ИССЛЕДОВАНИЕ ВАРИАНТОВ ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛЬНОГО ПРОВОДА В СЕТИ 6-35 КВ

INVESTIGATION OF OPTIONS FOR GROUNDING A NEUTRAL WIRE IN THE NETWORK 6-35 KV

Аннотация. В статье приведена классификация режимов заземления нейтрального провода, проведен их анализ с последующими рекомендациями с определением оптимально подходящего режима. Исследован отечественный и зарубежный опыт.

Abstract. The article presents the classification of the grounding modes of the neutral wire, their analysis with the following recommendations with the definition of the optimally suitable mode. Studied domestic and foreign experience.

Ключевые слова: заземление нейтрального провода, режим заземления, варианты заземления нейтрального провода, дугогасящий реактор, перенапряжения, дуговые замыкания, резистор.

Keywords: neutral wire grounding, grounding mode, neutral wire grounding options, arc suppression reactor, overvoltage, arc circuit, resistor.

Выбор варианта заземления нейтрального провода в сети 6-35 кВ (или, по-другому режима заземления нейтрального провода) принято считать существенно важным вопросом в процессе проектирования и эксплуатации (реконструкции) систем электроснабжения. Во всем мире проблема выбора варианта заземления нейтрального провода в сетях со средним напряжением решается по-разному. Этот факт указывает на то, что нет такого режима, который имел бы абсолютное преимущество перед другими. Каждый из известных режимов имеет свои достоинства и недостатки, и требуется принимать решение о важности того или иного режима согласно данному конкретному случаю.

Несмотря на то, что большинство специалистов считают предпочтительным для российских сетей то или иное резистивное заземление нейтрального провода и этот способ нашел отражение в рекомендациях последней редакции ПУЭ, но переход на этот режим происходит крайне медленно [2].

Это обусловлено тем, что среди специалистов отсутствует единый подход в формировании технической политики по построению распределительных сетей, регламента, единых методик и четких критериев оценки каждого режима по этому вопросу. Анализ зарубежного опыта показывает, что во многих странах используются различные режимы работы нейтрального провода, и на сегодня также нет единства мнений в этом вопросе. Вероятно, поэтому среди специалистов наблюдается устойчивая тенденция к пересмотру традиционно сложившихся режимов заземления нейтрального провода в отечественных сетях 6–35 кВ, которые принято называть электроустановками среднего напряжения.

Результаты многочисленных научных исследований и опыт эксплуатации в отечественной и зарубежной энергетике показывают, что каждый режим заземления нейтрального провода имеет свои достоинства и недостатки [3, с. 64]. Основными проблемами выбора конкретного режима работы нейтрального провода являются ограничение возможных перенапряжений непосредственно при дуговых замыканиях на землю и создание селективной защиты от однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) и, за счет этого, повышение надежности электроснабжения потребителей [5, с. 124].

Сегодня в сетях со средним напряжением 6-35 кВ используются четыре возможных варианта заземления нейтрального провода (рис. 1):

- изолированная (нейтраль незаземленная) - заземление нейтрального провода через элементы, обеспечивающие компенсацию, как емкостной, так и активной составляющих тока в месте замыкания;

- комбинированное заземление нейтрального провода в электросетях с большой суммарной протяженностью линий, которое заключается в том, что дополнительно параллельно дугогасящему реактору (ДГР) подключается резистор с сопротивлением, которое подбирается определенным образом [6, с. 243];

 - заземление непосредственно через активное сопротивление (резистивное заземление) в сетях со сравнительно небольшой суммарной протяженностью линий (резистор низкоомный или высокоомный);

- глухозаземленная нейтраль (в России не применяется)

Рисунок 1. Варианты заземления нейтрального провода

Также в различных странах мира применяется комбинация (параллельное включение) дугогасящего реактора и резистора. Например, такая комбинация встречается в воздушных сетях 20 кВ Германии, где дугогасящий реактор обеспечивает гашение кратковременных однофазных перекрытий изоляции на землю, а низкоомный резистор подключается к нейтрального провода сети параллельно реактору только кратковременно специальным однофазным силовым выключателем [4, с. 136].

Многолетний опыт эксплуатации сетей с изолированной нейтралью, накопленный не только в России, но и во всем мире, позволяет говорить о существенных недостатках режима изолированной нейтрали.

По условиям создания селективно действующей защиты и предотвращения возможных перенапряжений, наиболее рациональными видятся варианты с резистивным заземлением нейтрального провода [1]. Но применение низкоомного заземления приводит к возрастанию числа отключений потребителей в 2-3 раза для воздушных сетей и в 1,5-2 раза для кабельных сетей. А дорогое и громоздкое высокоомное заземление при длительных ОЗЗ приводит к значительным потерям активной мощности. Поэтому эффективность резистивного заземления оставляет желать лучшего, и не всегда оказывается оправданной.

Исходя из анализа изученного материала по используемым на практике вариантам заземления нейтрального провода, можно сделать вывод об отсутствии на сегодня такого режима нейтрального провода, который способен обеспечить ограничение возможных перенапряжений при дуговых замыканиях на землю и создание селективной защиты от ОЗЗ и, за счет этого, повышение надежности электроснабжения потребителей.

Таким образом, мы выяснили, что режим заземления нейтрального провода в сетях 6–35 кВ определяет надежность электроснабжения потребителей, безопасность людей, находящихся вблизи от места ОЗЗ и т.д. В большинстве таких сетей России применяются варианты изолированной и компенсированной нейтрали (то есть, заземленной посредством дугогасящяего реактора).

Список литературы:

1. Глушко В.П., Ямный О.Е., Ковалев Э.П., Бохан Н. В. Белорусские сети 6–35 кВ переходят на режим заземления нейтрали через резистор: Информационно-справочное издание [Электронный ресурс] – Новости электротехники. 2006, № 3 (39) – Режим доступа: http://www.news.elteh.ru/ /arh/2006/39 / 05.php. (Дата обращения: 12.05.2019)
2. Кричко В.А., Миронов И.А. Особенности применения дугогасящих реакторов: Информационно-справочное издание [Электронный ресурс] – Новости электротехники. 2007. – №1(43) – Режим доступа: http://www.news.elteh.ru/arh/2007/43/ /07.php (Дата обращения: 12.05.2019)
3. Лихачев Ф.А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов. – М.: Энергия, 1971. – 152 с.
4. Лукина Г.В., Бондаренко С.И., Самаркина Е.В. Способы заземления нейтрали в сетях 6-35 кВ// ВЕСТНИК ИРГСХА. – Молодежный: Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, 2012. - №50. – С. 135-142.
5. Панасенко А.А., Колодяжный В.В. О возможности применения «изменяющегося» режима заземления нейтрали в сети 6-35 кВ// ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ И ТЕХНОЛОГИИ. – Севастополь: : Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет", 2019. – Т.5, №1. – С. 123-129.
6. Цветкова О.С. Особенности способов заземления нейтрали в сетях 6-35 кВ// ВЕСТНИК НАУЧНЫХ КОНФЕРЕНЦИЙ. – Тамбов: ООО "Консалтинговая компания Юком",  2016. - №4-5. – С. 243-244.