Заземление нейтрали резистор

4 режима заземления нейтрали в сетях 6-35 кВ. Изолированную нейтраль объявим вне закона.

Способ заземления нейтрали сети является достаточно важной характеристикой.

«Новости ЭлектроТехники» № 5(23) 2003 г.

  • изолированная (незаземленная);
  • глухозаземленная (непосредственно присоединенная к заземляющему контуру);
  • заземленная через дугогасящий реактор;
  • заземленная через резистор (низкоомный или высокоомный).

Ниже в табл. 1 приведены способы заземления нейтрали, используемые в разных странах мира.
В России, согласно п.1.2.16 последней редакции ПУЭ, введенных в действие с 1 января 2003 г., «. работа электрических сетей напряжением 3-35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор». Таким образом, сейчас в сетях 6-35 кВ в России формально разрешены к применению все принятые в мировой практике способы заземления нейтрали, кроме глухого заземления. Отметим, что, несмотря на это, в России имеется опыт применения глухого заземления нейтрали в некоторых сетях 35 кВ (например, кабельная сеть 35 кВ электроснабжения г. Кронштадта).
Рассмотрим подробнее способы заземления нейтрали и дадим им общую характеристику.

В России режим заземления нейтрали через дугогасящий реактор применяется в основном в разветвленных кабельных сетях с большими емкостными токами. Кабельная изоляция в отличие от воздушной не является самовосстанавливающейся. То есть, однажды возникнув, повреждение не устранится, даже несмотря на практически полную компенсацию (отсутствие) тока в месте повреждения. Соответственно для кабельных сетей самоликвидация однофазных замыканий как положительное свойство режима заземления нейтрали через дугогасящий реактор не существует.
При дуговом характере однофазного замыкания скважность воздействия перенапряжений на изоляцию сети ниже, чем при изолированной нейтрали, но и здесь существует возможность возникновения многоместных повреждений. В последние десятилетия сети 6-10 кВ разрослись, а мощность компенсирующих устройств на подстанциях осталась той же, соответственно значительная доля сетей среднего напряжения сейчас работает с существенной недокомпенсацией. Это ведет к исчезновению всех положительных свойств сетей с компенсированной нейтралью. Отметим дополнительно, что дугогасящий реактор компенсирует только составляющую промышленной частоты тока однофазного замыкания. При наличии в сети источников высших гармоник последние могут содержаться в токе замыкания и в некоторых случаях даже усиливаться.
Применение режима с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор, в таких странах, как Финляндия, Швеция, отличается от российского. В этих странах он применяется в сетях с воздушными линиями, где его применение наиболее эффективно. Кроме того, в этих странах существует значительное сопротивление грунта, состоящего в основном из скальных пород, и режим заземления нейтрали через дугогасящий реактор позволяет обнаруживать однофазные замыкания через значительные переходные сопротивления 3-5 кОм. Применение режима заземления нейтрали через дугогасящий реактор в таких странах, как Германия, Австрия, Швейцария, носит в некоторой степени традиционный характер (выше уже говорилось онемецком инженере – изобретателе этого способа). Тем не менее и в этих странах этот режим заземления нейтрали применяется в основном в сетях с воздушными линиями. В сетях среднего напряжения зарубежных промышленных предприятий используется резистивное заземление нейтрали.

Нейтраль, заземленная через резистор (высокоомный или низкоомный)
Этот режим заземления используется в России очень редко, только в некоторых сетях собственных нужд блочных электростанций и сетях газоперекачивающих компрессорных станций. В то же время, если оценивать мировую практику, то резистивное заземление нейтрали – это наиболее широко применяемый способ (см. табл. 1).

Резистор в отечественных сетях 6-10 кВ может включаться так же, как и реактор, в нейтраль специального заземляющего трансформатора (рис. 3).
Возможны и другие варианты включения резистора, когда нейтраль заземляющего трансформатора наглухо присоединяется к контуру заземления, а резистор включается во вторичную обмотку, собранную в разомкнутый треугольник (рис. 4б), либо используется однообмоточный трансформатор (фильтр нулевой последовательности) с соединением обмотки ВН в зигзаг (рис. 4в).
Возможны два варианта реализации резистивного заземления нейтрали: высокоомный или низкоомный.
При высокоомном заземлении нейтрали резистор выбирается таким образом, чтобы ток, создаваемый им в месте однофазного повреждения, был равен или больше емкостного тока сети. Например, согласно нормам французской сетевой компании Electricite de France, ток, создаваемый резистором, должен быть в два раза больше емкостного тока сети. Это гарантирует отсутствие дуговых перенапряжений при однофазных замыканиях. Как правило, суммарный ток в месте повреждения при высокоомном заземлении нейтрали не превышает 10 А. То есть высокоомным заземлением нейтрали является такое заземление, которое позволяет не отключать возникшее однофазное замыкание немедленно. Соответственно высокоомное заземление нейтрали может применяться только в сетях с малыми собственными емкостными токами до 5-7 А. В сетях с большими емкостными токами допустимо применение только низкоомного заземления нейтрали.
При низкоомном заземлении нейтрали используется резистор, создающий ток в пределах 10-2000 А. Величина тока, создаваемого резистором, выбирается исходя из нескольких конкретных условий: стойкость опор ВЛ, оболочек и экранов кабелей к протеканию такого тока однофазного замыкания; наличие в сети высоковольтных электродвигателей и генераторов; чувствительность релейной защиты. В Electricite de France низкоомный резистор выбирается таким образом, чтобы ток однофазного замыкания в воздушных сетях не превышал 300 А, а в кабельных 1000 А. Согласно бельгийским нормам ток однофазного замыкания лимитируется величиной не более 500 А. При наличии в сети высоковольтных электродвигателей Electricite de France ограничивает ток в месте замыкания величиной 20 А (в случае необходимости допускается увеличение до 50 А). Эта норма связана с недопустимостью выплавления стали статора электродвигателя при однофазном замыкании. Похожие ограничения для сетей с высоковольтными электродвигателями были приняты при разработке устройств резистивного заземления нейтрали и в России. Например, такие заводы, как «Самарский Электрощит», «Московский Электрощит», выпускают ячейки заземления нейтрали, в которых используются резисторы, создающие активный ток 35-38 А (100 Ом для сетей 6 кВ и 150 Ом для сетей 10 кВ).
Некоторое отличие представляет практика низкоомного резистивного заземления нейтрали англоязычных стран. Так, в США типовым решением является применение резистора, создающего ток 400 А, в том числе и для сетей с высоковольтными электродвигателями.

