Izolācijas uzraudzība tīklos ar izolētu neitrālu

Tīklos ar izolētu vai iezemētu neitrālu normālas darbības laikā visu trīs fāžu spriegumi uz zemi ir vienādi ar fāzes spriegumu.

Vienfāzes zemējuma defekta gadījumā bojātās fāzes spriegums pret zemi būs nulle, bet nebojāto fāžu spriegums palielināsies līdz fāzei. Šajā gadījumā fāzu spriegumi nemainās. Šādi tīkli var palikt ekspluatācijā, jo bojājumus ir grūti noteikt. Ilgstoša darbība šajā režīmā ir nepieņemama, jo neskartās fāzes izolācijas nejaušas iznīcināšanas gadījumā radīsies divfāžu īssavienojums ar nevēlamām sekām.

Lai uzraudzītu izolācijas stāvokli tīklos ar spriegumu līdz 1 kV, tiek izmantoti trīs voltmetri, kas savienoti zvaigznē, kuras neitrālais punkts ir iezemēts (1. att., a).

Rīsi. 1.Vienpola zemējuma defekts divās vietās: izolācijas kontrole ar voltmetriem, a — līnijas savienojums ar strāvas transformatoru, b — releja aizsardzība, c — izolācijas kontrole ar voltmetriem, d — izolācijas vadība ar trauksmes releju, Q — slēdzis, KA — relejs priekš. strāva, KL — starprelejs, SQ — slēdža palīgkontakts, YAT — slēdža atbrīvošanas solenoīds, KH — signāla relejs, V — voltmetrs, R — rezistors.

V tīkli ar izolētu neitrālu Izolācijas kontrole ir vienkārša, izmantojot trīs voltmetrus. Voltmetri ir savienoti ar trīsfāzu trīs tinumu sprieguma transformatora galvenā sekundārā tinuma spailēm. Tam pašam mērķim var izmantot arī vienfāzes sprieguma transformatorus.

Tīklos ar spriegumu virs 1 kV uzraudzībai izmanto NTMI sprieguma transformatoru, kuram ir divi sekundārie tinumi. Viena spole, kas savienota ar zvaigznīti, kalpo sprieguma mērīšanai, otra spole savienota atvērtā trīsstūrī ar spailēm aΔ — HCΔ — izolācijas kontrolei ar izolācijas vadības releju iekļaušanu.

Kā šis relejs tiek izmantots sprieguma relejs. KV, kas iedarbojas uz signālu (2. att.).

Rīsi. 2. Izolācijas vadības shēmas maiņstrāvas ķēdēs tīklā ar izolētu neitrālu: O, A, B, C — tinumi, V — voltmetrs, T — NTMI transformators, KV — izolācijas vadības relejs.

Normālā režīmā spriegums uz šīs spoles spailēm ir tuvu nullei. Jebkuras fāzes zemējuma gadījumā primārajā tīklā tiek izjaukta sprieguma simetrija un uz atvērtā trīsstūra savienotā tinuma parādās spriegums, kas ir pietiekams, lai darbinātu sprieguma releju, kas signalizē par darbības traucējumiem.

Fāzes izolācijas kļūmes gadījumā (īssavienojums ar zemi), voltmetra rādījumi šajā fāzē samazināsies un palielināsies voltmetra rādījumi pārējās divās neskartās fāzēs. Metāla zemējuma defekta gadījumā bojātās fāzes voltmetrs rādīs nulli, bet pārējās fāzēs spriegums palielināsies 1,73 reizes un voltmetri rādīs līnijas spriegumus.

Apakšstacijas apkalpojošais personāls var uzzināt arī par fāzes izolācijas pārkāpumu, darbojoties signalizācijas ierīcēm. Izolācijas uzraudzības relejs N tiek izmantots kā signalizācijas ierīce, kas ir savienota ar NTMI sprieguma transformatora papildu sekundārā tinuma spailēm, kas savienotas atvērtā trīsstūra ķēdē. Kad šīs spoles spailēm notiek zemējums, rodas nulles secības spriegums 3U0, relejs H ir ieslēgts un dod signālu (3. att.).

Tīklos, kuros kapacitatīvo strāvu kompensācija pret zemi tiek veikta, izmantojot loka slāpēšanas reaktorus, fāzes-zeme signālierīces ir savienotas ar loka reaktora signāla tinumu vai strāvas transformatoru, kas uzstādīts pie iezemētās izejas. Pie šī tinuma var pieslēgt signāllampiņu, kas iedegas, kad tīklā notiek zemējuma defekts. Signāllampa ir uzstādīta tieši loka slāpēšanas reaktora atvienotāja piedziņā.

