Подходы к выбору резистора

Выбор типа резистора для заземления нейтрали производится по трем основным критериям:

1. Резистор должен обеспечивать снижение уровня дуговых перенапряжений;
2. Сопротивление резистора в нейтрали должно гарантировать протекание активного тока в поврежденном присоединении, достаточного для действия релейных защит на сигнал или на отключение поврежденного присоединения;
3. При заземлении нейтрали через резистор должны соблюдаться условия электробезопасности для людей при ОЗЗ на ПС и РП с учетом существующего нормирования величины допустимого напряжения прикосновения.

Основной параметр резистора – его активное сопротивление R_р, величина которого выбирается по критерию снижения уровня перенапряжений и затем может корректироваться по условиям работы релейной защиты и условию электробезопасности.

1-й критерий выбора резистора.
Снижение уровня перенапряжений

Аналитически и экспериментально установлено, что наибольшая эффективность защиты сетей от дуговых перенапряжений достигается при условии, что активная составляющая тока замыкания I_за, создаваемая резистором, больше суммарного емкостного тока сети I_с.

При определенных трудностях выполнения условия I_за I_c допускается при выборе сопротивления резистора использовать менее жесткое условие I_за 0,5 • I_c.

2-й критерий выбора резистора.
Гарантия работы РЗА

Защита от ОЗЗ в сети организуется на всех присоединениях. Устанавливается максимальная токовая защита нулевой последовательности с действием на отключение присоединений без выдержки времени при низкоомном резистивном заземлении нейтрали и с действием на сигнал при высокоомном резистивном заземлении нейтрали и при комбинированном заземлении нейтрали.
Селективность защит нулевой последовательности присоединений определяется тем, что активная составляющая тока ОЗЗ протекает только через поврежденное присоединение.
Тип резистора по критерию работы РЗА выбирается в соответствии с условием:

I_з > I_с.з.,

где I_з – ток замыкания на землю за вычетом емкостного тока рассматриваемого присоединения, А;
I_с.з. – максимальный ток уставки защиты из всех присоединений, А.

Ток уставки защиты I_с.з. определяется по выражению:

I_с.з. = К_н * К_ * I_сп

где I_сп – первичный емкостный ток нулевой последовательности, протекающий по рассматриваемому присоединению при ОЗЗ на данном присоединении, А;
К_н – коэффициент надежности, равный 1,2;
К_б – коэффициент, учитывающий бросок емкостного тока при дуговых перенапряжениях, который принимается равным: для реле РТЗ-51 – 2–2,5; для реле РТЗ-50 – 3–4; для реле РТЗ-40 – 4–5;
для цифровых терминалов – 1,2.

Кроме отключения повредившегося присоединения, релейная защита, в случае необходимости, должна действовать на отключение ввода от трансформатора на секцию шин. Релейная защита может выполняться направленной в трехфазном исполнении.
Общие принципы организации работы РЗА при заземлении нейтрали сетей 6–35 кВ через резистор:

• низкоомное резистивное заземление нейтрали производится в случаях, когда ОЗЗ должно быть селективно отключено за минимально возможное время;
• высокоомное резистивное заземление нейтрали и комбинированное заземление нейтрали выполняются, когда сеть должна иметь возможность длительной работы при ОЗЗ. Величина сопротивления резистора определяется в основном необходимостью снижения уровня перенапряжений и обеспечения величины тока ОЗЗ, достаточного для определения поврежденного присоединения при помощи простых токовых защит, работающих на сигнал;
• при отказе защит по отключению поврежденного присоединения должно быть выполнено резервное действие защит от ОЗЗ по отключению секции, к которой присоединено поврежденное присоединение, чтобы исключить перевод сети в режим изолированной нейтрали и защитить резистор от повреждения;
• применение АПВ на кабельных линиях после отключения ОЗЗ нежелательно из-за возможного перехода ОЗЗ в междуфазное КЗ. Применение АПВ на воздушных линиях допустимо, а в особых случаях обязательно;
• в сетях с высокоомным заземлением нейтрали предпочтительно применение цифровых защит, объединенных в локальную сеть, для быстрого определения поврежденного присоединения;
• для исключения неселективной работы защит от ОЗЗ схемы АВР должны отключать один из резисторов, если при низкоомном резистивном заземлении нейтрали возможно питание энергообъекта от резервных источников, имеющих такое же заземление нейтрали.

3-й критерий выбора резистора.
Обеспечение электробезопасности

На ПС 110 кВ и выше, включающих сети 6–35 кВ с заземленной через резистор нейтралью, условия электробезопасности выполняются всегда, т. к. ток, стекающий в землю с нейтрали при ОЗЗ, в сети 6–35 кВ всегда значительно меньше тока ОКЗ в сети 110 кВ и выше.
На ПС 6–35 кВ, включающих сети с заземленной через резистор нейтралью, электробезопасность может быть обеспечена на основе действующих рекомендаций ПУЭ-85 по норме на допустимое сопротивление заземляющего устройства (ЗУ) ПС. Если выполнить ЗУ по данной норме невозможно, защитные мероприятия при низкоомном заземлении нейтрали можно осуществить на основе системы нормирования условий электробезопасности по допустимому напряжению прикосновения. В этом случае электробезопасность обеспечивается за счет быстрого отключения поврежденной линии, что позволяет в соответствии с ГОСТ 12.1.038 (табл. 1) принимать для человека повышенные значения напряжения прикосновения по сравнению с длительным его воздействием.

Таблица 1.