ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗИСТИВНОГО РЕЖИМА ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛИ ПРИ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ В ОБЪЕКТАХ НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Аннотация. Однофазное замыкание на землю (ОЗЗ) - частое повреждение. В сети напряжением 6-35кВ токи ОЗЗ малы. Из-за этого сложно создавать быстродействующую защиту, которая будет пригодна для сетей с небольшими токами короткого замыкания. Нахождение элемента, который был поврежден, обычно занимает много времени и его ищут отключением всех элементов сети по очереди.

Ключевые слова: режим заземление нейтрали, однофазное замыкание на землю, релейная защита, нефтегазовая промышленность.

Частый вид перенапряжений, который может привести к опасным последствиям – это перенапряжения, вызванные дуговыми замыканиями, которые возникают из-за ОЗЗ. Их доля среди всех аварий большая и составляет 80 %. При однофазных дуговых замыканиях перенапряжения могут повлечь выход из строя оборудования. Наиболее слабое звено в этой цепи – электродвигатели, уровень изоляции которых ниже, если сравнивать с другим оборудованием. [2]

Сейчас в сети напряжением 6-35кВ применяют следующие режимы нейтрали:

1. Изолированная;

2. Заземленная через дугогасящий реактор;

3. Заземленная через резистор.

Исходя из статистики применения различных режимов заземления нейтрали видно, что в нашей стране используют режим с изолированной нейтралью и режим заземления через дугогасящий реактор. А в других странах используют заземление нейтрали через дугогасящий реактор или резистивное заземление.

Заземления нейтрали через резистор в РФ применяется редко. Согласно ПУЭ недавно в сетях 6-35кВ использовалась изолированная нейтраль. [1]

При ОЗЗ в сети с резистивным заземлением нейтралью во всех линиях будут протекать емкостные токи, а по поврежденным присоединениям еще и активные токи, которые создаются резистором. Это решает две основные задачи: селективно определять поврежденную линию, и принимать меры по устранению данного повреждения; уменьшать дуговые перенапряжения при ОЗЗ и не допускать появления феррорезонансных явлений.

Применение резистивного заземления нейтрали важно. Ток в месте замыкания мал (10 А). Однофазное замыкание на землю не обязательно отключать и срабатывают защиты только на сигнал. Высокоомное резистивное заземление нейтрали выполняется в сетях с емкостными токами 5-7 А. Активный ток будет больше емкостного тока сети. [3]

Можно выделить несколько достоинств применения этого режима:

- отсутствие в необходимости отключения первого ОЗЗ;

- отсутствие перенапряжений высокой кратности и многоместных повреждений;

- уменьшение вероятности перехода однофазного замыкания в трехфазное;

- исключение феррорезонансных процессов;

- простое выполнение селективной защиты, которая основана на токовом принципе.

Экономическая эффективность от внедрения резисторов

Для расчёта эффективности режима резистивного заземления нейтрали затраты на внедрение сопоставляются с получаемым системным эффектом. Разница между потоком системного эффекта и потоком затрат представляет собой поток дохода, получаемого потребителем в результате внедрения рекомендуемого режима. [6]

Проведем экономический расчет на примере одной секции шин 6-10 кВ  с 10 отходящими фидерами общей длиной 100 км.

К затратам при внедрении рекомендуемого режима заземления нейтрали следует отнести затраты на приобретение нового оборудования:

- резистор – 1 шт. - 700 тыс.руб.;

- нейтралеобразующий трансформатор - 1шт. - 200 тыс.руб.;

- новая ячейка 6(10) кВ для включения нейтралеобразующего трансформатора резистора (для подстанции, где нет резервных ячеек) - 1шт. - 300 тыс.руб.;

- СМР и ПНР – 30% от полной стоимости – 360 тыс.руб.

Итого: 1560 тыс.руб.

По статистике в среднем происходит 10 аварийных отключений в год на рассматриваемой секции шин 6(10)кВ.

ОЗЗ сопровождается дуговыми перенапряжениями, при которых происходит повреждения дорогостоящего силового оборудования, возникновение замыканий в других местах или на других фазах, массовое повреждение кабелей.

В среднем ущерб от аварии с повреждением дорогостоящего оборудования составляет примерно 500 тыс.руб.

Соответственно при одной серьезной аварии в год эффект ориентировочно наступает на 4-й год работы резистора.

Выводы

1. Кратности зарегистрированных перенапряжений при проведении испытаний показывают значительное уменьшение уровней перенапряжений.

2. Применение резистивного заземления позволяет экономить средства, которые могли бы быть потрачены на ремонт и приобретение высоковольтных двигателей и другого электротехнического оборудования.

3. После установки резисторов появилась возможность сделать простую защиту и исключить переход однофазного замыкания в многофазное.

4. Снижается опасное действие ОЗЗ на животных и людей, которые могут находится рядом с повреждением.

Список литературы:

1. Евдокунин Г.А. Анализ внутренних перенапряжений в сетях 6-10 кВ и обоснование необходимости перевода сетей в режим с резистивным заземлением нейтрали/ Режимы заземления нейтралей 6-10 кВ. Доклады начно-технических конференций.- Новосибирск, 2000.
2. Иванов А. В. Аварийные ситуации, возникающие при эксплуатации электрооборудования 6–10 кВ в сетях газоперерабатывающих заводов // Электроцех. 2008. No 5. С. 66–69.
3. Кузьмин М.Е., Чиндяскин В.И. Эксплуатация защитных резисторов на подстанциях Оренбургской области 2010. С. 3