Содержание материала

ЗАЗЕМЛЕНИЕ НЕЙТРАЛИ В ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ СИСТЕМАХ
Перевод с английского под редакцией Д. В. Разевига

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МОСКВА       1959   ЛЕНИНГРАД

R. WILLHEIM and М. WATERS
NEUTRAL GROUNDING
IN HIGH-VOLTAGE TRANSMISSION
with an Introduction by R. RUDENBERG
В книге рассматривается широкий круг проблем, связанных с выбором способа заземления нейтрали электрических систем, в том числе вопросы надежности работы изоляции и перенапряжений, релейной защиты и т. п. Подробно изучаются переходные процессы, происходящие в системе при замыканиях на землю. Большая часть книги посвящена резонансному заземлению нейтрали, схемам включения и устройству дугогасящих аппаратов и вспомогательных устройств. В конце книги приводятся сведения о практике заземления нейтрали электрических систем в разных странах мира.
Книга может быть полезна для инженеров-электроэнергетиков, занимающихся вопросами проектирования и эксплуатации электрических систем высокого напряжения.

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА

В настоящее время, когда в Советском Союзе намечается резкое увеличение установленной мощности электрических станций и выработки электрической энергии, большое внимание уделяется созданию мощных электрических систем, имеющих разветвленные электрические сети различных номинальных напряжений. Для обеспечения надежной работы системы в целом и отдельных ее элементов важное значение имеет правильный выбор системы заземления нейтрали.
Проблема заземления нейтрали электрических систем является комплексной и ее решение оказывает существенное влияние на выбор уровня изоляции электрических систем, величину перенапряжений и мероприятия по их ограничению, устойчивость параллельной работы электрических систем, условия работы выключающей аппаратуры, систему релейной защиты и т. д. Поэтому давно ощущается необходимость в работе, которая рассматривала бы все эти вопросы в совокупности, учитывая опыт эксплуатации электрических систем с различными режимами заземления нейтрали. Книга Вильгейма и Уотерса «Заземление нейтрали электрических систем» может частично удовлетворить эту потребность.
Р. Вильгейм является одним из крупнейших специалистов в области резонансного заземления нейтрали, которому посвящен его фундаментальный труд, изданный в Германии более 25 лет назад. Это обстоятельство наложило определенный отпечаток и на настоящую книгу, написанную им совместно с английским инженером М. Уотерсом.
Хотя авторы рассматривают различные методы заземления нейтрали и приводят сравнительную оценку каждого из них, это сравнение иногда осуществляется несколько тенденциозно в пользу применения заземления нейтрали с помощью дугогасящих аппаратов. К недостаткам книги следует отнести также некоторую старомодность изложения простого материала, чрезмерный объем, который неоправданно увеличен за счет подробного изложения устаревших конструкций и методов, и большое число повторений. Наличие этих повторений и ссылок на предыдущие параграфы не позволили при переводе произвести существенного сокращения книги, которое невозможно без переработки авторского текста.
Вместе с тем книга Вильгейма и Уотерса является единственным трудом, посвященным весьма полному изложению проблемы заземления нейтрали. При ее составлении использована обширная литература, только часть которой помещена в библиографическом списке. Большой интерес представляют многочисленные сведения об опыте эксплуатации электрических систем и практике заземления нейтрали в различных странах мира. Поэтому книга Вильгейма и Уотерса должна быть весьма полезной для инженеров-электроэнергетиков, в особенности для тех, которые работают в области электрических систем.
Перевод выполнен коллективом кафедры Техники высоких напряжений МЭИ в составе: Аронов М. А., Баскаков В. С., Дмоховская Л. Ф., Жаков Е. М., Пенович Е. И., Побережский Л. П., Пинталь Ю. С., Семенов А. С., Сергеев А. С., Шлимович В. Д.
Д. Разевиг

ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРОВ

К проблеме заземления нейтрали электрических систем существуют различные подходы: от догматической веры в определенные принципы до беспристрастного исследования, от удовлетворения достигнутыми результатами до поисков лучших решений. Последние два десятилетия наблюдается благотворное изменение взглядов на эту проблему, связанное с проникновением идей из Соединенных Штатов Америки и обилием опубликованных сведений о результатах эксплуатации различных электрических систем. Благодаря полевым экспериментам было получено количественное представление о возможных величинах и опасности перенапряжений.
Статистика аварий позволила установить причины повреждений, частоту их возникновения и связанные с этими повреждениями первичные и вторичные явления. Были сделаны значительные успехи в деле ограничения числа аварий и увеличения надежности электроснабжения потребителей.
Однако статистика показывает, что средние эксплуатационные показатели современных электрических систем пока еще не поднялись до желаемого уровня, достижение которого вполне возможно путем выбора и правильного использования одного из имеющихся в настоящее время методов заземления нейтрали.
Из очень большого количества современных статей по этому вопросу многие давали реалистический анализ ранее неясных результатов эксплуатации, в других предлагались новые смелые решения. Авторы считали, что при таких условиях весьма своевременным было бы обобщить накопленные знания и оценить перспективы различных методов заземления нейтрали. В этом отношении характерно изменение той роли, которую играет резонансное заземление в современных системах, что видно на примере Соединенных Штатов Америки, где в настоящее время этот способ заземления нейтрали имеют 25% (по протяженности линий) всех электрических систем.
Резонансное заземление нейтрали составляло основу ранней книги одного из авторов; она была написана в Германии и поэтому не была доступна многим инженерам, говорящим на английском языке. Большая часть материала этой книги включена в настоящее издание, которое значительно больше по объему и шире по содержанию.
Рассматриваемая область техники передачи электрической энергии весьма обширна и связана с большим числом смежных вопросов, поэтому иногда трудно четко разграничить разбираемые проблемы, отводя им определенные параграфы книги. Ряд вопросов, имеющих отношение к общим разделам книги, например защита от замыканий на землю в системах с глухим заземлением нейтрали, рассмотрен во второй части (резонансное заземление), где это рассмотрение может быть сделано более полно.
Авторы считают своим приятным долгом поблагодарить ряд фирм за любезно предоставленные ими иллюстрации для книги. Наши издатели просили нас воздержаться от вынесения им благодарности; к счастью, это единственный пункт наших разногласий.
Настоящая книга выполнит свои задачи, если она будет способствовать пробуждению активного интереса и уважения к рассматриваемому в ней сложному вопросу, имеющему большое значение для всех стран мира.
Авторы Лондон, январь 1956 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ РЮДЕНБЕРГА

В течение последнего полустолетия развитие крупных электрических систем в Америке и Европе во многих отношениях шло параллельными путями, так как в основе этого развития лежали присущие самим системам внутренние закономерности. Однако одна из частных проблем — проблема защиты электрической системы от перекрытий изоляции— решалась по-разному. Хотя эта проблема также определяется внутренними свойствами электрических систем, ее решение в значительной мере зависело от индивидуальных взглядов людей, стоявших во главе техники передачи электрической энергии и техники связи. Поэтому в разных странах развивались различные традиции, весьма популярные у себя на родине.
Так получилось, что в Соединенных Штатах Америки было отдано предпочтение глухому заземлению нейтрали электрических систем, в связи с чем получили развитие различные способы быстрого отключения поврежденного участка. В Европе, напротив, использовалось резонансное заземление нейтрали с помощью дугогасящих аппаратов (реакторов), которые обеспечивали компенсацию тока замыкания на землю и необходимую защиту электрических систем и линий связи, без отключения поврежденного участка с помощью выключателей.
Эти два существенно различных способа заземления нейтрали существуют и в настоящее время, причем каждый из них с успехом применяется в присущей ему области номинальных напряжений и мощностей системы.
Несмотря на непрекращающийся поток взаимной информации между различными странами, она не была полностью использована из-за незнания иностранных языков. Это привело к замедлению процесса взаимного проникновения двух систем заземления нейтрали, несмотря на несомненные преимущества каждого из этих способов при определенных условиях. Однако в течение двух последних десятилетий положение изменилось, и в настоящее время многие крупные электрические системы Европы используют глухое заземление нейтрали, а в Америке все шире применяется резонансное заземление, и то и другое в тех случаях, когда применение наиболее целесообразно.
Я считаю большой удачей, что один из наиболее известных специалистов среди европейских инженеров, ранее уже выпустивший книгу по вопросам заземления нейтрали на немецком языке, сделал свои знания доступными в странах, в которых разговаривают по-английски. Но эта книга не является простым переводом немецкого издания, она обобщает все то новое, что получено по обе стороны Атлантического океана в области заземления нейтрали электрических систем. Это обобщение выполнялось им совместно с одним из английских специалистов, и оба автора достигли успеха в выполнении возложенной на себя сложной задачи.
Эта книга сочетает в себе и американскую и европейскую точки зрения и не имеет себе равных по всеобъемлющей информации о всех сторонах проблемы заземления нейтрали от наиболее общих до узко специальных вопросов, которые не затронуты ни в одной книге на английском языке. По моему мнению, она выгодно отличается от других трудов на эту же тему следующими основными качествами. Ясное обсуждение  преимуществ и недостатков различных методов решения проблемы, большое число числовых примеров, результатов экспериментов и опыта эксплуатации, которые используются для обоснования пригодности различных схем и конструкций, действительно интернациональная библиография в конце каждой главы, позволяющая в случае необходимости использовать большое количество оригинальных работ по затрагиваемым вопросам.
Рейнолд Рюденберг