РЕЖИМЫ НЕЙТРАЛИ, РЗА И ОБОРУДОВАНИЕ ВОПРОСЫ НОВОСИБИРСКОГО ФОРУМА

Проблемы сетей среднего напряжения по-прежнему привлекают внимание ученых, проектировщиков, конструкторов и энергетиков. каждые два года на протяжении последних 10 лет специалисты собираются в новосибирске, чтобы обсудить новые идеи и рассказать о своих наработках в области ограничения перенапряжений, заземления нейтрали, а также применении соответствующего оборудования.
общее представление о круге вопросов, затронутых в рамках очередного форума, дают аннотации, раскрывающие содержание докладов, подготовленных его участниками.

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

16–18 сентября 2008 г. в Новосибирске состоялась Пятая Всероссийская научно-техническая конференция «Ограничение перенапряжений. Режимы заземления нейтрали. Электрооборудование сетей 6–35 кВ», организованная Новосибирским государственным техническим университетом (НГТУ), ООО «ПНП Болид» и ЗАО «Феникс-88».

• специалисты из проектных организаций "Томскэлектротехпроект", "Кузбасстехэнерго", "ИЦЭ Урала", "Тяжпром-электромет", "ТюменНИИгипрогаз", "Проектно-инженерный центр УралТЭП", "СибКОТЭС";
• сотрудники технических университетов Калининграда, Оренбурга, Томска, Таллинна, Новосибирска;
• производители электротехнического оборудования (НПП "Бреслер", "ПНП Болид", "Электрощит Самара", "Феникс-88");
• представители эксплуатационных организаций (МРСК Урала, Сибири, Северо-Запада, Центра и Приволжья, "МОЭСК", "Черногорэнерго", "Кузбассэнерго", Беловской ГРЭС, Пятигорских и Ноябрьских электрических сетей, Газпрома, Стойленского ГОКа, ММК и других компаний).

• результаты исследования электромагнитных переходных процессов, сопровождающих коммутации в электрических сетях 6-35 кВ с различными режимами заземления нейтрали;
• способы ограничения перенапряжений и формулировка требований к аппаратной реализации этих способов;
• практика эксплуатации защитных резисторов и устройств для ограничения перенапряжений в сетях 6-35 кВ;
• релейная защита от замыканий на землю в сетях 6-35 кВ;
• влияние конструкций и параметров вакуумных и элегазовых выключателей на уровни перенапряжений;
• вопросы технического обслуживания, мониторинга состояния и диагностики электрооборудования 6-35 кВ;
• особенности функционирования измерительных трансформаторов в сетях 6-35 кВ;
• вопросы эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.
• По итогам конференции единогласно принято решение о необходимости разработки и принятия нормативных документов по способам организации режима нейтрали сетей 6-35 кВ. Актуальность этих документов обусловлена широким внедрением в эксплуатацию кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.

ДАЙДЖЕСТ ДОКЛАДОВ, ПРЕДСТАВЛЕННЫХ НА КОНФЕРЕНЦИИ

Режимы нейтрали сетей 6-35 кВ.
Опыт эксплуатации.
Экспериментальные исследования

С.С. Екимуков (НГТУ) посвятил доклад повышению надежности эксплуатации разветвленной кабельной сети 6 кВ, оснащенной вакуумными выключателями и кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена. По результатам проведенного исследования автор рекомендовал использовать в рассматриваемой распределительной сети заземление нейтрали в виде параллельного соединения дугогасящего реактора (ДГР) и резистора, сформулировал принципы выбора и привел конкретные значения параметров данных элементов.

И.Е. Кажекин (Калининградский государственный технический университет) представил главные положения многокритериального подхода к выбору режима нейтрали. Предложенная методика основана на тщательном анализе процессов, происходящих в электрической сети при ОЗЗ. По мнению автора, подход целесообразно применять на начальной стадии проектирования сети.

И.Ю. Цивилев ("ПНП Болид") уделил внимание особенностям проектирования питающей сети предприятия с непрерывным циклом производства - сталеплавильного металлургического комбината. Он показал, что резистивное заземление нейтрали в такой сети позволяет как ограничить перенапряжения и исключить опасные феррорезонансные явления, так и обеспечить надежное распознавание поврежденного фидера и перевод сталеплавильной печи на резервное питание.

