Παρακολούθηση μόνωσης σε δίκτυα με απομονωμένο ουδέτερο

Σε δίκτυα με απομονωμένο ή γειωμένο ουδέτερο, κατά την κανονική λειτουργία, οι τάσεις και των τριών φάσεων προς τη γείωση είναι ίσες με την τάση φάσης.

Σε μονοφασικό σφάλμα γείωσης, η τάση της προβληματικής φάσης προς τη γη θα είναι μηδέν και αυτή των μη σφαλμάτων φάσεων θα αυξηθεί σε φάση προς φάση. Σε αυτή την περίπτωση, οι τάσεις φάσης-φάσης δεν αλλάζουν. Τέτοια δίκτυα μπορούν να παραμείνουν σε λειτουργία επειδή η ζημιά είναι δύσκολο να εντοπιστεί. Η μακροχρόνια λειτουργία σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας είναι απαράδεκτη, επειδή σε περίπτωση τυχαίας καταστροφής της μόνωσης της άθικτης φάσης, θα προκύψει βραχυκύκλωμα δύο φάσεων με ανεπιθύμητες συνέπειες.

Για την παρακολούθηση της κατάστασης μόνωσης σε δίκτυα με τάση έως 1 kV, χρησιμοποιούνται τρία βολτόμετρα, συνδεδεμένα σε ένα αστέρι, το ουδέτερο σημείο του οποίου είναι γειωμένο (Εικ. 1, α).

Ρύζι. 1.Μονοπολικό σφάλμα γείωσης σε δύο σημεία: έλεγχος μόνωσης με βολτόμετρα, α — σύνδεση γραμμής με μετασχηματιστή ρεύματος, β — προστασία ρελέ, γ — έλεγχος μόνωσης με βολτόμετρα, δ — έλεγχος μόνωσης με ρελέ συναγερμού, Q — διακόπτης, KA — ρελέ για ρεύμα, KL — ενδιάμεσο ρελέ, SQ — βοηθητική επαφή διακόπτη κυκλώματος, YAT — ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα απελευθέρωσης διακόπτη, KH — ρελέ σήματος, V — βολτόμετρο, R — αντίσταση.

V δίκτυα με απομονωμένο ουδέτερο Ο έλεγχος της μόνωσης είναι εύκολος με τρία βολτόμετρο. Τα βολτόμετρα συνδέονται με τους ακροδέκτες της κύριας δευτερεύουσας περιέλιξης ενός τριφασικού μετασχηματιστή τάσης τριών περιελίξεων. Για τον ίδιο σκοπό μπορούν να χρησιμοποιηθούν και μονοφασικοί μετασχηματιστές τάσης.

Σε δίκτυα με τάσεις πάνω από 1 kV, χρησιμοποιείται ένας μετασχηματιστής τάσης NTMI για παρακολούθηση, ο οποίος έχει δύο δευτερεύουσες περιελίξεις. Ένα πηνίο συνδεδεμένο σε αστέρι χρησιμεύει για τη μέτρηση της τάσης, το δεύτερο πηνίο συνδεδεμένο σε ανοιχτό τρίγωνο με ακροδέκτες aΔ — HCΔ — για έλεγχο μόνωσης με συμπερίληψη ρελέ ελέγχου μόνωσης.

Ένα ρελέ τάσης χρησιμοποιείται ως αυτό το ρελέ. KV που ενεργεί στο σήμα (Εικ. 2).

Ρύζι. 2. Σχέδια ελέγχου απομόνωσης σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος σε δίκτυο με απομονωμένο ουδέτερο: O, A, B, C — περιελίξεις, V — βολτόμετρο, T — μετασχηματιστής NTMI, KV — ρελέ ελέγχου απομόνωσης

Στην κανονική λειτουργία, η τάση στους ακροδέκτες αυτού του πηνίου είναι κοντά στο μηδέν. Σε περίπτωση γείωσης οποιασδήποτε φάσης στο πρωτεύον δίκτυο, η συμμετρία τάσης σπάει και εμφανίζεται μια τάση στο τύλιγμα που είναι συνδεδεμένο σε ανοιχτό τρίγωνο, επαρκής για τη λειτουργία του ρελέ τάσης, το οποίο σηματοδοτεί δυσλειτουργία.

