Monitorizarea izolației în rețele cu neutru izolat

În rețelele cu un neutru izolat sau împământat, în timpul funcționării normale, tensiunile tuturor celor trei faze la pământ sunt egale cu tensiunea de fază.

Într-o defecțiune la pământ monofazată, tensiunea fazei defectate la pământ va fi zero, iar cea a fazelor nedefectate va crește până la fază la fază. În acest caz, tensiunile de la fază la fază nu se modifică. Astfel de rețele pot rămâne în funcțiune deoarece daunele sunt greu de detectat. Funcționarea pe termen lung în acest mod este inacceptabilă, deoarece în cazul distrugerii accidentale a izolației fazei intacte, va avea loc un scurtcircuit în două faze cu consecințe nedorite.

Pentru a monitoriza starea izolației în rețelele cu o tensiune de până la 1 kV, se folosesc trei voltmetre, conectați într-o stea, al cărui punct neutru este împământat (Fig. 1, a).

Orez. 1.Defecțiune unipolară la pământ în două locuri: controlul izolației cu voltmetre, a — conexiune de linie cu transformator de curent, b — protecția releului, c — controlul izolației cu voltmetre, d — controlul izolației cu releu de alarmă, Q — comutator, KA — releu pt. curent, KL — releu intermediar, SQ — contact auxiliar întrerupător, YAT — solenoid de declanșare a întreruptorului, KH — releu de semnal, V — voltmetru, R — rezistor.

V rețele cu neutru izolat Controlul izolației este ușor cu trei voltmetre. Voltmetrele sunt conectate la bornele înfășurării secundare principale a unui transformator de tensiune trifazat cu trei înfășurări. Transformatoarele de tensiune monofazate pot fi, de asemenea, utilizate în același scop.

În rețelele cu tensiuni peste 1 kV, pentru monitorizare se folosește un transformator de tensiune NTMI, care are două înfășurări secundare. O bobină conectată într-o stea servește la măsurarea tensiunii, a doua bobină conectată într-o deltă deschisă cu bornele aΔ — HCΔ — pentru controlul izolației cu includerea unui releu de control al izolației.

Un releu de tensiune este utilizat ca acest releu. KV care acționează asupra semnalului (Fig. 2).

Orez. 2. Scheme de control al izolației în circuitele de curent alternativ dintr-o rețea cu neutru izolat: O, A, B, C — înfășurări, V — voltmetru, T — transformator NTMI, KV — releu de control al izolației

În modul normal, tensiunea la bornele acestei bobine este aproape de zero. În cazul împământării oricărei faze din rețeaua primară, simetria tensiunii este întreruptă și apare o tensiune pe înfășurarea conectată în deltă deschisă, suficientă pentru a acționa releul de tensiune, care semnalează o defecțiune.

În cazul unei defecțiuni a izolației fazei (scurtcircuit la masă), valorile voltmetrului din acea fază vor scădea, iar valorile voltmetrului din celelalte două faze intacte vor crește. În cazul unei defecțiuni metalice la pământ, voltmetrul fazei deteriorate va indica zero, iar pe celelalte faze tensiunea va crește de 1,73 ori, iar voltmetrele vor indica tensiuni de linie.

Personalul de exploatare al stației poate afla, de asemenea, despre o încălcare a izolației de fază prin funcționarea dispozitivelor de semnalizare. Un releu de monitorizare a izolației N este utilizat ca dispozitiv de semnalizare care este conectat la bornele înfășurării secundare suplimentare a transformatorului de tensiune NTMI conectat într-un circuit delta deschis. Când are loc împământarea la bornele acestei bobine, apare o tensiune de secvență zero 3U0, releul H este cuplat și dă un semnal (Fig. 3).

În rețelele în care compensarea curenților capacitivi la pământ se realizează cu ajutorul reactoarelor de suprimare a arcului, dispozitivele de semnalizare fază-pământ sunt conectate la înfășurarea de semnal a reactorului cu arc sau la un transformator de curent instalat la ieșirea cu împământare a reactorului. reactor.La această înfășurare poate fi conectată o lampă de semnalizare care se aprinde atunci când apare o defecțiune la pământ în rețea. Lampa de semnalizare este instalată direct în dispozitivul de deconectare a reactorului de suprimare a arcului electric.

Orez. 3. Controlul stării de izolare în rețelele cu neutru izolat: 1 — transformator de putere; 2 — transformator de măsurare a tensiunii; H — releu de tensiune

Găsirea defecțiunilor la pământ

În rețelele cu neutru izolat și cu compensarea curenților capacitivi, este posibilă funcționarea rețelei în prezența unei defecțiuni la pământ.Cu toate acestea, funcționarea pe termen lung a rețelei cu tensiune crescută pe fazele nedeteriorate crește probabilitatea unui accident, iar ruperea firului și căderea la pământ reprezintă un pericol pentru oameni. Prin urmare, detectarea și eliminarea defecțiunii fază-pământ se realizează cât mai repede posibil. Dispozitivele simple de semnalizare la pământ din rețea nu pot determina locația fază-pământ, deoarece toate secțiunile rețelei sunt interconectate electric prin barele stației.

Dispozitivele de semnalizare selectivă USZ-2/2, USZ-ZM sunt utilizate pentru determinarea circuitului electric cu împământare. Aceste dispozitive conțin de obicei un filtru de armonici mai mari și un cadran. Filtrul de armonici funcționează la o frecvență de 50 sau 150 Hz (50 Hz pentru rețelele fără compensare a curenților capacitivi, 150 Hz pentru rețelele cu compensare a curenților capacitivi).

Dispozitivul de semnalizare este instalat pe panoul de comandă al substației sau pe coridorul aparatului de comutare b — 10 kV și circuitele transformatorului de curent cu secvență zero (TTNP) ale liniilor de cablu sunt conectate la acesta (Fig. 4).

Setarea dispozitivului de alarmă (verificarea controlului) se efectuează în timpul funcționării normale a rețelei (fără împământare) prin măsurarea nivelurilor de curenți armonici mai mari și curenți de dezechilibru cu dispozitivul la o frecvență de 150 Hz. Citirile dispozitivului sunt comparate cu acești indicatori atunci când este găsită o legătură întreruptă.

Când apare o defecțiune stabilă la pământ în rețea, personalul de service al stației măsoară succesiv curenții armonici mai mari din toate legăturile și selectează legătura unde curentul este cel mai mare.

Orez. 4.Schema de semnalizare monofazată a defecțiunii la pământ folosind USZ

După determinarea conexiunii deteriorate, se iau măsuri pentru a găsi și îndepărta locația defecțiunii la pământ. Dispozitivele HSS permit identificarea manuală a unei legături eșuate. Recent, însă, au fost dezvoltate dispozitive care determină automat conexiunea stabilă de defecțiune fază-pământ și transmit informații prin canale telemecanice către biroul de dispecerat al rețelelor electrice. Un set de semnalizare a erorilor la pământ de tip KSZT-1 (recent KDZS) a fost dezvoltat și este utilizat pe scară largă.

O diagramă bloc simplificată a dispozitivului KSZT-1 (KDZS) este prezentată în Fig. 5.

Dispozitivul constă structural din trei blocuri principale:

- logica BL,

- comutația K

— indicație UM.

Acesta din urmă este instalat la punctul de dispecerizare al rețelelor de transport de energie. Blocurile BL și K sunt instalate la substație.

Când apare o defecțiune la pământ în rețea, tensiunea de secvență zero 3U0 de la înfășurarea transformatorului de tensiune este alimentată la blocul de tensiune de secvență zero al BNNP și, dacă valoarea depășește setarea specificată, pornește blocul logic BL. Blocul logic controlează funcționarea comutatorului electronic K, care redresează secvențial transformatoarele de curent cu secvență zero TTNP.

La sfârșitul interogării TTNP, în blocul logic se determină conexiunea cu cel mai înalt nivel de armonici superioare, al cărui număr este transmis în cod binar-zecimal de la dispozitivul telemecanic KP-DP la centrul de control. În centrul de control, acest semnal este convertit într-un decodor într-un număr din două cifre afișat pe afișajul ONU, prin care dispecerul determină vizual numărul conexiunii de masă.Când defectul la pământ dispare, întregul dispozitiv revine automat la poziția inițială.

Orez. 5. Schema bloc a dispozitivului KSZT-1 (KDZS)

Dispeceratul are posibilitatea de a apela din nou informații despre legătura întreruptă prin apăsarea butonului «Reset» În plus, dispozitivul permite personalului operațional de la substație să caute o legătură întreruptă interogând manual TTNP. Utilizarea acestui dispozitiv poate reduce semnificativ timpul de căutare a unei secțiuni de rețea deteriorate și poate reduce probabilitatea de a dezvolta daune.