  • увеличение тока в месте повреждения;
  • необходимость в отключении однофазных замыканий (только для низкоомного заземления);
  • ограничение на развитие сети (только для высокоомного заземления).

Отсутствие дуговых перенапряжений при однофазных замыканиях и возможность организации селективной релейной защиты являются неоспоримыми преимуществами режима резистивного заземления нейтрали. Именно эти преимущества способствовали широкому распространению такого режима заземления нейтрали в разных странах.

Рис. 1. Схема двухтрансформаторной подстанции с изолированной нейтралью.

Рис. 2. Схема двухтрансформаторной подстанции с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор.

Рис. 3. Схема двухтрансформаторной подстанции с нейтралью, заземленной через резистор.

Рис. 4. Варианты включения резистора в нейтраль сети 6-10 кВ.

Рис. 5*. Североамериканский трансформатор потребителя.

Глухозаземленная нейтраль
Как уже было сказано, в отечественных сетях 6-35 кВ не используется. Этот режим заземления нейтрали широко распространен в США, Канаде, Австралии, Великобритании и связанных с ними странах. Он находит применение в четырехпроводных воздушных сетях среднего напряжения 4-25 кВ. В качестве примера на рис.5 приведен участок сети 13,8 кВ в США. Как видно из рис.5, воздушная линия на всем своем протяжении и ответвлениях снабжена четвертым нулевым проводом. Концепция построения сети заключается в том, чтобы максимально сократить протяженность низковольтных сетей напряжением 120 В. Каждый частный дом питается от собственного понижающего трансформатора 13,8/0,12 кВ, включенного на фаз-ное напряжение. На рис.5* показан такой однофазный трансформатор потребителя с заземленной средней точкой обмотки НН. Основная воздушная линия делится на участки секционирующими аппаратами – реклоузерами. Трансформаторы каждого отдельного потребителя и ответвления от линии защищаются предохранителями. На отпайках от линии используются отделители, обеспечивающие отключение в бестоковую паузу.
Этот способ заземления нейтрали не используется в сетях, содержащих высоковольтные электродвигатели. Токи однофазного замыкания в этом случае достигают нескольких килоампер, что недопустимо с позиций повреждения статора электродвигателя (выплавление стали при однофазном замыкании).

Рис. 5. Схема воздушной четырехпроводной распределительной сети 4-25 кВ США.

Применение глухого заземления нейтрали в сетях среднего напряжения в России вряд ли необходимо и вероятно в обозримом будущем. Все отечественные линии 6-35 кВ трехпроводные, а трансформаторы потребителей трехфазные, то есть сам подход к построению сети существенно отличается от зарубежного. Указанный выше случай глухого заземления нейтрали в кабельной сети 35 кВ, питающей г. Кронштадт, является исключением. Такое решение было сознательно принято проектным институтом в связи с тем, что ток однофазного замыкания в этой сети составляет около 600 А. Компенсация в данном случае малоэффективна, а надежных высоковольтных низкоомных резисторов на момент реализации решения в России не существовало.

Однако в любом случае выбор должен делаться между заземлением нейтрали через дугогасящий реактор, высокоомным или низкоомным заземлением, а режим изолированной нейтрали должен быть полностью исключен.

Сергей Титенков, ОАО «ПО Элтехника», Санкт-Петербург

РЕЗИСТОРЫ ДЛЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛИ В СЕТЯХ 6-35 кв

Транскрипт

1 РЕЗИСТОРЫ ДЛЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ НЕЙТРАЛИ В СЕТЯХ 6-35 кв Бруй С.Р., Ильиных М.В., Сарин Л.И., Хлопова А. Ю. (ООО «ПНП Болид», г.новосибирск) Режим заземления нейтрали сетей 6-35 кв определяет при замыкании на землю величины перенапряжений распространяющиеся по сети и в конечном итоге исход аварийного события в целом. В мировой практике используется в основном три режима заземления нейтрали в распределительных сетях: — изолированная нейтраль; — нейтраль заземленная через катушку Петерсена; — нейтраль заземленная через активное сопротивление. Сложилось так, что заземление нейтрали через резистор получило наиболее широкое применение в распределительных сетях. Заземление нейтрали через катушку Петерсена применяется в некоторых государствах: Германия, Австрия, однако и они в последние годы начинают применять резистивное заземление нейтрали. Следует отметить, что катушки Петерсона производят в четырех странах (за исключением РФ): Австрия (TRENCH), Чехия (EGE), Китай (JUNFA), Индия. Резисторы для заземления нейтрали выпускаются более чем на пятидесяти предприятиях на различных континентах мира: Индия (NATIONAL RESTSTORS ONIES), США (JENKINS), Италия (TELEMA), Япония (MILUOKI RESISTOR), Канада (AVTRON, ICP), Турция (HILKAR) и т.д. Для заземления нейтрали зарубежом применяются как низкоомные, так и высокоомные резисторы. Для изготовления собственно резистивных элементов используются металлические сплавы: нихром, константан, чугун, алюмохромистая сталь и т.д. Конструктивно резисторы для заземления нейтрали изготавливаются в виде шкафа со степенью защиты IP 23. Температура на поверхности резистивного элемента согласно стандарта IEEE С, а при импульсном нагружении на 10, 30 или 60 секунд 760 С. Некоторые технические характеристики резисторов ряда производителей приведены в таблице 1. Типовая конструкция резистора для заземления нейтрали на примере резистора NGR (США, Post Glover) приведены на рисунке 1. Таблица 1. Технические характеристики резисторов некоторых производителей. Наименование Страна Тип резистора Номинальное Ток резистора, А предприятия напряжение, кв AVTRON США ANG 0,48-13, JOVYATLAS Германия EW Metal deploy Франция 0, resistor RARA electronic Южная Корея 0, corporation EGE Чехия NER 0,

Смотрите так же:  Как определить качество провода

2 Рисунок 1 Типовая конструкция резистора NGR (США, Post Glover) Высоковольтный резистор для заземления нейтрали сетей 6-35 кв производства ООО «ПНП Болид» Назначение Высоковольтный резистор типа РЗ предназначен для защиты сетевого оборудования от дуговых и феррорезонансных перенапряжений путем частичного заземления нейтрали в сети с номинальным напряжением 3, 6, 10, 35 кв. Резисторы защитные типа РЗ для сетей напряжением 3-10 кв выпускаются по ТУ Резистор защитный типа РЗ для сети 35 кв выпускается по ТУ Конструктивное исполнение и основные особенности Основой резистора являются элементы резистора защитного ЭРЗ, изготавливаемые в соответствии с ТУ «Элементы резистора защитного». ЭРЗ представляет собой соединенные в электрическую цепь элементы ЭНГФ из материала «ЭКОМ», помещенные в металлический корпус с диэлектрической теплопроводной прокладкой между корпусом и ЭНГФ. Металлический герметичный корпус снабжен устройством для выравнивания давления внутри тела резистивного элемента. ЭРЗ соединяют последовательно, ориентируют вертикально и закрепляют на раме. Величина зазора между ЭРЗ определяется номинальным напряжением сети, в которой устанавливается резистор, и теплоотдачей в стационарном режиме. Материал «ЭКОМ» — это электропроводный композиционный материал многофункционального назначения. Композит «ЭКОМ» разработан на основе, так называемой, химически связанной керамики с электропроводными добавками. В материале «ЭКОМ» ток протекает по всему объему материала. Это приводит к высокой надежности, т.к., в отличие от проволочных нагревательных элементов, проводящие цепочки многократно дублируются по всему объему. Композиционный материал «ЭКОМ» имеет отрицательный температурный коэффициент сопротивления (ТКС). При последовательном соединении элементов

3 отрицательный ТКС позволяет выравнивать выделяемые мощности в различных резистивных элементах. Резистор серии РЗ конструктивно выполняется из одного или нескольких унифицированных резистивных блоков (рисунок 2). Описание унифицированного блока: Основание (1) установлено на 4-х опорных стойках (2). На основании установлены опорные изоляторы (3). Закрепленные на изоляторах изоляционные пластины (4) служат опорой для элементов резистора защитного (ЭРЗ) (5). В жестко закрепленных на изоляторах вертикальных стойках (6) установлена регулируемая по высоте изоляционная пластина (7), с помощью которой производится фиксация сверху элементов резистора ЭРЗ. Конструктивное выполнение резистора в виде набора вертикально ориентированных отдельных пластин создает хороший теплоотвод от пластин в воздух за счет естественной конвекции. Это дает возможность стационарной работы резистора в неполнофазном режиме. В соответствии с правилами эксплуатации электроустановок неполнофазный режим может продолжаться до 6 часов без отключения потребителей и резистора. Выполнение резистора из набора отдельных пластинчатых элементов дает возможность легко и быстро подобрать необходимое количество составляющих элементов для обеспечения нужного сопротивления и мощности в сетях от 3 до 35 кв. Технические характеристики резисторов типа РЗ приведены в таблицах 2-5. Рисунок 2 — Унифицированный резистивный блок 1 — основание, 2 — опорные стойки, 3 — опорные изоляторы, 4 — изоляционные пластины, 5 — элементы резистора защитного, 6 — вертикальные стойки, 7 — изоляционные пластины, 8 — изолятор для подключения подвода от нейтрали сети