Σε περίπτωση βλάβης της μόνωσης φάσης (βραχυκύκλωμα με τη γείωση), οι ενδείξεις του βολτόμετρου σε αυτή τη φάση θα μειωθούν και οι ενδείξεις του βολτόμετρου στις άλλες δύο άθικτες φάσεις θα αυξηθούν. Σε περίπτωση σφάλματος μεταλλικής γείωσης, το βολτόμετρο της κατεστραμμένης φάσης θα δείχνει μηδέν και σε άλλες φάσεις η τάση θα αυξηθεί κατά 1,73 φορές και τα βολτόμετρα θα δείχνουν τάσεις γραμμής.

Το προσωπικό λειτουργίας του υποσταθμού μπορεί επίσης να μάθει για παραβίαση της απομόνωσης φάσης μέσω της λειτουργίας των συσκευών σηματοδότησης. Ένα ρελέ παρακολούθησης μόνωσης N χρησιμοποιείται ως συσκευή σηματοδότησης που συνδέεται με τους ακροδέκτες της πρόσθετης δευτερεύουσας περιέλιξης του μετασχηματιστή τάσης NTMI που είναι συνδεδεμένος σε ένα ανοιχτό κύκλωμα τριγώνου. Όταν πραγματοποιείται γείωση στους ακροδέκτες αυτού του πηνίου, εμφανίζεται μια τάση μηδενικής ακολουθίας 3U0, το ρελέ Η εμπλέκεται και δίνει ένα σήμα (Εικ. 3).

Σε δίκτυα στα οποία η αντιστάθμιση χωρητικών ρευμάτων προς το έδαφος πραγματοποιείται με τη χρήση αντιδραστήρων καταστολής τόξου, οι συσκευές σηματοδότησης φάσης-γης συνδέονται με την περιέλιξη σήματος του αντιδραστήρα τόξου ή με έναν μετασχηματιστή ρεύματος εγκατεστημένο στη γειωμένη έξοδο του Σε αυτή την περιέλιξη μπορεί να συνδεθεί μια λυχνία σήματος που ανάβει όταν παρουσιαστεί σφάλμα γείωσης στο δίκτυο. Η λυχνία σήματος εγκαθίσταται απευθείας στη μονάδα αποζεύκτη του αντιδραστήρα καταστολής τόξου.

Ρύζι. 3. Έλεγχος της κατάστασης μόνωσης σε δίκτυα με απομονωμένο ουδέτερο: 1 — μετασχηματιστής ισχύος. 2 — μετασχηματιστής μέτρησης τάσης. H — ρελέ τάσης

Εύρεση σφαλμάτων γης

Σε δίκτυα με απομονωμένο ουδέτερο και με αντιστάθμιση χωρητικών ρευμάτων, είναι δυνατή η λειτουργία του δικτύου παρουσία σφάλματος γείωσης.Ωστόσο, η μακροχρόνια λειτουργία του δικτύου με αυξημένη τάση σε μη κατεστραμμένες φάσεις αυξάνει την πιθανότητα ατυχήματος και το σπάσιμο του καλωδίου και η πτώση του στο έδαφος αποτελεί κίνδυνο για τους ανθρώπους. Επομένως, η ανίχνευση και η εξάλειψη του σφάλματος φάσης προς γη πραγματοποιείται το συντομότερο δυνατό. Οι απλές συσκευές σηματοδότησης γείωσης στο δίκτυο δεν μπορούν να προσδιορίσουν τη θέση της φάσης προς τη γείωση, καθώς όλα τα τμήματα του δικτύου διασυνδέονται ηλεκτρικά μέσω των ζυγών του υποσταθμού.

Οι συσκευές επιλεκτικής σηματοδότησης USZ-2/2, USZ-ZM χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό του ηλεκτρικού κυκλώματος με γείωση. Αυτές οι συσκευές περιέχουν συνήθως ένα υψηλότερο αρμονικό φίλτρο και έναν επιλογέα. Το αρμονικό φίλτρο λειτουργεί σε συχνότητα 50 ή 150 Hz (50 Hz για δίκτυα χωρίς αντιστάθμιση χωρητικών ρευμάτων, 150 Hz για δίκτυα με αντιστάθμιση χωρητικών ρευμάτων).

Η συσκευή σηματοδότησης είναι εγκατεστημένη στον πίνακα ελέγχου του υποσταθμού ή στο διάδρομο του συστήματος διανομής b — 10 kV και σε αυτήν συνδέονται τα κυκλώματα μετασχηματιστή ρεύματος μηδενικής ακολουθίας (TTNP) των καλωδιακών γραμμών (Εικ. 4).

