перенапряжениям, резонансным и феррорезонансным процессам в этих сетях;
• вопросам эксплуатации нелинейных ограничителей перенапряжений (ОПН);
• релейной защите электрического оборудования в сетях 6–35 кВ различного назначения;
• регистрации, диагностике и мониторингу в электрических сетях 6–35 кВ;
• современному состоянию и проблемам диагностики силового электрооборудования.

ДАЙДЖЕСТ ВЫСТУПЛЕНИЙ НА КОНФЕРЕНЦИИ

М.А. Короткевич (НИИ пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций МЧС Республики Беларусь, Минск) посвятил свой доклад вопросам постепенного внедрения в электрические сети 6–35 кВ Республики Беларусь резистивного заземления нейтрали при немедленном отключении линий с возникшими на них однофазными замыканиями на землю. В докладе подчеркивается, что применение резисторов не требует модернизации системы заземления и не приводит к утяжелению условий эксплуатации коммутационных аппаратов.
А.И. Шалин (НГТУ, Новосибирск) отразил в своих сообщениях ряд аспектов, связанных как с вопросами заземления нейтрали, так и с вопросами организации релейной защиты в сетях 6–35 кВ и методикой определения места замыкания на землю на воздушных линиях. Так, при однофазном коротком замыкании в сети 220 кВ в случае оснащения нейтрали обмотки НН трансформатора 35 кВ дугогасящим реактором, настроенным в резонанс с емкостью сети 35 кВ, в этой сети может возникнуть резонанс напряжений. Ограничение перенапряжений в рассматриваемом случае может быть достигнуто с помощью параллельного подключения к ДГР резистора. В сообщениях, посвященных релейной защите сетей 6–35 кВ, А.И. Шалин проанализировал влияние переходного сопротивления в месте возникновения дуги на эффективность направленных защит от замыканий на землю и рассмотрел особенности релейной защиты от ОЗЗ объекта, содержащего протяженные кабельные линии 35 кВ трехфазного исполнения. Предложена методика локации расстояния до места повреждения на основе регистрации кривой тока через заземляющий высокоомный резистор.
М.В. Ильиных («ПНП БОЛИД», Новосибирск) показал, что необходимая надежность эксплуатации изоляции оборудования в сетях 6, 10 кВ крупных промышленных предприятий целлюлозно-бумажной и металлургической промышленности может быть достигнута путем оснащения нулевой точки сети высокоомным резистором и установкой на выводах электрических двигателей защитных аппаратов – ОПН или RC-цепочек.
М.А. Суслов (ОАО «Гипротюменнефтегаз», Тюмень) поделился опытом проектирования резистивного заземления нейтрали электрических сетей нефтяных месторождений. Докладчик заключил, что резистивное заземление нейтрали в этих сетях бесспорно является эффективным способом защиты персонала и электрооборудования от токов ОЗЗ, однако его широкое применение в нефтегазовой промышленности требует решения ряда организационных и технических вопросов.
Д.С. Кудряшов (ОАО «Инженерно-аналитический центр «Кузбасстехэнерго», Кемерово) рассказал об опыте эксплуатации резисторов в ОАО «Кузбассэнерго», в котором с 2000 года начата реализация программы по установке высокоомных защитных резисторов 6–35 кВ. Необходимость программы обусловлена старением оборудования и увеличением количества его повреждений при однофазных замыканиях на землю. За прошедший период на ПС и ТЭС ОАО «Кузбассэнерго» установлено 6 высокоомных резисторов 35 кВ и 6 высокоомных резисторов 6–10 кВ. Схемы подключения – паралельно ДГР и без ДГР. Окупаемость составляет от 2,5 до 4,5 лет, в зависимости от напряжения сети и места установки. В сетях, где установлены резисторы, за всё время эксплуатации не было повреждений оборудования при однофазных замыканиях на землю, в то время как в остальных сетях, где отсутствуют резисторы, повреждения продолжаются.
Д.В. Багаев (УЭРЭО ОАО «Волжская ТГК», Саратов) рассказал об опыте эксплуатации высокоомных резисторов, установленных как в нейтралях ТСН КРУСН 6 кВ, так и в нейтрали генератора ГРЭС и на ОРУ 35 кВ. Опыт эксплуатации резисторов в сетях СН тепловых станций охватывает период с 1999 г. по настоящее время. Всего в Саратовской энергосистеме установлено 26 резисторных устройств, часть из них – параллельно ДГР. После установки резисторов в сетях СН повреждения электрических двигателей прекратились. Установка резисторов позволила также существенно облегчить условия эксплуатации ОПН, установленных для ограничения коммутационных перенапряжений, и обеспечить простую и селективную релейную защиту от замыканий на землю. Эта защита в зависимости от технологического процесса срабатывает либо на отключение, либо на сигнал.
Н.Е. Обабкова (ВП «НТБЭ», Екатеринбург) посвятила свой доклад опыту эксплуатации сетей 6–35 кВ с резонансным заземлением нейтрали. Подчеркнула принципиальную важность точности резонансной настройки контура нулевой последовательности сети. Представила статистику и анализ эффективности эксплуатации оборудования в сетях Нижнетагильского металлургического комбината, собственных нужд Рефтинской ГРЭС, нефтеперекачивающей станции «Холмогоры» и т.д. Подчеркнула высокую эффективность полного подавления всех составляющих тока однофазного замыкания на землю (самоликвидация более 85% от общего числа ОЗЗ). Доложила о новой разработке – устройстве кратковременного включения низковольтного резистора параллельно ДГР в случае неустранимости ОЗЗ (15% от их общего числа).