А.И. Ширковец ("ПНП Болид"), С.Ю. Кулаков ("Проектно-инженерный центр УралТЭП") остановились на вопросах проектирования ответственных электросетей в системе добычи и переработки нефти. В частности, они рассмотрели применение секционирования сетей для снижения токов при ОЗЗ, а также проанализировали переходные процессы, приводящие к опасным резонансным и феррорезонансным явлениям, которые можно исключить с помощью резистора соответствующей величины, подключенного в выбранную нейтральную точку сети.

А.А. Михель (Газпром), А.В. Иванов ("Газпром промгаз"), Л.И. Сарин, М.В. Ильиных, А.И. Ширковец ("ПНП Болид") отразили в своем сообщении результаты экспериментальных исследований процессов, происходящих при замыканиях на землю в сети 6 кВ Оренбургского газоперерабатывающего завода. В докладе приводятся зарегистрированные кратности перенапряжений при ОЗЗ (1,85-2,38)Uфm, а также отмечается достаточно большой процент (до 25-70 %) высших гармонических в токе ОЗЗ.

А.Ю. Кукарцев ("Кузбассэнерго"), В.А. Лавринович (Томский политехнический университет) познакомили с опытом эксплуатации электрооборудования в сети собственных нужд 6 кВ Беловской ГРЭС. Авторы отметили, что тщательное расследование причин повреждения оборудования позволяет обоснованно выявлять их причину и по возможности исключать ее повторение. Они также указали, что установка вакуумных выключателей в сетях собственных нужд требует применения мер защиты от перенапряжений, возникающих при коммутациях этого электрооборудования.

М.В. Кузьмин ("Оренбургэнерго"), В.И. Чиндяскин (Оренбургский государственный аграрный университет) посвятили доклад теме эксплуатации защитных резисторов на подстанциях Оренбургской области. Они указали, что после установки резисторов на ПС "Россия" филиала "МРСК Волги" - "Оренбургэнерго" в этой сети не зафиксированы случаи повреждения изоляции электрооборудования при замыканиях на землю, а также случаи перехода ОЗЗ в двойные замыкания.

Н.И. Емельянов, М.В. Ильиных ("ПНП Болид"), Д.С. Кудряшов ("ИАЦ Кузбассэнерго") рассмотрели способы подключения высокоомных защитных резисторов. Они рекомендовали при установке резисторов учитывать расстояние до токоведущих частей. В ряде случаев необходимо также применять ограждение резисторов. В нормальном режиме эти устройства в нейтрали сети не задействованы и не опасны для персонала, однако при замыкании на землю или в неполнофазном режиме становятся опасны, т.к. через них протекает достаточно большой ток. Поэтому авторы предлагают при проектировании сетей с резисторами в нейтралях предусматривать световую и звуковую сигнализацию, предупреждающую персонал о протекании тока через эти устройства защиты.

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА В СЕТЯХ 6-35 КВ

М.И. Петров ("НПП Бреслер"), В.Ф. Ильин, Е.М. Петров (НПП "Экра") рассказали о системе автоматической настройки ДГР с контролем параметров сети. Эффективность этой системы рассматривается как при заземлении нейтрали с помощью ДГР, так и при комбинированном заземлении нейтрали. Разобраны также особенности управления ДГР при параллельной работе шин секций генерирующих предприятий. Основа для настройки системы - контроль параметров контура нулевой последовательности сети.

А.И. Гаврилко (Калининская АЭС) остановился на описании всеобъемлющего селективного комплекса защит от ОЗЗ в сетях энерго-снабжения основных технологических потребителей сверхмощных энергоблоков АЭС. Автор отметил, что чрезмерные запасы мощности используемого оборудования не улучшают эксплуатационные условия, а, наоборот, усугубляют их в аварийных режимах. Он считает, что предлагаемые им токоограничивающие мероприятия в рассматриваемых сетях способны создать более благоприятные условия работы для всего электротехнического сетевого оборудования, включая питающие источники.

В.Е. Качесов, Л.В. Квривишвили (НГТУ) посвятили сообщение вопросам распознавания однофазного дугового замыкания (ОДЗ) в распределительной сети с изолированной нейтралью. Процесс заключается в регистрации фазных напряжений и сопоставлении их с пороговым уровнем, нахождении производных фазных напряжений и проверке совпадения их знаков. Методика была применена в действующей сети 10 кВ и доказала достоверность результатов. Авторы отмечают, что при небольшой модернизации методика может быть применена и в сети с заземлением нейтрали через высокоомный резистор.