4 Технические характеристики резисторов типа РЗ Таблица 2 Наименование параметра Значение параметра Номинальное напряжение сети, кв 3, 6, 10, 35 Номинальная мощность, квт до 200 Сопротивление, Ом Время эксплуатации РЗ в режиме однофазного замыкания на землю, не более, час 6 Напряжение, кв Таблица 3 Основные технические характеристики резисторов типа РЗ на напряжение 6 кв Номинал резистора, Ом Кол-во блоков Число ЭРЗ Мощность резистора, не более, квт Номер чертежа х30 60 БОЛИД х24 48 БОЛИД х20 40 БОЛИД х17 34 БОЛИД БОЛИД БОЛИД БОЛИД БОЛИД БОЛИД ,9 БОЛИД ,5 БОЛИД БОЛИД ,5 БОЛИД ,5 БОЛИД Напряжение, кв Таблица 4 Основные технические характеристики резисторов типа РЗ на напряжение 10 кв Номинал резистора, Ом Кол-во блоков Число ЭРЗ Мощность резистора, не более, квт Номер чертежа х34 68 БОЛИД х30 60 БОЛИД х24 48 БОЛИД х20 40 БОЛИД БОЛИД БОЛИД БОЛИД БОЛИД БОЛИД ,5 БОЛИД БОЛИД ,5 БОЛИД ,5 БОЛИД

5 Напряжение, кв Таблица 5 Основные технические характеристики резисторов типа РЗ на напряжение 35 кв Номинал резистора, Ом Кол-во блоков Число ЭРЗ Мощность резистора, не более, квт Номер чертежа ,3 БОЛИД БОЛИД БОЛИД ,3 БОЛИД Установка Резисторы РЗ располагаются на свободной площади ОРУ или ЗРУ. Подключение резистора рекомендуется выполнять к нейтрали сети через разъединитель с целью отключения резистора для осмотра и технического обслуживания. Резистор РЗ должен иметь, в соответствии с требованиями ПУЭ, спл0ошное сетчатое ограждение высотой не менее 2 м, расстояние от элементов конструкции резистора до элементов ограждения должно быть не менее указанного в ПУЭ. В случае установки конструкции резистора на фундаментные опоры с высотой, обеспечивающей расположение нижней кромки фарфора изоляторов над уровнем планировки или наземных коммуникационных сооружений на высоте не менее 2,5 м, согласно нормам ПУЭ резистор разрешается не ограждать. В конструкции резистора предусмотрен отдельный изолятор, предназначенный для подключения подвода от нейтрали электрической сети. Подключение подвода резистора типа РЗ к нейтрали электрической сети 6-35 кв может осуществляться с помощью кабеля, провода или шины, присоединяемых к нижнему или к верхнему изолятору, в зависимости от вида подвода. Вид выполнения подвода определяется исходя из удаленности разъединителя от верхнего фланца изолятора резистора, либо других особенностей конкретной подстанции. При выполнении подвода кабелем крепление может осуществляться к нижнему изолятору, установленному на основании. Подвод, выполняемый шиной или голым проводом, должен проходить выше сетчатого ограждения резистора, при этом крепление производится к верхнему изолятору, установленному на вертикальной стойке. При необходимости выполнения подвода к верхнему изолятору кронштейн, шина, верхний изолятор заказываются отдельно и вносятся соответствующие изменения в чертежи. При использовании верхнего изолятора увеличивается габаритная высота резистора для сети 6-10 кв на 210 мм, резисторов для сети 35 кв на 460 мм. Вывод последнего ЭРЗ соединяется с помощью шины к приваренному на основании болту заземления. По требованию заказчика может быть осуществлен «изолированный» вывод. В данном случае шина присоединяется к отдельному изолятору, установленному на основании. Заземление блока резистивных элементов выполняется путем присоединения заземляющего проводника от общего контура заземления электроустановки к болтам заземления блока. Допускается установка резистора на другие опоры, например балки или рамы, сваренные из швеллеров, обеспечивающие устойчивое расположение резистора в строго горизонтальном положении с отклонениями не более ±1 мм. Опоры должны обеспечить выдерживание нагрузки в 1,5 раза превышающей вес резистора.

6 При заказе резистора необходимо еще раз уточнить конструкцию данного типа РЗ, сделать запрос чертежа фундамента. По специальному заказу допускается изготавливать резисторы на согласованное сопротивление и согласованные габаритные размеры. Схема подключения резистора Рекомендуется подключать резистор к нейтрали трансформатора со схемой соединения обмоток: звезда с выведенной нейтралью/треугольник. При отсутствии явно выведенной нейтрали подключения резисторов осуществляется к нейтралям фильтров нулевой последовательности типа ФМЗО через разъединитель. В случае комбинированного использования РЗ и ДГР рекомендуем независимое подключение каждого устройства к нейтрали трансформатора, позволяющее независимое использование устройств. Конструкция резистора является ремонтопригодной. Срок службы — 20 лет. В составе резисторов серии РЗ нет составных частей и материалов, представляющих опасность для жизни, здоровья людей и окружающей среды. Изготовитель гарантирует соответствие резистора защитного РЗ требованиям технической документации в течение 24 месяцев эксплуатации с момента получения резистора потребителем, при соблюдении правил эксплуатации и хранения. Резисторы типа РЗ для установки в шкафах КРУ Для ограничения перенапряжений в сетях собственных нужд электростанций напряжением 3, 6, 10 кв выпускаются резисторы типа РЗ номиналом Ом. Эти резисторы предназначены для установки в шкафах КРУ, длительность их работы в режиме ОЗЗ ограничена и определяется быстродействием релейной защиты. Габаритноустановочный чертеж резистора приведен на рисунке 3. Технические характеристики резистора для установки в шкафы КРУ приведены в таблице 6. Резистор состоит из элементов резистора защитного (ЭРЗ) 1, закрепленных в раме из стеклотекстолита 2. Каждый ЭРЗ выполнен из трех последовательно соединенных электропроводных элементов на основе композиционного материала «ЭКОМ» (ТУ ), помещенных между изолирующими прокладками из слюдопласта в стальной корпус. Изоляционный каркас из стеклотекстолита 2 устанавливается на опорных изоляторах (на чертеже не показаны, в комплект поставки не входят) в шкафах КРУ. Электрическая схема соединения резистора две параллельных электрически цепи последовательно соединенных ЭРЗ. Подключение резистора осуществляется к выводам 3. Резистор в данном устройстве является элементом устройства и работает в комплексе с релейной защитой. Кроме того, энергетически резистор в данной конструкции рассчитан на воздействие тока однофазного замыкания на землю 40 А только в течение 1,5 секунд. По заказу могут быть изготовлены в этих же габаритах резисторы номиналов от 50 до 1500 Ом, резисторы в тропическом исполнении, а также резисторы для сетей 35 кв.

