Компенсация емкостного тока замыкания на землю — одна из ключевых мер обеспечения надежности и безопасности электрических сетей среднего напряжения. В данной статье рассмотрены основные нормативные документы, требования к применению компенсации, порядок измерений и настройки дугогасящих реакторов.

Назначение компенсации емкостного тока

В электрических сетях 6–35 кВ при однофазном замыкании на землю через место повреждения протекает емкостный ток, обусловленный емкостью фаз сети относительно земли. При значительных значениях этого тока в месте замыкания возникает перемежающаяся дуга, которая может приводить к:

• перенапряжениям на неповрежденных фазах;
• переходу однофазного замыкания в междуфазное короткое замыкание;
• повреждению оборудования и перерывам электроснабжения;
• угрозе безопасности обслуживающего персонала.

Для устранения этих явлений нейтраль сети заземляется через дугогасящий реактор, индуктивный ток которого компенсирует емкостный ток замыкания, обеспечивая самопогасание дуги.

Нормативная база

Основными документами, регламентирующими компенсацию емкостного тока, являются:

• ПУЭ (Правила устройства электроустановок), глава 1.2 «Электроснабжение и электрические сети» — устанавливает общие требования к режимам нейтрали и условиям применения компенсации;
• РД 34.20.179-87 (ТИ 34-70-070-87, СО 153.34.20.179-87), «Типовая инструкция по компенсации емкостного тока замыкания на землю в электрических сетях 6–35 кВ», основной отраслевой документ, содержащий указания по выполнению компенсации, измерениям и настройке дугогасящих аппаратов.

Типовая инструкция предназначена для персонала служб релейной защиты и эксплуатации, занимающегося эксплуатацией электрических сетей 6–35 кВ, и содержит основные положения по выбору настроек, измерению параметров сети и обслуживанию компенсирующих устройств.

Нормируемые значения емкостного тока

Согласно требованиям ПУЭ, работа сетей 2–35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор. Компенсация емкостного тока замыкания на землю должна применяться при превышении следующих значений тока в нормальных режимах:

Таким образом, сети с изолированной нейтралью могут эксплуатироваться без компенсации только при токах замыкания на землю менее указанных значений. При превышении норм установка дугогасящих реакторов обязательна.

Объем и характер измерений

Согласно Типовой инструкции, в сетях с компенсацией емкостного тока измерения производятся для определения:

1. напряжения емкостной несимметрии сети и ее отдельных участков;
2. напряжения смещения нейтрали при различных настройках дугогасящих аппаратов и при возможных делениях сети;
3. полного емкостного тока сети и емкостных токов отдельных линий;
4. действительных токов компенсации при различных ответвлениях реакторов;
5. остаточного тока замыкания на землю и степени расстройки компенсации.

Определение емкостного тока сети для выбора мощности дугогасящих реакторов допускается производить расчетным путем, однако предпочтительными являются натурные измерения, дающие более точные результаты с учетом реальной конфигурации сети.

Настройка компенсации

Основные принципы настройки дугогасящих реакторов:

• настройка реактора выбирается так, чтобы ток компенсации соответствовал емкостному току сети с учетом ее возможных делений;
• как правило, применяется настройка с перекомпенсацией (индуктивный ток реактора несколько превышает емкостный ток сети), что исключает возникновение резонансных перенапряжений при отключении линий;
• при изменении схемы сети (вводе или выводе линий) настройка реакторов должна пересматриваться;
• напряжение смещения нейтрали в нормальном режиме не должно превышать допустимых значений, установленных инструкцией.

Эксплуатационные требования

При эксплуатации сетей с компенсацией емкостного тока необходимо:

• периодически проверять соответствие настройки реакторов фактическому емкостному току сети;
• производить измерения после существенных изменений схемы сети;
• контролировать состояние дугогасящих аппаратов, устройств автоматического регулирования (при их наличии);
• обеспечивать селективную сигнализацию или отключение присоединений с устойчивым замыканием на землю.

Стандарты по компенсации емкостного тока, закрепленные в ПУЭ и Типовой инструкции РД 34.20.179-87, обеспечивают единый подход к выбору режима нейтрали, настройке дугогасящих реакторов и проведению измерений в сетях 6–35 кВ. Соблюдение нормируемых значений емкостных токов (10 А для сетей 35 кВ, 15 А, 15–20 кВ, 20 А — 10 кВ, 30 А, 6 кВ) и правильная настройка компенсации позволяют существенно повысить надежность электроснабжения, снизить число перерывов питания и предотвратить развитие повреждений оборудования.