Необычное применение SMART35 для управления режимом нейтрали в ЮАР

Необычный способ использования реклоузера SMART35 компании «Таврида Электрик» был предложен и реализован крупнейшей южноафриканской энергетической компанией «Eskom», производящей примерно 95 % электроэнергии, используемой в Южной Африке, и примерно 45 % электроэнергии, используемой во всей Африке в целом. Проект реализован в районе Кейптауна, на пробной площадке в Бадсберге.

В компании «Eskom» в сетях среднего напряжения 11 кВ с резистивно-заземленной нейтралью устранение коротких замыканий на землю осуществляется посредством АПВ фидерного выключателя питающей подстанции или нижестоящей плавкой вставки. Существующие защиты на питающих подстанциях не различают установившиеся и неустановившиеся замыкания на землю, вследствие чего потребители теряли питание при каждом неустановившемся коротком замыкании.

 При успешном АПВ на фидерном выключателе потребители испытывали перебои в питании, приводящие к отключению компьютеров, остановке водяных насосов, из-за чего фермеры вынуждены были вручную перезапускать оборудование, неся как финансовые, так и временные потери. Аналогично и для технологических линий перерабатывающих предприятий, где кратковременные перебои в питании могут привести к серьёзным материальным потерям.

Согласно собственной статистике компании «Eskom» в сетях среднего напряжения 50-80 % всех коротких замыканий составляют замыкания на землю. Из них – 70-80 % являются неустановившимися, которые могут быть устранены работой АПВ.

 Основываясь на статистике, что 56 % всех аварий в сетях 11 кВ являются неустановившимися короткими замыканиями на землю, компанией «Eskom» была разработана и внедрена система устранения неустойчивых замыканий на землю без прерывания питания – TEFCS (Transient Earth Fault Clearing Scheme). В чем заключается данный метод и как автоматика устраняет замыкание без прерывания питания потребителей? В сети «Eskom» 11 кВ заземление нейтрали реализовано посредством резистивно-заземляющих трансформаторов. При замыкании на землю в нейтральном проводе создаётся ток короткого замыкания, ограниченный резистивным заземлением. Установка между нейтралью и землей реклоузера позволяет выполнить АПВ для устранения неустойчивого короткого замыкания на землю без прерывания питания потребителей. Благодаря этому глухо или резистивно-заземленная нейтраль сети преобразуется в изолированную, по которой протекают лишь малые емкостные токи. В результате этого потребители сети не замечают действия АПВ реклоузера в результате неустановившегося замыкания на землю. В случае установившегося замыкания срабатывают защиты фидерных выключателей или нижестоящих плавких вставок.

При пилотном внедрении системы TEFCS был применен интеллектуальный реклоузер компании «Таврида Электрик» - SMART35. Выбор данного устройства обусловлен следующими факторами:

• быстрота срабатывания (быстрое отключение дугового замыкания на землю не даёт ионизироваться воздуху в достаточной степени для повторного поджига дуги);
• малые массогабаритные показатели коммутационного модуля с интегрированными средствами измерения (установка SMART35 произведена на существующую на ПС металлоконструкцию);
• шкаф управления со встроенным блоком РЗА;
• автономное устройство с ИБП;
• отсутствие необходимости в обслуживании.

Благодаря этим достоинствам реклоузера SMART35 реализация системы TEFCS была произведена в самые короткие сроки, и самое главное – не вмешиваясь в оперативные цепи и строительную часть подстанции.

Результаты испытаний и статистические данные об эффективности работы системы TEFCS за год оказались впечатляющими. Почти 87 % замыканий на землю, зафиксированных реклоузером SMART35, были устранены действием АПВ в нейтральном проводе, не вызывая прерывания электроснабжения.

TEFCS (схема устранения неустойчивых замыканий на землю) позволяет уменьшить количество кратковременных потерь питания (улучшает показатель MAIFI системы). Это значительно повышает качество электроснабжения потребителей (фермы, производства и т. д.), снижая их эксплуатационные расходы, материальные потери, предотвращая возможные повреждения оборудования.