Смотрите так же:  Как спрятать провода в пк

7 Таблица 6 Технические характеристики резисторов типа РЗ для установки в шкафах КРУ Наименование параметра РЗ РЗ РЗ Сопротивление, Ом 50,0 ± 5 % 100,0 ± 5 % 150,0 ± 5 % Номинальное напряжение сети, кв Наибольшее рабочее напряжение сети, кв 3,6 7,2 12 Допустимые токи через резистор, А в течение 15 с в течение 1 ч в течение 2 ч 40 7, , ,5 Климатическое исполнение УХЛ3 УХЛ3 УХЛ3 Группа механического исполнения по стойкости к вибрационным воздействиям М39 М39 М39 Срок службы, не менее, лет Габаритные размеры, L x B x H, мм 670 х 570 х х 570 х х 570 х 550 Масса, не более, кг Рисунок 3 — Резистор заземления нейтрали для комплектации шкафов КРУ 1 — элемент резистора защитного (ЭРЗ), 2 — изоляционный каркас из стеклотекстолита, 3 — выводы

8 Резистор импульсный для установки в кабельных сетях Назначение Резистор импульсный типа РЗИ предназначен для ограничения перенапряжений в кабельных сетях номинальным напряжением 20 кв (преимущественно кабели из сшитого полиэтилена). Длительность работы резистора в режиме ОЗЗ ограничена и определяется быстродействием релейной защиты. Габаритно-установочный чертеж резистора приведен на рисунке 4. Технические характеристики резистора приведены в таблице 7. Таблица 7 Основные технические характеристики резистора импульсного типа РЗ на напряжение 20 кв Наименование параметра РЗ Сопротивление, Ом 12,0 ± 5 % Номинальное напряжение сети, кв 20 Наибольшее рабочее напряжение сети, кв 24 Допустимые токи через резистор, А в течение 5 с в течение 10 с УХЛ2 длительно Климатическое исполнение Группа механического исполнения по стойкости к вибрационным воздействиям М39 Срок службы, не менее, лет 30 Габаритные размеры, L x B x H, мм 1670 х 1400 х 2812 Масса, не более, кг 2250 Конструктивное исполнение и основные особенности В состав резистора входят 2 основания, на которых установлены по 4 изолятора типа ИОС УХЛ1. На изоляторах закреплены по две стойки. К стойкам крепятся гребенки, которые служат опорой для 360 элементов резистора ЭРЗ (по 180 ЭРЗ на каждое основание). Рисунок 4 — Габаритный чертеж Резистор импульсный типа РЗ для сети 20 кв

Режимы заземления нейтрали

В России распределительные сети 6-35 кВ работают в режиме с неглухозаземленной нейтралью. При возникновении однофазного замыкания на землю (ОЗЗ), ток в таких сетях замыкается обратно к источнику через емкости неповрежденных фаз (в силу отсутствия нейтрали) в отличие от сетей с заземленной нейтралью, в которых ток замыкается «накоротко», возвращаясь обратно к источнику через заземленную нейтраль. Таким образом, сопротивление на пути тока при ОЗЗ в сетях с неглухозаземленной нейтралью имеет большее значение, чем в сетях с глухозаземленной нейтралью.

Большим плюсом эксплуатации сетей с неглухозаземленной нейтралью являются малые значения токов замыкания на землю, но физика процессов ОЗЗ такова, что при металлическом ОЗЗ в таких сетях напряжение относительно земли на неповрежденных фазах повышается до уровня линейного, что является негативным фактором. По этой причине применение данного вида нейтрали ограничено (только до напряжения 35 кВ), так как при более высоком напряжении экономически невыгодно выполнять фазную изоляцию, способную выдерживать линейное напряжение.

Примерно 79% сетей 6-35 кВ в России – с изолированной нейтралью, 19% заземлены через ДГР. Также в последнее время внедряются решения с резистивным заземлением нейтрали.

Так как сети 6-35 кВ выполняются с фазной изоляцией, способной выдерживать повышения напряжения до линейного, а токи ОЗЗ имеют довольно малые значения, никак не влияющие на потребителей, то возникает идея вообще не отключать данный вид повреждения, пока не будут произведены необходимые операции по переключению потребителя на источник без ОЗЗ. После этого можно спокойно устранить данный вид повреждения. Такова идеология работы сетей с изолированным режимом нейтрали (когда нейтральная точка электрически никак не соединена с землей).

