Однофазное замыкание на землю является наиболее частым видом повреждения в трехфазных электрических сетях всех классов напряжения. В электрических сетях 6–35 кВ России, работающих с изолированной или компенсированной нейтралью, значения токов однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) невелики, поэтому сети этих классов напряжения традиционно называют сетями с малым током замыкания на землю.
Ключевой проблемой в распределительных сетях напряжением 6–35 кВ является выбор способа заземления нейтрали, поскольку именно режим заземления нейтрали оказывает решающее влияние на надежность электроснабжения потребителей, на сохранность электрических машин и кабелей, на безопасность людей и животных, находящихся в местах прохождения электрических линий, и в очень большой степени на выбор принципов и типов устройств релейной защиты и автоматики (РЗА), а также на способы использования этих устройств для отключения замыкания на землю или только для сигнализации. В России и республиках бывшего СССР главным образом используется режим либо изолированной нейтрали, либо резонансно-заземленной нейтрали.
Целью исследования является теоретический и литературный обзор всех видов защит от однофазных замыканий на землю в распределительных сетях 6–35 кВ и оценка их чувствительности. К оценке чувствительности относится: анализ чувствительности защит, основанных на контроле составляющих нулевой последовательности и анализ чувствительности защит, основанных на контроле уровня высших гармоник. Предполагается рассмотреть все типы защит в зависимости от типа заземления нейтрали, а также их достоинства и недостатки, учитывая, что современные микропроцессорные терминалы обычно позволяют реализовать сразу несколько алгоритмов, относящихся к различным принципам действия защит.
Будут рассмотрены режимы нейтрали в сетях 6–35 кВ: изолированная нейтраль (№ 1), резонанснозаземленная, или «компенсированная нейтраль» (№ 2), с заземлением нейтрали через резистор (№ 3).
Рассмотрим требования к защитам от замыканий на землю в сетях 6–35 кВ.