Индикатор КЗ для кабельных линий 20 кВ

Плотность энергопотребления в современных мегаполисах постоянно растет. Поэтому сейчас активно внедряются кабельные распределительные сети на напряжение 20 кВ. Стоимость сети на 20 кВ (включая оборудование) всего на 25% выше, чем у сети 10 кВ. Но зато на одной и той же площади при равном суммарном энергопотреблении требуется вдвое меньше подстанций на 20 кВ, чем на 10 кВ, что с лихвой окупает расходы. В России сети на 20 кВ внедряются в первую очередь в Москве, а, именно, в густонаселенных районах внутри МКАД. Тем не менее, и некоторые другие российские города, например, Екатеринбург, тоже начали внедрять у себя сети на 20 кВ или присматриваются к такому решению.

Особенности сетей с резистивным заземлением нейтрали

Если в сетях 6/10 кВ применяется соединение обмоток на передающей стороне по схеме «треугольник», то в сетях 20 кВ они соединены по схеме «звезда». Благодаря этому фазное напряжение в 1,73 раза меньше линейного, что позволяет использовать недорогие кабели, аналогичные по конструкции изделиям на 10 кВ. Правда, несколько усложняется конструкция трансформаторов на питающей подстанции, но в целом получается выигрыш по затратам.

Использование соединение обмоток по схеме «звезда» позволило реализовать резистивное заземление нейтрали. При использовании данного типа заземления при замыкании фазы не только на другую фазу, но и на землю, распределительная линия мгновенно обесточивается, что предотвращает работу кабеля во внештатном режиме, а, значит, увеличивает его срок службы. Данная особенность особенно актуальна для современных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.

рис.1 Схема подключения индикатора КЗ к сети 20 кВ на примере ИМАГ ОРТО

Устройства обнаружения короткого замыкания (КЗ) в сетях 20 кВ устанавливаются на отходящих присоединениях в распределительных пунктах и трансформаторных подстанциях. Датчики тока устанавливаются на каждой из трех фазах, также датчик КЗ на землю устанавливается на весь кабель.

Требования к индикатору КЗ

Индикатор КЗ для сетей 20 кВ должен обладать следующими свойствами:

• поскольку при обнаружении замыкания на землю линия сразу обесточивается, он должен иметь возможность питания от автономного источника;
• размещение на двери трансформаторной подстанции для быстрого визуального определения места, где возникла авария;
• возможность интеграции с цифровыми системами диагностики и управления (в том числе SCADA).

Выбираем российский бренд

Специально для напряжения 20 кВ индикаторы КЗ практически нигде не выпускаются. Для этого используют универсальные приборы на напряжение 6 — 35 кВ. До недавнего времени использовали такие индикаторы в основном производства западных брендов, которые сейчас ушли с российского рынка. Но есть выход — использовать индикатор КЗ, произведенный под российским брендом. Это, кстати, решает проблему не только с поставками, но и с техническим обслуживанием.

Индикатор КЗ ИМАГ ОРТО

рис.2. Индикатор ИМАГ ОРТО с фазными датчиками и датчиком нулевой последовательности

Прибор ИМАГ ОРТО рассчитан на напряжение 6 — 35 кВ и соответствует требованиям, перечисленным в предыдущем разделе.

Индикатор очень прост в использовании. Ток срабатывания при междуфазном замыкании, время задержки при междуфазном замыкании, ток срабатывания при КЗ на землю, время задержки при КЗ на землю — эти параметры устанавливаются на приборе DIP-переключателями. Индикация осуществляется пятью светодиодами: КЗ на землю — один красный, междуфазное замыкание — три красных, разряд батареи питания — один желтый. Благодаря степени защиты основного блока индикатора IP54 его можно разместить там, откуда обеспечивается наилучший обзор. К слову, степень защиты датчиков вообще составляет IP68, т. е. они могут выдерживать даже длительное нахождение под водой.

Устройство питается от литиевого элемента напряжением 3,6 В емкостью 2,7 Ач. Дополнительно может быть подключен источник питания напряжением 5 — 36 В (поставляется по запросу). ИМАГ ОРТО поддерживает протокол MODBUS и может быть интегрирован в SCADA-систему.

Предусмотрены следующие варианты сброса индикатора: вручную, по таймеру, из SCADA-системы через цифровой вход, через протокол MODBUS, при восстановлении тока нагрузки (15 А), при восстановлении напряжения питания на подстанции (220 — 240 В переменного тока).

Цифровизация электроэнергетики

Следует отметить, что сети на 20 кВ появились в момент бурного развития цифровых технологий. Резистивное заземление нейтрали, обеспечивающее четкую идентификацию КЗ на землю, является важным шагом на пути к цифровизации электроэнергетики. Мало того, данная особенность резистивного заземления нейтрали заставила специалистов задуматься и о внедрении его на сетях 6/10 кВ. В самом деле, для ряда применений возможности сетей 20 кВ избыточны, тем не менее, необходимость в цифровизации есть и за пределами МКАД. Рассматриваются варианты перевода на резистивное заземление нейтрали сетей ПАО «Ленэнерго» в рамках их модернизации, а также строительство таких сетей для ведомственных нужд, например, в инфраструктуре ПАО «Газпром». При этом требования к индикаторам КЗ, о которых идет речь в данной статье относительно к сетям 20 кВ, применимы и на сетях 6/10 кВ с резистивно заземленной нейтралью.

Заполните форму, мы поможем выбрать ИКЗ, а также рассмотрим возможность тестовой эксплуатации приборов: