Вообще-то, режим изолированной нейтрали используется в зарубежных сетях 3-69 кВ довольно редко. Кроме постсоветских стран, разве что в Финляндии можно встретить подобное, да и то, наверное потому, что энергетика Финляндии долгое время была довольно тесно интегрирована с Россией. Есть еще одно объяснение. Дело в том, что в Финляндии, в отличие от России, однофазное замыкание на землю является недопустимым режимом работы, пресекаемым отсечкой. А так как удельное сопротивление почвы в этой стране обычно весьма высокое, то режим нейтрали обычно не оказывает существенного влияния на величину тока замыкания. По всем этим причинам и выбран вариант с изолированной нейтралью, как более безопасный.
Различают 4 основных типа режимов заземления нейтрали:
- изолированная (незаземленная);
- заземленная через дугогасительный реактор;
- заземленная через резистор;
- глухозаземленная.
Как я уже писал, в российских сетях 6-35 кВ на долю первого приходится ~80%, на долю второго ~20%. Резистивное заземление используется очень редко, в некоторых карьерных сетях. Глухозаземленная нейтраль в России не используется вообще и его даже нет в списке разрешенных в 7-м издании ПУЭ. Используются также комбинации вышеприведенных режимов, а заземление через резистор условно делится на высокоомное и низкоомное. А вот в странах Америки и Австралии глухозаземленная нейтраль в таких сетях широко используется. В некоторых странах практикуется комбинация из дугогасительного реактора, гасящего однофазные перекрытия изоляции на землю, с шунтирующим его низкоомным резистором, который подключается кратковременно, для выявления поврежденной линии.
Четких нормативов, где и когда какой режим заземления использовать, нет. Есть некоторые рекомендации в ПУЭ и РД 34.20.179, которые показывают, при каких значениях емкостных токов следует использовать компенсирующий дугогасительный реактор. Помимо этих общенормативных документов, можно руководствоваться некоторыми ведомственными инструкциями - например, методические указания по выбору режима заземления нейтрали в сетях напряжением 6 и 10 кB от ОАО «Газпром».
Сети с изолированной нейтралью, так распространенные у нас, на самом деле имеют целый ряд недостатков:
- возможность возникновения многоместных повреждений изоляции при замыканиях на землю;
- частые повреждения измерительных трансформаторов напряжения;
- пробои изоляции и дуговые перенапряжения на неповрежденных фидерах при однофазных замыканиях на землю;
- повышенная опасность поражения электрическим током при длительной работе линии при однофазных замыканиях на землю;
- ошибки в работе релейных защит;
- сложность при поисках мест повреждения.
Более 70 % повреждений в таких сетях - однофазные замыкания на землю с перемежающейся дугой. Возникающие при этом дуговые перенапряжения кратностью до 3÷4 Uф опасны для электрооборудования, в первую очередь для высоковольтных электродвигателей, генераторов, кабелей и трансформаторов напряжения.
В общем, по причине перечисленных выше недостатков, в подавляющем большинстве стран мира изолированная нейтраль в данных сетях вообще не используется. Скорее всего, и в России будут постепенно переходить на другие режимы заземления нейтрали. Наиболее перспективными представляются заземления через реактор с шунтирующим резистором и заземления через резистор. Данные режимы позволяют повысить надежность сетей, автоматизировать процесс поиска повреждений и снизить аварийность в случаях однофазных замыканий на землю.
В этом плане интересен опыт Германии и некоторых других стран, где используется заземление через реактор с шунтированием низкоомным (также его называют низковольтным) резистором. Низковольтный шунтирующий резистор напряжением 500В подключается через специальный контактор во вторичную силовую обмотку 500 В дугогасящего реактора. Такое заземление нейтрали дает следующие преимущества:
- небольшой остаточный ток в месте повреждения;
- нет необходимости немедленного отключения линии при однофазном замыкании на землю;
- самоликвидация однофазных замыканий, особенно на воздушных линиях;
- так как нет опасных феррорезонансных процессов, измерительные трансформаторы не выходят из строя;
- упрощается построение действенной селективной релейной защиты.
|