Р.А. Вайнштейн (Томский политехнический университет), А.В. Доронин, Е.А. Пономарёв и В.В. Шестакова (НПП "Экра") проанализировали возможность защиты от замыканий на землю, основанной на формировании приращения тока на выходе фильтра нулевой последовательности. Авторы с помощью компьютерных экспериментов показали, что таким образом можно устранить негативное влияние тока небаланса трансформаторов тока, и заключили, что данное исследование может стать базой для технической проработки предлагаемого ими способа защиты от ОЗЗ.

Р.А. Вайнштейн, С.Н. Пашковский и С.М. Юдин (Томский политехнический университет) рассмотрели признаки поврежденного элемента электроустановки с комбинированным заземлением нейтрали при ОДЗ. В качестве такого признака авторы предлагают использовать соотношение амплитуд низкочастотных и высокочастотных гармоник.

И.А. Ефремов (Новосибирская государственная академия водного транспорта), М.В. Ильиных ("ПНП Болид") и А.А. Михель (Газпром) уделили внимание вопросу определения места ОЗЗ на ВЛ 6-35 кВ. Для разработки дистанционного метода поиска места ОЗЗ были проведены эксперименты на одной из компрессорных станций и осуществлено соответствующее компьютерное моделирование. Авторы сделали вывод, что в качестве сигнала при разработке устройства целесообразно принять кривую переходного тока, протекающего через резистор.

А.И. Щеглов, В.А. Горюнов (НГТУ) и С.П. Кузнецов (Городские электрические сети Ханты-Мансийска) обобщили опыт внедрения защиты от замыканий на землю в сетях 10 кВ Ханты-Мансийска. Защита здесь выполнена на отключение, что, по мнению авторов, обеспечивает более надежную эксплуатацию сети, чем действие защиты от ОЗЗ на сигнал. Направленные токовые защиты и микропроцессорные централизованные защиты гарантируют надежную эксплуатацию изоляции сетей с резистивным заземлением нейтрали. Авторы считают, что действие защит на отключение в сетях, оснащенных резисторами в нейтралях, позволяет отказаться от применения ДГР.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЕТЕЙ 6-35 КВ

Н.И. Емельянов, Л.И. Сарин и А.Ю. Хлопова ("ПНП Болид") обратились к актуальной теме эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Авторы пришли к выводу, что отсутствие нормативно-технических документов по выбору, эксплуатации и испытаниям кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена может привести к ошибкам при принятии проектных решений и соответственно к повышенной аварийности этих кабелей в процессе эксплуатации.

Ю.А. Лавров (НГТУ) посвятил выступление современному состоянию проектирования, испытаний и эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Он отметил, что в настоящее время работа над нормативной базой по кабелям этой конструкции ведется активно и в ближайшее время эта документация будет утверждена. Требуемая же надежность сетей на основе кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена 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 их профилактических испытаний.

В.А. Лавринович, А.М. Старцев, Е.В. Старцева (Томский политехнический университет) сконцентрировали свое внимание на вопросах диагностики разрядников типа РВС. На основе натурных экспериментов они доказали, что для восстановления вентильных разрядников можно применять элементы из выбракованных разрядников (рекомендация нормативных документов Департамента науки и техники РАО ЕЭС). Авторы также показывают, что можно прогнозировать остаточный ресурс аппарата по результатам испытания нелинейных элементов импульсом тока 8/20 мкс с амплитудой 10 кА.

В.З. Манусов (НГТУ), П.А. Михеев ("Сибирьэнерго") проанализировали несколько схемных решений применения в нейтрали сверхпроводниковых ограничителей тока (СОТ), способных резко увеличивать свое сопротивление по отношению к внешней сети. Авторы также рассказали об эффекте, который дает установка СОТ резистивного и индуктивного типа при нормальном и аварийном режимах работы сети.

О.И. Лаптев (НГТУ) подготовил обзор характеристик антирезонансных трансформаторов напряжения 6-35 кВ, выпускаемых на предприятиях России, а также отметил конструктивные особенности этих устройств, позволяющие определить преимущественные ниши их применения.

А.Г. Константинов, В.Н. Осотов, А.Е. Утепов ("Свердловэлектроремонт") поделились опытом диагностики и некоторыми результатами исследования характеристик нелинейных ограничителей перенапряжений.

Материалы конференции опубликованы в специальном выпуске журнала "Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока" (№ 1, 2008). Это издание можно заказать:

• по телефону (383) 228-98-54;
• по факсу (383) 236-03-63;
• по электронной почте PNP_BOLID@ngs.ru (Сарину Л.И.).