Η ρύθμιση της συσκευής συναγερμού (έλεγχος ελέγχου) πραγματοποιείται κατά την κανονική λειτουργία του δικτύου (χωρίς γείωση) μετρώντας τα επίπεδα υψηλότερων αρμονικών ρευμάτων και ρευμάτων ανισορροπίας με τη συσκευή σε συχνότητα 150 Hz. Οι μετρήσεις της συσκευής συγκρίνονται με αυτούς τους δείκτες όταν εντοπιστεί ένας κατεστραμμένος σύνδεσμος.

Όταν παρουσιαστεί σφάλμα σταθερής γείωσης στο δίκτυο, το προσωπικό σέρβις του υποσταθμού μετρά διαδοχικά τα υψηλότερα αρμονικά ρεύματα σε όλες τις ζεύξεις και επιλέγει τη ζεύξη όπου το ρεύμα είναι υψηλότερο.

Ρύζι. 4.Μονοφασικό σχήμα σηματοδότησης σφάλματος γείωσης με χρήση USZ

Μετά τον προσδιορισμό της κατεστραμμένης σύνδεσης, λαμβάνονται μέτρα για την εύρεση και την αφαίρεση της θέσης του σφάλματος γείωσης. Οι συσκευές HSS επιτρέπουν τη μη αυτόματη αναγνώριση μιας αποτυχημένης σύνδεσης. Πρόσφατα, ωστόσο, αναπτύχθηκαν συσκευές που καθορίζουν αυτόματα τη σταθερή σύνδεση σφάλματος φάσης προς γη και μεταδίδουν πληροφορίες μέσω τηλεμηχανικών καναλιών στο γραφείο αποστολής των δικτύων ισχύος. Έχει αναπτυχθεί και χρησιμοποιείται ευρέως ένα σετ σηματοδότησης σφαλμάτων γείωσης τύπου KSZT-1 (πρόσφατα KDZS).

Ένα απλοποιημένο μπλοκ διάγραμμα της συσκευής KSZT-1 (KDZS) φαίνεται στο Σχ. 5.

Η συσκευή αποτελείται δομικά από τρία κύρια μπλοκ:

— BL λογική,

— μεταγωγή Κ

— Ένδειξη UM.

Το τελευταίο είναι εγκατεστημένο στο σημείο αποστολής των δικτύων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Στον υποσταθμό τοποθετούνται μπλοκ BL και K.

Όταν παρουσιαστεί σφάλμα γείωσης στο δίκτυο, η τάση μηδενικής ακολουθίας 3U0 από την περιέλιξη του μετασχηματιστή τάσης τροφοδοτείται στο μπλοκ τάσης μηδενικής ακολουθίας του BNNP και, εάν η τιμή υπερβαίνει την καθορισμένη ρύθμιση, ενεργοποιεί το λογικό μπλοκ BL. Το λογικό μπλοκ ελέγχει τη λειτουργία του ηλεκτρονικού διακόπτη K, ο οποίος ανορθώνει διαδοχικά τους μετασχηματιστές ρεύματος μηδενικής ακολουθίας TTNP.

Στο τέλος της ανάκρισης TTNP, η σύνδεση με το υψηλότερο επίπεδο υψηλότερων αρμονικών προσδιορίζεται στο λογικό μπλοκ, ο αριθμός των οποίων μεταδίδεται σε δυαδικό-δεκαδικό κώδικα από την τηλεμηχανική συσκευή KP-DP στο κέντρο ελέγχου. Στο κέντρο ελέγχου, αυτό το σήμα μετατρέπεται σε έναν αποκωδικοποιητή σε έναν διψήφιο αριθμό που εμφανίζεται στην οθόνη UN, με τον οποίο ο αποστολέας καθορίζει οπτικά τον αριθμό της σύνδεσης γείωσης.Όταν εξαφανιστεί το σφάλμα γείωσης, ολόκληρη η συσκευή επιστρέφει αυτόματα στην αρχική της θέση.

Ρύζι. 5. Μπλοκ διάγραμμα της συσκευής KSZT-1 (KDZS)

Ο διεκπεραιωτής έχει τη δυνατότητα να ανακαλέσει ξανά πληροφορίες για τον κατεστραμμένο σύνδεσμο πατώντας το κουμπί «Επαναφορά».Επιπλέον, η συσκευή επιτρέπει στο επιχειρησιακό προσωπικό του υποσταθμού να αναζητήσει μια κατεστραμμένη ζεύξη ρωτώντας χειροκίνητα το TTNP. Η χρήση αυτής της συσκευής μπορεί να μειώσει σημαντικά τον χρόνο αναζήτησης μιας κατεστραμμένης ενότητας δικτύου και να μειώσει την πιθανότητα εμφάνισης ζημιάς.