Но как показывает практика, последствия ОЗЗ в сетях с изолированной нейтралью могут быть следующими:

  1. При ОЗЗ с таким типом нейтрали высока вероятность возникновения дугового перемежающегося замыкания на землю, при котором возможно повышение напряжения в 3,5 раза относительно номинального напряжения фазной изоляции. Таким образом, высока вероятность вторичного пробоя изоляции в любой другой точке сети и перехода однофазного замыкания на землю в двойные и многоместные замыкания, которые сопровождаются большим количеством отключений питающих линий. Также при дуговом замыкании на землю есть возможность существенных повреждений вследствие перенапряжений изоляции электрических машин;
  2. Высокая степень опасности для человека и животных, находящихся вблизи места однофазного замыкания на землю;
  3. Возможность возникновения феррорезонансных процессов в сети, которые сопровождаются повреждениями трансформаторов напряжения.

По этим причинам возникло два подхода к устранению вышеперечисленных негативных последствий данного вида нейтрали, а именно:

  1. Заземление нейтрали через подстраиваемый реактор;
  2. Заземление через резистор.

Принцип заземления через реактор основан на выявлении значения емкости сети и последующей подстройки величины индуктивности в нейтрали так, чтобы свести ток ОЗЗ в месте повреждения к минимуму. Данное решение уменьшает вероятность дугового замыкания на землю и феррорезонансных процессов, а также повышает электробезопасность в месте ОЗЗ за счет уменьшения тока ОЗЗ.

Данное решение имеет следующие отрицательные последствия:

  1. Дополнительные затраты на установку дорогостоящего оборудования;
  2. Работа сети с ОЗЗ зависит от работы автоматики подстройки реактора, которая имеет низкую надежность, связанную с расстройкой компенсации;
  3. Даже при идеальной компенсации тока ОЗЗ, все равно в сети присутствуют не скомпенсированные токи высших гармоник и активная составляющая тока ОЗЗ. Таким образом, наличие реактора в нейтрали хоть и уменьшает вероятность пробоев при ОЗЗ и феррорезонансных процессов, но все же наличие остаточного тока в месте ОЗЗ не исключает эти пробои и процессы (дуга может так и не погаситься) и негативно сказывается на электробезопасности применения данного вида нейтрали.
  4. Ограничение на развитие сети, так как реактор рассчитан на то, что можно скомпенсировать только определенное значение емкостного тока, а при развитии сети ток ОЗЗ увеличивается и возможностей существующего реактора может быть недостаточно.

Альтернативой применения реактора в нейтрали является применение резистора.

Резисторы бывают:

  • высокоомные (когда сопротивление резистора равно емкостному сопротивлению сети);
  • низкоомные (когда устанавливаемый резистор имеет такое минимально возможное сопротивление, чтобы протекаемый ток замыкания на землю не оказывал серьезных повреждений за время действия защиты).

Таким образом, идея резистивного заземления нейтрали, в отличие от заземления через реактор, направлена на полное устранение дуговых замыканий и феррорезонансных процессов.

Недостатки высокоомного заземления нейтрали:

  1. Дополнительные затраты на установку дорогостоящего оборудования (стоимость установки резистора ниже, чем стоимость установки реактора);
  2. Уменьшается величина перенапряжений до 2,5 относительно фазного, но они устраняются не полностью;
  3. Ограничение на развитие сети, так как резистор рассчитан только на определенный ток ОЗЗ;
  4. Обязательное условие отключения ОЗЗ, так как резистор не способен долго работать в режиме ОЗЗ. Также необходимо иметь дополнительную термическую защиту резистора при ОЗЗ.

Недостатки низкоомного заземления нейтрали:

  1. Дополнительные затраты на дорогостоящее оборудование (стоимость установки резистора ниже, чем стоимость установки реактора);
  2. Возможность увеличения объема повреждений электрооборудования при ОЗЗ из-за увеличения тока ОЗЗ;
  3. Ограничение на развитие сети, так как резистор рассчитан только на определенный ток ОЗЗ;
  4. Резистор не способен долго работать в режиме ОЗЗ.

Так как применение заземления через резистор и реактор имеет свои плюсы и минусы, то существует решение по комбинированному заземлению нейтрали, то есть установление резистора и реактора в параллель в нейтрали. Данное решение компенсирует ток ОЗЗ до возможного минимального уровня и при этом устраняет дуговые и феррорезонасные процессы при ОЗЗ.

Таким образом, видно, что на данный момент окончательного решения какой именно режим нейтрали лучше, до сих пор нет. Выбирать определенный режим заземления нейтрали необходимо для конкретных сетей. Опираясь на технико-экономическое обоснование.

дугогасящие реакторы, резисторы заземления нейтрали, трансформаторы вывода нейтральной точки, закрытые токопроводы

Резисторы заземления нейтрали 6-35 кВ

Резисторы для заземления нейтрали предназначены для соединения нейтральной точки обмоток 3-35 кВ трансформатора (нейтрали сети) с землей;

Резисторы для заземления нейтрали используются в сетях 3-35 кВ для ограничения перенапряжений при однофазных замыканиях на землю и обеспечения селективной и надежной работы релейных защит от однофазных замыканий на землю.

Устройства резистивного заземления нейтрали предназначены для организации резистивного заземления нейтрали в сетях 6-10 кВ, в которых нейтральная точка отсутствует (обмотки 6-10 кВ силового питающего трансформатора соединены в треугольник).

Смотрите так же:  Как определить какое сечение провода

Резисторы типа РЗ1 для заземления нейтрали сетей 6-10 кВ

Предназначены для заземления нейтрали сетей 6-10 кВ с целью ограничения перенапряжения при однофазных дуговых замыканиях, устранения феррорезонансных явлений и обеспечения селективной работы релейной защиты, а также для комплектования резистивных установок различного назначения.

