Monitorovanie izolácie v sieťach s izolovaným neutrálom

V sieťach s izolovaným alebo uzemneným neutrálom sa počas normálnej prevádzky napätia všetkých troch fáz voči zemi rovnajú fázovému napätiu.

Pri jednofázovej zemnej poruche bude napätie medzi fázou a zemou nulové a napätie fáz bez poruchy sa zvýši na fázu. V tomto prípade sa medzifázové napätia nemenia. Takéto siete môžu zostať v prevádzke, pretože poškodenie je ťažké odhaliť. Dlhodobá prevádzka v tomto režime je neprijateľná, pretože pri náhodnom zničení izolácie neporušenej fázy dôjde k dvojfázovému skratu s nežiaducimi následkami.

Na sledovanie stavu izolácie v sieťach s napätím do 1 kV sa používajú tri voltmetre zapojené do hviezdy, ktorých neutrálny bod je uzemnený (obr. 1, a).

Ryža. 1.Jednopólová zemná porucha na dvoch miestach: kontrola izolácie voltmetrami, a — prepojenie vedenia s prúdovým transformátorom, b — ochrana relé, c — kontrola izolácie voltmetrami, d — kontrola izolácie alarmovým relé, Q — spínač, KA — relé pre prúd, KL — medzirelé, SQ — pomocný kontakt ističa, YAT — solenoid spúšte ističa, KH — signálne relé, V — voltmeter, R — rezistor.

V siete s izolovaným neutrálom Ovládanie izolácie je jednoduché pomocou troch voltmetrov. Voltmetre sú pripojené na svorky hlavného sekundárneho vinutia trojfázového transformátora napätia s tromi vinutiami. Na rovnaký účel možno použiť aj jednofázové transformátory napätia.

V sieťach s napätím nad 1 kV sa na monitorovanie používa napäťový transformátor NTMI, ktorý má dve sekundárne vinutia. Jedna cievka zapojená do hviezdy slúži na meranie napätia, druhá cievka zapojená do otvoreného trojuholníka so svorkami aΔ — HCΔ — na kontrolu izolácie so zabudovaným relé kontroly izolácie.

Ako toto relé sa používa napäťové relé. KV pôsobiace na signál (obr. 2).

Ryža. 2. Schémy ovládania izolácie v obvodoch striedavého prúdu v sieti s izolovaným neutrálom: O, A, B, C — vinutia, V — voltmeter, T — transformátor NTMI, KV — relé kontroly izolácie

V normálnom režime je napätie na svorkách tejto cievky blízke nule. V prípade uzemnenia ktorejkoľvek fázy v primárnej sieti sa preruší napäťová symetria a na vinutí zapojenom v otvorenom trojuholníku sa objaví napätie dostatočné na prevádzku napäťového relé, ktoré signalizuje poruchu.

V prípade poruchy izolácie fázy (skrat k zemi) sa hodnoty voltmetra na tejto fáze znížia a hodnoty voltmetra na ostatných dvoch neporušených fázach sa zvýšia. V prípade poruchy kovovej zeme ukáže voltmeter poškodenej fázy nulu a na ostatných fázach sa napätie zvýši 1,73-krát a voltmetre budú ukazovať sieťové napätia.

Obsluha rozvodne sa tiež môže dozvedieť o narušení fázovej izolácie prevádzkou signalizačných zariadení. Ako signalizačné zariadenie sa používa relé na sledovanie izolácie N, ktoré sa pripája na svorky prídavného sekundárneho vinutia napäťového transformátora NTMI zapojeného do obvodu otvoreného trojuholníka. Pri uzemnení na svorkách tejto cievky sa objaví nulové napätie 3U0, relé H sa zopne a vydá signál (obr. 3).

V sieťach, v ktorých sa kompenzácia kapacitných prúdov voči zemi vykonáva pomocou tlmičov oblúka, sú signalizačné zariadenia medzi fázou a zemou pripojené k signálnemu vinutiu oblúkového reaktora alebo k prúdovému transformátoru inštalovanému na uzemnenom výstupe tlmivky. K tomuto vinutiu je možné pripojiť signálnu lampu, ktorá sa rozsvieti pri výskyte zemného spojenia v sieti. Signalizačné svietidlo je inštalované priamo v pohone odpojovača zhášacej tlmivky.