А.И. Ширковец («ПНП БОЛИД», Новосибирск) привел результаты анализа эксплуатации сети 6 кВ Кузнецкого металлургического комбината. При внедрении резистивного заземления нейтрали сети 6 кВ на этом комбинате существенно снизилась вероятность возникновения многоместных повреждений при ОДЗ. Рассмотрены также процессы в бумажно-масляной изоляции кабелей при дуговом замыкании.
А.В. Иванов (ООО «ВНИИГАЗ», Москва) рассмотрел аварийные ситуации при эксплуатации электрооборудования 6–10 кВ в сетях газоперерабатывающих заводов. В этих сетях наблюдается повышенная аварийность при ОЗЗ, которые в 90–100% случаев приводят к многоместным повреждениям. Докладчик считает, что повышение надежности эксплуатации этих сетей может быть достигнуто лишь с помощью резистивного заземления нейтрали, и наметил ряд научно-технических задач, которые должны быть решены для реализации этой цели.
Ю.А. Лавров (НГТУ, Новосибирск) посвятил свой доклад вопросам эксплуатации в городских электрических сетях кабельных линий, в том числе и нового поколения – с пластмассовой изоляцией (КПИ). Требуемая надежность таких сетей в процессе их сооружения и реконструкции может быть достигнута лишь при комплексном подходе к выбору режима заземления нейтрали, к параметрам выключателей, трассам прокладки КЛ, а также при осуществлении интеллектуальной диагностики и выбора оптимальных параметров профилактических испытаний КПИ.
О.И. Лаптев (НГТУ, Новосибирск) убедительно показал эффективность использования в сетях 6–35 кВ с изолированной нейтралью антирезонансных трансформаторов напряжения типа НАМИ, позволяющих практически во всех эксплуатационных режимах этих сетей нарушить условия существования опасных феррорезонансных явлений, приводящих при установке ТН типов ЗНОЛ, ЗНОМ и НТМИ к нарушению тепловой стойкости обмоток ВН ТН.
С.А. Кандаков (НГТУ, Новосибирск) рассмотрел возможность технологического нарушения оборудования высокого напряжения (обмотки ВН силового трансформатора блока) при ОДЗ в сети среднего класса напряжения, имеющей трансформаторную связь с сетью высокого напряжения. Нарушение электрической прочности обмотки ВН трансформатора обусловлено совпадением частот колебаний, возникающих на стороне обмотки НН при ОДЗ, с собственными частотами повышающего трансформатора.

Д.А. Голдобин (ЗАО «ФЕНИКС-88», Новосибирск) затронул важную тему взаимодействия изготовителей ОПН с проектными и эксплуатирующими организациями. Некоторые технологические нарушения ОПН в эксплуатации, связаны, по мнению докладчика, в том числе, с недостатком соответствующего опыта у проектировщиков, в большой мере обусловленным отсутствием инженерных методик выбора параметров ОПН при проектировании сетей разного напряжения различного конструктивного исполнения.

