Заземление нейтрали

ОБСУЖДЕНИЕ

Низкоомное индуктивное заземление как вариант оптимизации режима нейтрали в сетях 6–35 кВ, примененный по ряду причин в Пятигорских электрических сетях, вызвало критические замечания автора предыдущей статьи.
Станислав Лукьянович Кужеков, возражая оппоненту, отмечает, что целесообразность принятого решения подтверждается опытом эксплуатации.

Станислав Кужеков, д.т.н., профессор кафедры электрических станций ЮРГПУ (НПИ), г. Новочеркасск

О НИЗКООМНОМ ЗАЗЕМЛЕНИИ НЕЙТРАЛИ

Материал В.В. Назарова написан профессионально и свидетельствует о его большом научном и практическом опыте. Однако автор статьи не учитывает иные возможные режимы заземления нейтрали.

Например, некоторые специалисты считают целесообразным так называемое комбинированное заземление нейтрали (сочетание компенсации емкостного тока при однофазном замыкании на землю (ОЗЗ) с высокоомным резистивным ее заземлением). Считается, что благодаря этому снижаются перенапряжения, например, в системах электроснабжения с трансформаторами, имеющими расщепленную обмотку низшего напряжения.
Не говорится в материале и о двух видах резистивного заземления нейтрали (высокоомное и низкоомное) и не делается подробный анализ режима низкоомного резистивного заземления нейтрали, который по инициативе В. А. Зильбермана получил достаточно широкое применение на атомных и тепловых электростанциях стран СНГ.
Полагаю, что внедренный на практике режим низкоомного резистивного заземления нейтрали заслуживает большего внимания.

Нельзя не учитывать успешный пятилетний опыт эксплуатации кратковременного низкоомного индуктивного заземления нейтрали в Пятигорских электрических сетях, позволивший исключить возникновение двойных и многоместных замыканий на землю в кабельной сети напряжением 10 кВ. Немаловажно, что внедрение режима позволило персоналу оперативно выявлять поврежденные участки магистральных линий.

Необходимо затронуть и такой вопрос, как сложность выполнения релейной защиты от ОЗЗ. Известно, что при низкоомном заземлении нейтрали, в отличие от высокоомного, защита от ОЗЗ может быть реализована с помощью простых токовых защит.

ВЫНОС ПОТЕНЦИАЛА И ВОЗНИКНОВЕНИЕ МНОГОМЕСТНЫХ КЗ

Основной смысл отрицательного отношения к кратко-временному низкоомному заземлению нейтрали со стороны автора статьи заключается в наличии выноса опасного потенциала в сеть до 1 кВ при протекании тока однофазного КЗ с ограниченным уровнем. Это положение учитывалось нами при разработке и внедрении режима. Установлено, что область применения режима ограничивается сопротивлением заземления трансформаторных подстанций (6)10/0,4 кВ (ТП) в кабельной сети и уровнем ограниченного тока однофазного КЗ.

Уровень тока однофазного КЗ может быть ограничен до допустимого значения путем разработки и внедрения специальных высокочувствительных указателей тока нулевой последовательности. Существующие указатели тока КЗ, к сожалению, не обладают высокой чувствительностью.

Одним из недостатков сети с изолированной нейтралью является переход ОЗЗ в многоместные повреждения. Скрытым участником этого являются дугогасящие реакторы, которые, компенсируя ток в месте замыкания на землю, приводят к самоликвидации повреждений, а при последующих ОЗЗ, как результат, к переходу ОЗЗ в более опасные повреждения.

С этой точки зрения имеет преимущество низкоомное заземление нейтрали.

Опыт эксплуатации сети с данным режимом нейтрали не подтвердил мнение о том, что «... даже кратковременное протекание тока однофазного, уже короткого, замыкания с достаточной степенью вероятности спровоцирует возникновение двух-, трехфазного КЗ в любых вариантах коммутации» поврежденной линии или устройства заземления нейтрали. Такие явления за время эксплуатации критикуемого режима не отмечены.

ПРЕИМУЩЕСТВА РЕЖИМА

Публикации о режиме кратковременного низкоомного индуктивного заземления нейтрали, конечно, нельзя рассматривать как истину в последней инстанции. Причинами внедрения этого предложения являются:

• устранение возможности перехода ОЗЗ в двойные и многоместные КЗ;
• обеспечение возможности распознавания персоналом при ОЗЗ поврежденных участков магистральных линий кабельной сети 10 кВ с помощью указателей тока КЗ;
• снижение затрат на реализацию предложения по сравнению с высокоомным резистивным заземлением нейтрали (при выполнении условий электробезопасности, связанных с выносом потенциала в сеть напряжением до 1 кВ). В частности, реализация предложения фактически не потребовала вложений в средства релейной защиты, которые были бы весьма существенны при высокомном резистивном заземлении.

Очевидно, что данный режим можно совершенствовать. Например, применение выключателей нагрузки с автоматическими приводами на отключение и включение в сочетании с новыми устройствами релейной защиты и автоматики даст возможность перевести питание электроприемников, подключенных к поврежденному участку магистральной линии, на резервный источник и отключить указанный участок. В этом направлении известна работа компании ENEL (Италия). Вместо низкоомного индуктивного заземления нейтрали можно использовать низкоомное резистивное ее заземление и др.

ВЫВОДЫ

Подводя итог, можно сделать следующие выводы:

1. Вопрос целесообразного режима нейтрали распределительных электрических сетей напряжением 6–20 кВ остается дискуссионным по следующей (далекой от теоретических споров) причине: указанные сети изношены, их аварийность высока, а развитию средств оперативного распознавания поврежденных участков линий, диспетчеризации и автоматизации отключений последних, включая переход на резервные источники питания, должного внимания не уделяется.
2. Применение высокочувствительных указателей тока КЗ нулевой последовательности, выключателей нагрузки с автоматическими приводами, требуемых средств автоматизации, защиты и связи в сочетании с низкоомным заземлением нейтрали (при соблюдении требований по выносу потенциала) может повысить надежность электроснабжения потребителей, подключенных к сетям.
3. Необходимо провести анализ условий электробезопасности в сетях с регламентированными ПУЭ режимами нейтрали на предмет выноса потенциала при двойных замыканиях на землю и при ОЗЗ через большое переходное сопротивление, например через железобетонную опору. Решение этой задачи более полезно для практики, чем продолжающееся обсуждение вопроса о выносе потенциала в единичном случае кратковременного низкоомного заземления нейтрали.