ОБЗОР РЕЖИМОВ ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛИ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ, РАБОТАЮЩИХ ЧЕРЕЗ РЕЗИСТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

В настоящее время существуют разные режимы заземления нейтрали сети. Очень трудно сегодня при проектировании подобрать правильный (эффективный) режим заземления, при котором будут учтены все нюансы системы [1]. От режима заземления зависит очень многое:

– ток, который возникает на месте повреждения, а также в случае перенапряжения на фазах, которые не были повреждены при однофазном замыкании;

– уровень изоляции электрооборудования;

– для защиты от перенапряжений выбираются ОПН;

– при однофазных замыканиях безопасность оборудования и персонала.

Здесь видно, что при проектировании режима заземления следует учитывать большое количество факторов при принятии технических решений. На сегодняшний момент в энергетике используются четыре вида заземления нейтрали [3]:

– изолированная нейтраль;

– заземленная через дугогосящий реактор;

– заземленная через резистор (высокоомный или низкоомный);

– глухозаземленная нейтраль.

Глухозаземленная нейтраль в России применяется очень редко, в следствии того, что отсутствуют отечественные нормативные документы. В основном применяются первые три.

В каждом режиме заземления нейтрали присутствуют свои преимущества и недостатки. В данной статье рассмотрим сеть, заземление которой осуществляется через резистивное сопротивление. Она может подключаться либо через высокоомное сопротивление, либо низкоомное. Сеть рассчитана на напряжение 6 – 35 кВ.

Рисунок 1. Схема режима заземления нейтрали через высокоомное сопротивление

На рисунке приведена схема, режима заземления нейтрали через высокоомное сопротивление. Высокоомное резистивное заземление нейтрали это такое заземление, которое подключается через большое сопротивлние с землей. [1] Высокоомный резистор может быть подключен к нейтрали обмотки высшего напряжения (рис. 2)

Рисунок 2. Подключение высокоомного резистора к нейтрали обмотки высшего напряжения

Либо непосредственно к нейтрали обмотки силового трансформатора.

При таком заземлении активный ток резистора и емкостный ток сети (суммарный ток) не должны превышать значения 10 А. [2] Если имеется такой режим заземления нейтрали можно не отключать однофазное замыкание на землю. Ток в месте замыкания состоит из активного тока и емкостного тока, пояаляется возможность сразу определить место, на котором произошло замыкание.  Такое заземление нейтрали может применяться только в тех сетях, в которых емкостный ток не превышает 5 – 7 А. Высокоомное резистивное заземление нейтрали применяют для того, чтобы:

– эффективно ограничивать перенапряжения, которые возникают при ОЗЗ;

– устранять феррорезонансные и резонансные явления;

– в схемах сети с ДГК обеспечивать снижение напряжения смещения нейтрали до нормируемого уровня ПТЭ;

– повышать надежность релейной защиты, когда происходят дуговые замыкания на землю.

Затем рассмотрим режим заземления нейтрали через низкоомное сопротивление.

На рисунке 3 приведена схема режима заземления нейтрали через низкоомное сопротивление. Такой режим заземления существенно отличается значением разрешенного тока замыкания на землю от заземления нейтрали через высокоомное сопротивление.

Рисунок 3. Схема режима заземления нейтрали через низкоомное сопротивление

Низкоомное резистивное сопротивление нейтрали это заземление нейтрали, которое подключается через резистор, при котором активный ток самого резистора и емкостный ток сети (суммарный ток) превышает значение 10 А, при чем превышение этого значения достигает десятков и сотен ампер. Здесь применяются защиты от замыканий на землю, которые не имеют выдержку времени или если имеют, то малую. Нейтраль с низкоомным сопротивлением может применяться в сетях с любым емкостным током, но ток, создаваемый резистором ток должен быть больше емкостного тока сети в 2 и больше раза. Низкоомное сопротивление подключается ко вторичной обмотке однофазного трансформатора.

Преимущества резистивного заземления нейтрали [4]:

– Отсутствие дуговых перенапряжений с высокой кратностью и с множествами повреждениями в сети;

– нет необходимости отключать первое однофазное замыкание на землю;

– малая вероятность поражения персонала при однофазном замыкании;

– чувствительность и селективная защита от однофазных замыканий

 имеет простое исполнение, которое основывается на токовом принципе.

Недостатки резистивного заземления нейтрали:

– происходит увеличение тока в месте повреждения;

– необходимо отключение однофазного замыкания (условие только для низкоомного сопротивления);

– ограничивается развитие сети (условие только для низкоомного сопротивления).

Главным преимуществом резистивного сопротивления нейтрали является отсутствие дуговых перенапряжений (при однофазном замыкании) и селективная релейная защита. [5] При отличной работы селективной релейной защиты можно избежать большого количества повреждений, выхода из строя оборудования. Потому что при однофазном замыкании на землю самый высокий процент повреждений, они составляют 70 – 80 % от общего числа повреждений. При своевременном ремонте поврежденного оборудования и его отключении повышается надежность функционирования всей сети(системы).

Резистивное сопротивление положительно влияет на условие эксплуатации, оно сохраняет главное преимущество нейтрали. Такая нейтраль применяется в сетях собственных нужд.

Именно поэтому такой режим работы нейтрали получил широкое распространение в разных странах.

Список литературы:

1. Нейтраль распределительных сетей 6 – 35 кВ. Какое заземление необходимо? [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.stabrov.ru/articles/interesting-materials/neutral-distributive-networks-6-35-kv-what-grounding-is-necessary/  (дата обращения 12.11.2016).
2. Рыжкова Е. Н, Фомин М. А. НИУ «МЭИ», Москва. О критериях выбора режима резистивного заземления нейтрали в сетях 6 – 35 кВ. [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.kudrinbi.ru/public/30841/index.htm (дата обращения 13.11.2016).
3. Сергей Титенков. 4 режима заземления нейтрали в сетях 6 – 35 кВ. Изолированную нейтраль объявим вне закона. [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://energybk.ucoz.ru/publ/14-1-0-121 (дата обращения 13.11.2016).
4. Титенков С. С., Пугачев А. А. Режимы заземления нейтрали в сетях 6–35 кВ и организация релейной защиты от однофазных замыканий на землю. – 2010.
5. Шкрабец Ф. П., Ковалев А. И. Оптимизация режимов работы нейтрали распределительных сетей //Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. – 2009. – №. 26.