Р.А. Вайнштейн (ТПУ, Томск) изложил алгоритм релейной защиты от замыканий на землю в электрических сетях 6–10 кВ с резистивным заземлением нейтрали, обеспечивающий работоспособность защиты при дуговых перемежающихся замыканиях, а также сформулировал расчетные условия для её настройки по чувствительности и селективности.
В.Г. Езерский (ООО «НТЦ Механотроника», Санкт-Петербург) рассказал о принципах организации комбинированной защиты от однофазных замыканий на землю, сочетающей положительные свойства направленных защит от ОЗЗ, использующих токи как основной частоты, так и высших частот. Разработанная защита позволяет автоматизировать процесс определения поврежденного присоединения, обеспечивает регистрацию одиночных и повторно-кратковременных ОЗЗ, а также непрерывность её действия при устойчивых ОЗЗ.
А.М. Хабаров (НГТУ, Новосибирск) рассмотрел вопрос о небалансах в направленных защитах от замыканий на землю. Привел причины токов небаланса (несимметрия параметров и режима эксплуатации сети, феррорезонансные явления и др.) и сделал заключение о необходимости их учета при проектировании направленных защит от ОЗЗ.
А.И. Гаврилко (Калининская АЭС, г. Удомля Тверской области) поделился опытом эксплуатации защит от замыканий на землю в сетях собственных нужд мощных блоков атомных электрических станций. Отметил, что отключение некоторых ответственных механизмов без выдержки времени в ряде случаев при самоустраняющемся ОДЗ нельзя считать обоснованным. Докладчик считает своевременным пересмотр циркуляра Ц-01-97 (Э), выполнение требований которого иногда приводит к снижению надежности энергоснабжения ответственных технологических потребителей в сети СН мощных блоков АЭС.
И.Е. Наумкин (ОАО «Филиал НТЦ электроэнергетики – СибНИИЭ», Новосибирск) ознакомил слушателей с принципами программно-технического комплекса МАЭС-РВ, состоящего из программы для расчета электромагнитных и электродинамических переходных процессов в электрических сетях, информационной системы и виртуальной лаборатории, позволяющей получать объективную информацию о работоспособности устройств релейной защиты в условиях, имитирующих их эксплуатацию в реальной сети.

В.А. Сенченко («ПНП БОЛИД», Новосибирск) изложил основы разработанной на предприятии системы регистрации перенапряжений, состоящей из датчиков напряжения и тока, кабелей передачи информации, регистратора перенапряжений и персонального компьютера с соответствующим программным обеспечением. Разработанная система прошла успешную апробацию в сетях, ГРЭС и ТЭЦ.
В.Е. Качесов (НГТУ, Новосибирск) представил диагностическую систему, позволяющую определять текущее состояние сети среднего класса напряжения в режиме on-line, включающую в себя распознавание, выделение поврежденного фидера и локализацию места повреждения. Система прошла апробацию в действующей радиальной распределительной сети 10 кВ.