Технические характеристики

А – расположение ЭРЗ на одном уровне в два ряда.

Б – расположение ЭРЗ в двух уровнях в один ряд.

По специальному заказу допускается изготавливать резисторы на согласованную величину напряжения, сопротивления, климатического исполнения, и согласованные габаритные размеры.

Основные части резистора

  • Элементы резистора ЭРЗ ТУ 3414-005-11840528-97
  • Элементы механической конструкции
  • Элементы электрической изоляции (опорные изоляторы, изоляционные пластины)

Структура условного обозначения резистора типа РЗ1

РЗ1 — A — B — C — D

РЗ1 — тип резистора защитного;

A — номинальное сопротивление резистора, Ом;

B — номинальное напряжение сети, кВ;

C — тип исполнения;

D — климатическое исполнение, категория размещения по ГОСТ-15150.

Пример записи при заказе

Резистор защитный типа РЗ1 для заземления нейтрали с номинальным сопротивлением 150±10% Ом, устанавливаемый в сети с номинальным напряжением 10 кВ, тип исполнения А, климатическое исполнение УХЛ, категория 2 по ГОСТ 15150.

РЗ1 — 150 — 10 — А — УХЛ2

Предприятие ООО «Болид» имеет лицензию Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на конструирование и изготовление резисторов типа РЗ1 на объекты использования атомной энергии (АЭС) в составе ячеек КРУ.

За 2010 – 2013 годы на объекты использования атомной энергии поставлено 20 резисторов:

  • АЭС «Бушер», Иран
  • Калининская АЭС, Россия
  • Белоярская АЭС, Россия
  • Ростовская АЭС, Россия

Резистор защитный типа РЗ1, тип исполнения А

Резистор защитный типа РЗ1, тип исполнения Б

Высокоомные резисторы типа РЗ для заземления нейтрали сетей 6-35 кВ

Предназначены для защиты сетевого оборудования в сетях 6-35 кВ от перенапряжений при дуговых однофазных замыканиях, а также для подавления резонансных, феррорезонансных явлений и устранения связанных с ними повреждений ТН и другого оборудования. Резистивное заземление нейтрали позволяет практически полностью исключить развитие аварий с многоместными повреждениями и создать условия для быстрого и надежного определения поврежденного фидера устройствами релейной защиты. Наличие резистора типа РЗ в нейтрали сети обеспечивает применение ОПН для ограничения коммутационных перенапряжений с более глубоким уровнем их ограничения.

Резисторы защитные типа РЗ для сетей напряжением 6-10 кВ выпускаются согласно ТУ 3414-001-73132086-2010.

Резисторы защитные типа РЗ для сети 35 кВ выпускаются согласно ТУ 3414-002-73132086-2010.

Конструктивное исполнение

Основой резистора являются элементы резистора защитного (ЭРЗ), изготавливаемые в соответствии с ТУ 3414-005-11840528-97 «Элементы резистора защитного».

ЭРЗ представляет собой соединенные в электрическую цепь элементы нагревательные графита фосфатные (ЭНГФ) из материала «ЭКОМ», помещенные в металлический корпус с диэлектрической теплопроводной прокладкой между корпусом и ЭНГФ. Металлический герметичный корпус снабжен устройством для выравнивания давления внутри тела резистивного элемента. ЭРЗ соединяют последовательно, ориентируют вертикально и закрепляют на раме. Величина зазора между ЭРЗ определяется номинальным напряжением сети, в которой устанавливается резистор, и теплоотдачей в стационарном режиме.

Резистор серии РЗ конструктивно выполняется из одного или нескольких унифицированных резистивных блоков.

Описание унифицированного блока

Основание (1) установлено на 4-х опорных стойках (2). На основании установлены опорные изоляторы (3). Закрепленные на изоляторах изоляционные пластины (4) служат опорой для элементов резистора защитного (ЭРЗ) (5). В жестко закрепленных на изоляторах вертикальных стойках (6) установлена регулируемая по высоте изоляционная пластина (7), с помощью которой производится фиксация сверху элементов резистора ЭРЗ.

Конструктивное выполнение резистора в виде набора вертикально ориентированных отдельных пластин создает хороший теплоотвод от пластин в воздух за счет естественной конвекции. Это дает возможность стационарной работы резистора в неполнофазном режиме. В соответствии с правилами эксплуатации электроустановок неполнофазный режим может продолжаться до 6 часов без отключения потребителей и резистора.

Выполнение резистора из набора отдельных пластинчатых элементов дает возможность легко и быстро подобрать необходимое количество составляющих элементов для обеспечения нужного сопротивления и мощности в сетях от 6 до 35 кВ.

1 — основание;
2 — опорные стойки;
3 — опорные изоляторы;
4 — изоляционные пластины;
5 — элементы резистора защитного;
6 — вертикальные стойки;
7 — изоляционные пластины;
8 — изолятор для подключения подвода от нейтрали сети.

Технические характеристики

Конструкция резистора является ремонтопригодной.

В составе резисторов серии РЗ нет составных частей и материалов, представляющих опасность для жизни, здоровья людей и окружающей среды.

Изготовитель гарантирует соответствие резистора защитного РЗ требованиям технической документации в течение 60 месяцев эксплуатации с момента получения резистора потребителем, при соблюдении правил эксплуатации и хранения.

Резисторы РЗ располагаются на свободной площади ОРУ или ЗРУ. Подключение резистора рекомендуется выполнять к нейтрали сети через разъединитель с целью отключения резистора для осмотра и технического обслуживания.

