Более 35 лет в распределительных сетях среднего напряжения Энергоситемы Франции (ЭСФ), Париж, Франция, использовалось заземление нейтрали через сопротивление, которое ограничивало однофазные токи замыкания на землю до 150-300А Величина высокого напряжения (ВН) подстанции составляла 80% напряжения в сети 20 кВ и 20% в сетях 15кВ. Использование данного типа заземления с 1960 г. технически себя исчерпало. Широкое распространение получило использование кабельных сетей, в которых увеличиваются токи нулевой последовательности в точке, где токи замыкания составляют 600А. Это приводит к значительным перенапряжениям в месте замыкания, величина которых не отвечает сущетствующим стандартам. Ограничение значения перенапряжения, в соответствии с Правилами руководства защиты существующей системы, требует строительства новых подстанций для сокращения общей протяженности воздушных линий и подземных кабелей, подключенных к одной и той же подстанции. Это потребует значительных инвестиций.
        Более экономичным решением будет компенсировать нежелательные последствия токов замыкания на землю для кабелей и линий, подключив в нейтральную точку сопротивление с настроенной катушкой, которое будет подключено к нейтрали и будет ограничивать ток до 40А в отличии от тока 100-1000А при использовании традиционного метода заземления. В катушке допускаются перенапряжения, которые будут контролироваться путем снижения токов замыкания приблизительно в 10 раз. Качество обслуживания заметно улучшится.
        Новое Оборудование заставило EDF разработать новые концепции, так как компенсация нейтрали изменяет характеристики при замыканиях на землю (сильные колебания тока при 50 Гц). В итоге EDF разработала серию из четырех новых последовательных этапов (фиг.1), которая была запатентована EDF Исследования и Развития Div. и получила WIJMANS премию присужденную голландской компанией, KEMA.
        GENEPI. Первый этап предполагает компенсацию катушки и автоматическую систему настройки, GENEPI (GEstion du NEutre Par Injection – управление нейтралью через катушку). Система GENEPI настраивает катушку автоматически. Ее принцип основан на фиксации тока нулевой последовательности системы в сети. Этот позволяет рассчитать компенсированные параметры сети, необходимые для настройки системы.
        В течение нескольких секунд (рис. 2), ток фиксируется в нейтральной точке трансформатором, который устанавливают в контур нулевой последовательности системы. Фиксация осуществляется при различных значениях напряжения в контуре нулевой последовательности. в настоящее время (Iин) закачивается в нейтральной точкой через трансформатор, который вставляется нулевой последовательности системы. Этот раствор для инъекций причин нулевого напряжения (Uо) варьировать. Анализ изменение отношения между напряжением нулевой последовательности и фиксированным током позволяет определить место короткого замыкания в сети, которое далее может быть рассчитано. Один раз система получает информацию и дает возможность тотчас же настраивать катушку.
        Эта система совместима со всей конфигурацией сети, особенно если сеть имеет небольшую природную несимметрию. Она сводит к минимуму операции настройки компенсации.
        Организация Защиты Схем Потребителей считает, что используемые в настоящее время системы токовой защиты неэффективны. С другой стороны должно обеспечиваться обнаружение замыканий в компенсированных сетях. Для этого в схемах нулевой последовательности для каждого потребителя внедряются схемы защиты по активной мощности. Значение этой мощности позволяет определить место повреждения. Схемы чувствительны при замыканиях со значением сопротивления до 2 кОм во Французских сетях, где они установлены. Только постоянные токи замыкания содержат активную составляющую. Таким образом появление активной мощности негативно сказывается в момент замыканий и положительно в нормальном режиме работы сети.
        Контроль этих особенностей обеспечивает определения замыкания в сетях потребителей высокой мощности. По этой причине этот метод используется для определения замыкания в воздушных и кабельных линиях.
        DESIR это алгоритм сравнения векторов остаточного тока нулевой последовательности (рис. 3). После 50 Гц все вектора остаточного тока нулевой последовательности должны быть извлечены, проекции которых должны быть нанесены на относительную ось . Эта ось перпендикулярна сумме (В) остаточного тока при частоте 50Гц.
        Проекции остаточных токов поврежденных потребителей находятся в противофазе к неповрежденным потребителям. Таким образом поврежденные потребители могут быть обнаружены при помощи такого сравнения.
        В проекции на винить подачи в остаточного тока (Irdd) находится в фазе оппозиции к unfaulted фидеров. Таким образом, винить подачи могут быть обнаружены с помощью такого сравнения. Чувствительность DESIR позволяет точное определение замыкания при значениях сопротивления от 6 до 20 кОм.
         Детекторы замыкания основаны на анализе изменения напряжения и тока нулевой последовательности при замыканиях. Детекторы устанавливаются на воздушных линиях и использую датчики магнитного и электрического поля. Детекторы устанавливаются в кабельных сетях в трансформаторах тока и емкостях.
        Этот новый метод определения замыкания фазы на землю основывается на анализе изменения значений остаточного тока и сигнала напряжения при замыканиях. Датчик немедленно определяет участок замыкания , что позволяет быстро отделить поврежденный участок от остальной сети.
        Этот метод позволяет всегда беспрепятственно использовать данные датчики. Датчики основанные на явление магнитного и электрического поля устанавливаются на воздушных линиях. Небольшая стоимость и деление напряжения в MV кабелях дает возможность использование их кабельных сетях.
        Результаты проекта. Сокращение кратковременных отключений на 34 %, и автоматизация устранения аварий на 75 %.Основной задачей данных исследований являлась оптимизация решений с точки зрения затрат и эффективности, надежности, проверка совместимости с соответствующими системами.
        Данный тип проверки был введен в эксплуатацию для различного типа оборудования. С помощью регистраторов были проанализированы различные виды аварий сети. Этот анализ был выполнен путем контроля изменений в качестве подачи напряжения и соответствующих перенапряжений.
        Тщательная работа разработчика и получение им удовлетворительных результатов является залогом успеха для разработки новой стадии.
        Это обеспечивает оптимизацию работы потребителей и небольшую стоимость продукта, который дает возможность повысить безопасность и качество услуг.
        Переоборудование 1500 подстанций ВН/СН займет около 10 лет.
        Примечание: ЭСФ лицензировала разработки совместно с GENEPI и DESIR с их концепцией детекторов . GENEPI и DESIR также являются зарегистрированными товарными знаками компании EDF.
        Жан-Пьер Клерфеилье возглавляет отдел энергосистемы Динамика и Управление отдела исследований и развития Div. Он имеет степень электротехника из школы Superieure d'Electricite. Клерфеилье является членом IEEE и СИГРЭ
        Филипп Жустон является инженером научно-исследовательской организации : Динамика и Управление отдела исследований и развития Div. Он окончил школу Superieure d'Electricite. До 1993 года он работал в энергетической системе, был менеджером проекта в энергетической системе по стабилизации.
        Мишель Клеман является главой Совета М. В. Проекта дистрибьюторов Div., Electricite де Франс, к которой он присоединился в 1981 году. Он имеет степень электротехника из школы Superieure d'Electricite. Он был ответственным за планирование и функционирование сетей ВН / СН. Он является автором многочисленных международных документов по заземлению нейтрали в воздушных линиях электропередач.