Rīsi. 3. Izolācijas stāvokļa kontrole tīklos ar izolētu neitrālu: 1 — jaudas transformators; 2 — sprieguma mērtransformators; H — sprieguma relejs

Zemes defektu atrašana

Tīklos ar izolētu neitrālu un ar kapacitatīvo strāvu kompensāciju tīklu iespējams darbināt zemējuma defekta klātbūtnē.Taču ilgstoša tīkla darbība ar paaugstinātu spriegumu uz nebojātām fāzēm palielina avārijas iespējamību, un stieples pārrāvums un nokrišana zemē rada briesmas cilvēkiem. Tāpēc fāzes–zemes defekta noteikšana un novēršana tiek veikta pēc iespējas ātrāk. Vienkāršas zemējuma signalizācijas ierīces tīklā nevar noteikt fāze-zeme atrašanās vietu, jo visi tīkla posmi ir elektriski savienoti caur apakšstacijas kopnēm.

Lai noteiktu elektrisko ķēdi ar zemējumu, tiek izmantotas selektīvās signalizācijas ierīces USZ-2/2, USZ-ZM. Šīs ierīces parasti satur augstākas harmonikas filtru un skalu. Harmoniskais filtrs darbojas ar frekvenci 50 vai 150 Hz (50 Hz tīkliem bez kapacitatīvo strāvu kompensācijas, 150 Hz tīkliem ar kapacitatīvo strāvu kompensāciju).

Signalizācijas iekārta ir uzstādīta uz apakšstacijas vadības pults vai sadales iekārtas gaitenī b — 10 kV un tai ir pievienotas kabeļu līniju nulles secības strāvas transformatora (TTNP) ķēdes (4. att.).

Trauksmes ierīces iestatīšana (vadības pārbaude) tiek veikta normālas tīkla darbības laikā (bez zemējuma), mērot augstāku harmonisko strāvu un nelīdzsvarotu strāvu līmeņus ar ierīci ar frekvenci 150 Hz. Ierīces rādījumi tiek salīdzināti ar šiem indikatoriem, kad tiek atrasta bojāta saite.

Kad tīklā rodas stabils zemējuma defekts, apakšstacijas apkalpojošais personāls secīgi mēra augstākās harmoniskās strāvas visos posmos un izvēlas saiti, kurā strāva ir vislielākā.

Rīsi. 4.Vienfāzes zemējuma defekta signalizācijas shēma, izmantojot USZ

Pēc bojātā savienojuma noteikšanas tiek veikti pasākumi, lai atrastu un novērstu zemes bojājuma vietu. HSS ierīces ļauj manuāli identificēt neveiksmīgu saiti. Taču pēdējā laikā ir izstrādātas ierīces, kas automātiski nosaka stabilu fāzes–zeme defekta savienojumu un pa telemehāniskiem kanāliem pārraida informāciju uz elektrotīklu dispečerpunktu. Izstrādāts un plaši izmantots KSZT-1 (nesen KDZS) tipa zemes defektu signalizācijas komplekts.

Ierīces KSZT-1 (KDZS) vienkāršota blokshēma ir parādīta attēlā. 5.

Ierīce strukturāli sastāv no trim galvenajiem blokiem:

— BL loģika,

— komutācija K

— UM norāde.

Pēdējais ir uzstādīts elektropārvades tīklu dispečerpunktā. Apakšstacijā uzstādīti BL un K bloki.

Kad tīklā notiek zemējuma defekts, nulles secības spriegums 3U0 no sprieguma transformatora tinuma tiek padots uz BNNP nulles secības sprieguma bloku un, ja vērtība pārsniedz norādīto iestatījumu, ieslēdz BL loģisko bloku. Loģiskais bloks kontrolē elektroniskā slēdža K darbību, kas secīgi iztaisno nulles secības strāvas transformatorus TTNP.

TTNP iztaujāšanas beigās loģikas blokā tiek noteikts savienojums ar augstāko harmoniku augstāko līmeni, kura numurs tiek pārraidīts binārā-decimālā kodā no telemehāniskās ierīces KP-DP uz vadības centru. Vadības centrā šis signāls dekodētājā tiek pārveidots par ANO displejā redzamo divciparu skaitli, pēc kura dispečers vizuāli nosaka zemējuma savienojuma numuru.Kad zemes defekts pazūd, visa ierīce automātiski atgriežas sākotnējā stāvoklī.

Rīsi. 5. Ierīces KSZT-1 (KDZS) blokshēma

Dispečeram ir iespēja atkārtoti izsaukt informāciju par bojāto saiti, nospiežot pogu «Reset», turklāt iekārta ļauj operatīvajam personālam apakšstacijā meklēt bojāto saiti, manuāli iztaujājot TTNP. Šīs ierīces izmantošana var ievērojami samazināt bojātas tīkla sadaļas meklēšanas laiku un samazināt bojājumu rašanās iespējamību.