Ryža. 3. Kontrola stavu izolácie v sieťach s izolovaným neutrálom: 1 — výkonový transformátor; 2 — transformátor na meranie napätia; H - napäťové relé

Hľadanie zemných porúch

V sieťach s izolovaným neutrálom a s kompenzáciou kapacitných prúdov je možné prevádzkovať sieť v prítomnosti zemného spojenia.Dlhodobá prevádzka siete so zvýšeným napätím na nepoškodených fázach však zvyšuje pravdepodobnosť havárie a pretrhnutie drôtu a pád na zem predstavuje nebezpečenstvo pre ľudí. Preto sa detekcia a odstránenie poruchy medzi fázou a zemou vykonáva čo najrýchlejšie. Jednoduché uzemňovacie signalizačné zariadenia v sieti nedokážu určiť polohu medzi fázou a zemou, pretože všetky časti siete sú elektricky prepojené cez prípojnice rozvodne.

Na určenie elektrického obvodu s uzemnením sa používajú selektívne signalizačné zariadenia USZ-2/2, USZ-ZM. Tieto zariadenia zvyčajne obsahujú filter vyšších harmonických a číselník. Harmonický filter pracuje s frekvenciou 50 alebo 150 Hz (50 Hz pre siete bez kompenzácie kapacitných prúdov, 150 Hz pre siete s kompenzáciou kapacitných prúdov).

Signalizačné zariadenie je inštalované na ovládacom paneli rozvodne alebo na chodbe rozvádzača b — 10 kV a sú k nemu pripojené obvody nulového sledového transformátora prúdu (TTNP) káblových vedení (obr. 4).

Nastavenie poplašného zariadenia (kontrola kontroly) sa vykonáva počas bežnej prevádzky siete (bez uzemnenia) meraním úrovní vyšších harmonických a nesymetrických prúdov zariadením pri frekvencii 150 Hz. Hodnoty zariadenia sa porovnávajú s týmito indikátormi, keď sa nájde nefunkčný odkaz.

Keď sa v sieti vyskytne stabilná zemná porucha, servisný personál rozvodne postupne meria vyššie harmonické prúdy vo všetkých spojeniach a vyberie spojenie, kde je prúd najvyšší.

Ryža. 4.Jednofázová schéma signalizácie zemnej poruchy pomocou USZ

Po určení poškodeného spojenia sa vykonajú opatrenia na nájdenie a odstránenie miesta zemného spojenia. Zariadenia HSS umožňujú manuálnu identifikáciu neúspešného spojenia. Nedávno však boli vyvinuté zariadenia, ktoré automaticky určujú stabilné spojenie medzi fázou a zemou a prenášajú informácie cez telemechanické kanály do dispečingu energetických sietí. Bola vyvinutá a široko používaná súprava signalizácie zemnej poruchy typu KSZT-1 (nedávno KDZS).

Zjednodušená bloková schéma zariadenia KSZT-1 (KDZS) je na obr. 5.

Zariadenie štrukturálne pozostáva z troch hlavných blokov:

- BL logika,

- komutácia K

— indikácia UM.

Ten je inštalovaný na dispečerskom mieste energetických prenosových sietí. Na rozvodni sú inštalované bloky BL a K.

Keď sa v sieti vyskytne zemná porucha, nulové napätie 3U0 z vinutia transformátora napätia sa privedie do bloku nulovej sekvencie napätia BNNP a ak hodnota prekročí špecifikované nastavenie, zapne sa logický blok BL. Logický blok riadi činnosť elektronického spínača K, ktorý sekvenčne usmerňuje prúdové transformátory TTNP s nulovou sekvenciou.

Na konci dotazovania TTNP sa v logickom bloku určí spojenie s najvyššou úrovňou vyšších harmonických, ktorých číslo sa prenáša v binárno-desiatkovom kóde z telemechanického zariadenia KP-DP do riadiaceho centra. V riadiacom stredisku sa tento signál v dekodéri prevedie na dvojmiestne číslo zobrazené na UN displeji, ktorým dispečer vizuálne určí číslo uzemňovacieho spojenia.Keď zemná porucha zmizne, celé zariadenie sa automaticky vráti do pôvodnej polohy.

Ryža. 5. Bloková schéma zariadenia KSZT-1 (KDZS)

Informáciu o prerušenom spoji má dispečer možnosť opäť vyvolať stlačením tlačidla «Reset».Okrem toho zariadenie umožňuje obsluhe v rozvodni vyhľadať prerušený spoj ručným dotazovaním TTNP. Použitie tohto zariadenia môže výrazne skrátiť čas hľadania poškodeného úseku siete a znížiť pravdepodobnosť vzniku poškodenia.