На конференции также состоялось совместное заседание Совета специалистов по диагностике силового электрооборудования при «Уральском центре охраны труда и средств защиты энергетиков» (УРЦОТ) и секции «Техническое обслуживание, мониторинг и диагностика электрооборудования» конференции. Доклады были разделены на две части. В первой рассматривались программы и методы комплексного диагностирования силового оборудования электрических станций и сетей, во второй – общие проблемы диагностики силового оборудования. Вкратце расскажем о наиболее интересных выступлениях.
В.В. Соколов (ЗТЗ Сервис-Кельман, Запорожье) в своем докладе осветил методологию относительного сравнения состояния трансформаторов и их ранжирование, позволяющее выявить наименее надежное оборудование и сконцентрировать имеющиеся ресурсы на его восстановлении или замене. Методология основана на определении наиболее вероятностных дефектов в трансформаторах и степени их опасности для данной конструкции в реальных условиях эксплуатации.
Д.А. Андреев (ОАО «Зарубежэнергопроект», Иваново) сформулировал основные положения управления техническим состоянием электрооборудования, целью которого является обеспечение заданного уровня надежности и эффективности функционирования при минимальных затратах на эксплуатацию. Также автор рассказал о математической модели оценки фактически сработанного и остаточного ресурса оборудования при воздействии на него эксплуатационных факторов. На базе этой модели предложен подход к определению режимных параметров в процессе эксплуатации на основе оптимизации расходуемого технического ресурса.
В.Н. Осотов (ОАО «Свердловэлектроремонт», Екатеринбург) отметил, что проблема оценки состояния изоляции силовых трансформаторов с большим сроком службы является одной из самых сложных при решении вопроса о продлении ресурса. При этом для подтверждения работоспособности изоляции не обязательно прибегать к прямым методам оценки с отбором образцов и определением степени полимеризации целлюлозы. Для этой цели можно использовать комплекс косвенных методов оценки, позволяющих избежать дорогостоящих и небезопасных для изоляции трансформатора работ по вскрытию его активной части.
О.Г. Шишкина (Свердловский филиал ОАО «ТГК-9», Екатеринбург) поделилась опытом проведения комплексного обследования заземляющего устройства подстанции 110/6 кВ на Свердловской ТЭЦ, которое, при соответствии технических характеристик ЗУ ПС нормативным значениям, выявило несоблюдение требований по электробезопасности и электромагнитной совместимости. При этом замечания обусловлены либо отступлениями от проекта при сооружении ЗУ и несоблюдением технологии монтажа, либо нарушением целостности элементов в процессе проводимых на ПС реконструкций.
В.П. Вдовико (ООО «ЭМА», Новосибирск) в своем выступлении отметил, что до сих пор существует вольное употребление терминов «диагностика» и «мониторинг», а во многих случаях смешение понятий этих терминов. Между тем под «диагностикой» следует понимать область знаний, охватывающую теорию, методы и средства определения технического состояния объектов. А под «мониторингом» – способ сбора аппаратными средствами информации о диагностических параметрах контролируемых объектов для последующего анализа параметров средствами системы диагностирования. Также докладчик подчеркнул, что внедрение новых методов диагностики на предприятиях нефтяной, газовой, металлургической и других отраслей целесообразно производить, основываясь на достижениях в этой области РАО «ЕЭС России».
А.В. Григорьев (ОАО «Свердловэлектроремонт», Екатеринбург) остановился на методе комплексного обследования турбогенераторов, на основании результатов которого с применением экспертных оценок может быть получена вероятностная оценка остаточного ресурса конкретного турбогенератора. При этом большинство его узлов могут быть восстановлены или заменены, за исключением одного – сердечника статора. Поэтому контролю его состояния необходимо уделять повышенное внимание, что можно сделать с помощью вибрационных методов, позволяющих выявить признаки ухудшения на ранней стадии их появления. Для этого целесообразно оснащать статоры вибродатчиками, стационарно установленными непосредственно на сердечнике статора.
В.Ю. Лавров (Филиал ОАО «ФСК ЕЭС» – Новосибирская СПБ «Электросетьсервиса») представил один из перспективных методов оценки технического состояния электрооборудования – измерение и анализ собственного электромагнитного излучения высоковольтного оборудования. Пока он еще недостаточно разработан, но из существующих методов диагностики в ближайшем будущем может стать одним из наиболее удобных, так как обеспечивает дистанционные измерения в режиме нормальной работы контролируемых объектов.

Материалы конференции изложены в сборнике «Ограничение перенапряжений. Режимы заземления нейтрали. Электрооборудование сетей 6–35 кВ»: Труды четвертой Всероссийской научно-технической конференции, 26–28 сентября 2006 г. – Новосибирск, 2006. – 216 с.
Материалы совместного заседания Совета специалистов по диагностике силового электрооборудования при УРЦОТ и секции «Техническое обслуживание, мониторинг и диагностика электрооборудования» опубликованы в сборнике «Современное состояние и проблемы диагностики силового электрооборудования», 26–28 сентября 2006 г. – Новосибирск, 2006. – 116 с.
Заказать сборники для более детального ознакомления с докладами можно по телефону: 8 (383) 228-98-54, тел./факсу: 8 (383) 236-03-63 и по электронной почте – PNP_BOLID@ngs.ru (Сарину Л.И.).