Резистор РЗ должен иметь, в соответствии с требованиями ПУЭ, сплошное сетчатое ограждение высотой не менее 2 м, расстояние от элементов конструкции резистора до элементов ограждения должно быть не менее указанного в ПУЭ.

В случае установки конструкции резистора на фундаментные опоры с высотой, обеспечивающей расположение нижней кромки фарфора изоляторов над уровнем планировки или наземных коммуникационных сооружений на высоте не менее 2,5 м, согласно нормам ПУЭ резистор разрешается не ограждать.

В конструкции резистора предусмотрен отдельный изолятор, предназначенный для подключения подвода от нейтрали электрической сети.

Подключение подвода резистора типа РЗ к нейтрали электрической сети 6-35 кВ может осуществляться с помощью кабеля, провода или шины, присоединяемых к нижнему или к верхнему изолятору, в зависимости от вида подвода.

Вид выполнения подвода определяется исходя из удаленности разъединителя от верхнего фланца изолятора резистора, либо других особенностей конкретной подстанции.

При выполнении подвода кабелем крепление может осуществляться к нижнему изолятору, установленному на основании. Подвод, выполняемый шиной или голым проводом, должен проходить выше сетчатого ограждения резистора, при этом крепление производится к верхнему изолятору, установленному на вертикальной стойке. При необходимости выполнения подвода к верхнему изолятору – кронштейн, шина, верхний изолятор заказываются отдельно и вносятся соответствующие изменения в чертежи. При использовании верхнего изолятора увеличивается габаритная высота резистора.

Вывод последнего ЭРЗ соединяется с помощью шины к приваренному на основании болту заземления. По требованию заказчика может быть осуществлен «изолированный» вывод. В данном случае шина присоединяется к отдельному изолятору, установленному на основании.

Заземление блока резистивных элементов выполняется путем присоединения заземляющего проводника от общего контура заземления электроустановки к болтам заземления блока.

Допускается установка резистора на другие опоры, например балки или рамы, сваренные из швеллеров, обеспечивающие устойчивое расположение резистора в строго горизонтальном положении с отклонениями не более ±1 мм. Опоры должны обеспечить выдерживание нагрузки в 1,5 раза превышающей вес резистора.

При заказе резистора необходимо еще раз уточнить конструкцию данного типа РЗ, сделать запрос чертежа фундамента. По специальному заказу допускается изготавливать резисторы на согласованное сопротивление и согласованные габаритные размеры.

Схема подключения резистора

Рекомендуется подключать резистор к нейтрали трансформатора со схемой соединения обмоток: звезда с выведенной нейтралью/треугольник.

При отсутствии явно выведенной нейтрали подключения резисторов осуществляется к нейтралям фильтров нулевой последовательности типа ФМЗО через разъединитель.

В случае комбинированного использования РЗ и ДГP рекомендуем независимое подключение каждого устройства к нейтрали трансформатора, позволяющее независимое использование устройств.

Структура условного обозначения резистора для заземления нейтрали

РЗ — A — B — C — D

РЗ — тип резистора защитного;

A — номинальное сопротивление резистора, Ом;

B — номинальная мощность резистора, кВт;

C — номинальное напряжение сети, кВ;

D — климатическое исполнение, категория размещения по ГОСТ 15150.

Пример записи при заказе

Резистор защитный типа РЗ для заземления нейтрали с номинальным сопротивлением 1000 ± 10 % Ом, мощностью 34 кВт устанавливаемый в сети с номинальным напряжением 10 кВ, климатическое исполнение УХЛ, категория 1 по ГОСТ 15150.

РЗ — 1000 — 34 — 10 — УХЛ1

Похожие статьи:

  • Расчёт тяжения провода вли Статьи проектировщиков Уважаемые посетители! Наш сайт переехал на http://www.kuzovlevs.kz и по этому адресу больше обновляться не будет. Механический расчет ВЛИ-0.4кВ с СИП-2AF с несущей нулевой жилой Цель расчета: выбор элементов […]
  • Какое напряжение опаснее 220 или 380 А какое напряжение у нас должно быть? 220/380В или 230/400В? Еще в 1992 году у нас приняли МЭКовский ГОСТ. Переиздавали его многократно, в том числе в двухтысячные годы. Статус: действующий. ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) Настоящий стандарт […]
  • Управление зажиганием цил 1 обрыв цепи Volkswagen Golf металлик › Бортжурнал › 17769 управление зажиганием цил 3 обрыв цепи 17769 управление зажиганием цил 3 обрыв цепипостояно выдает эту ошибку из за чего горит чекктонибудь шарит в этих делахбуду признателен за […]
  • Токовые нагрузки провода сип Выбор и проверка кабелей 0.4кВ Уважаемые посетители! Наш сайт переехал на http://www.kuzovlevs.kz и по этому адресу больше обновляться не будет. Источники: 1. Правила устройства электроустановок республики Казахстан. - Астана, 2003. 2. […]
  • Максимальный ток для провода сип Допустимый ток провода СИП Самонесущий изолированный провод СИП используется при прокладке воздушных линий электропередач и сейчас используется в подавляющем большинстве случаев. Он может использоваться для разных целей. С его помощью […]
  • Мурманск 220 вольт адреса 220 Вольт в Мурманске Введите код на картинке: Силовую и строительную технику, в том числе, бензорезы, сварочное оборудование, бетономешалки, вибротрамбовки, генераторы и электростанции, затирочные машины, лебедки, а также стабилизаторы […]