Nadzor izolacije v omrežjih z izolirano nevtralnostjo

V omrežjih z izolirano ali ozemljeno nevtralnostjo so med normalnim delovanjem napetosti vseh treh faz proti zemlji enake fazni napetosti.

Pri enofazni zemeljski napaki bo napetost okvarjene faze proti zemlji enaka nič, napetost faz brez okvar pa se bo povečala na fazo do faze. V tem primeru se medfazne napetosti ne spremenijo. Takšna omrežja lahko ostanejo v uporabi, ker je poškodbe težko zaznati. Dolgotrajno delovanje v tem načinu je nesprejemljivo, saj v primeru nenamernega uničenja izolacije nedotaknjene faze pride do dvofaznega kratkega stika z neželenimi posledicami.

Za spremljanje stanja izolacije v omrežjih z napetostjo do 1 kV se uporabljajo trije voltmetri, povezani v zvezdo, katere nevtralna točka je ozemljena (slika 1, a).

riž. 1.Enopolna zemeljska napaka na dveh mestih: kontrola izolacije z voltmetri, a — linijska povezava s tokovnim transformatorjem, b — relejna zaščita, c — kontrola izolacije z voltmetri, d — kontrola izolacije z alarmnim relejem, Q — stikalo, KA — rele za tok, KL — vmesni rele, SQ — pomožni kontakt odklopnika, YAT — elektromagnet za sprostitev odklopnika, KH — signalni rele, V — voltmeter, R — upor.

V omrežja z izoliranim nevtralnim Kontrola izolacije je enostavna s tremi voltmetri. Voltmetri so priključeni na sponke glavnega sekundarnega navitja trifaznega trinavitnega napetostnega transformatorja. Za isti namen se lahko uporabljajo tudi enofazni napetostni transformatorji.

V omrežjih z napetostmi nad 1 kV se za nadzor uporablja napetostni transformator NTMI, ki ima dva sekundarna navitja. Ena tuljava, povezana v zvezdo, služi za merjenje napetosti, druga tuljava, povezana v odprt trikot s sponkami aΔ - HCΔ - za nadzor izolacije z vključitvijo releja za nadzor izolacije.

Kot ta rele se uporablja napetostni rele. KV, ki deluje na signal (slika 2).

riž. 2. Sheme krmiljenja izolacije v tokokrogih izmeničnega toka v omrežju z izoliranim nevtralnim: O, A, B, C - navitja, V - voltmeter, T - transformator NTMI, KV - rele za izolacijo

V normalnem načinu je napetost na sponkah te tuljave blizu nič. V primeru ozemljitve katere koli faze v primarnem omrežju se napetostna simetrija poruši in na navitju, priključenem v odprt trikot, se pojavi napetost, ki zadostuje za delovanje napetostnega releja, kar signalizira okvaro.

V primeru okvare fazne izolacije (kratek stik z ozemljitvijo) se bodo odčitki voltmetra na tej fazi zmanjšali, odčitki voltmetra na drugih dveh nedotaknjenih fazah pa povečali. V primeru kovinskega ozemljitvenega stika bo voltmeter poškodovane faze pokazal nič, na ostalih fazah pa bo napetost narasla za 1,73-krat in voltmetri bodo kazali omrežne napetosti.

Obratovalno osebje transformatorske postaje lahko izve tudi o kršitvi fazne izolacije z delovanjem signalnih naprav. Kot signalna naprava se uporablja rele za nadzor izolacije N, ki je priključen na sponke dodatnega sekundarnega navitja napetostnega transformatorja NTMI, povezanega v odprtem trikotniku. Ko pride do ozemljitve na sponkah te tuljave, se pojavi napetost ničelnega zaporedja 3U0, rele H se vključi in daje signal (slika 3).

V omrežjih, v katerih se kompenzacija kapacitivnih tokov na tla izvaja z reaktorji za dušenje obloka, so signalne naprave faza-zemlja priključene na signalno navitje reaktorja obloka ali na tokovni transformator, nameščen na ozemljenem izhodu reaktorja. reaktor Na to navitje je mogoče priključiti signalno lučko, ki zasveti, ko pride do ozemljitvenega stika v omrežju. Signalna svetilka je vgrajena neposredno v pogon ločilnika reaktorja za dušenje obloka.

riž. 3. Nadzor stanja izolacije v omrežjih z izoliranim nevtralnim: 1 - močnostni transformator; 2 — napetostni merilni transformator; H — napetostni rele

Iskanje zemeljskih napak

V omrežjih z izolirano nevtralnostjo in s kompenzacijo kapacitivnih tokov je možno obratovati omrežje ob prisotnosti zemeljske napake.Dolgotrajno obratovanje omrežja s povišano napetostjo na nepoškodovanih fazah pa povečuje verjetnost nesreče, pretrganje žice in padec na tla pa predstavlja nevarnost za ljudi. Zato se odkrivanje in odprava napake faza-zemlja izvede čim hitreje. Enostavne ozemljitvene signalne naprave v omrežju ne morejo določiti lokacije faze na zemljo, saj so vsi odseki omrežja električno povezani preko zbiralk transformatorske postaje.

Selektivne signalne naprave USZ-2/2, USZ-ZM se uporabljajo za določanje električnega tokokroga z ozemljitvijo. Te naprave običajno vsebujejo filter višjih harmonikov in številčnico. Harmonični filter deluje pri frekvenci 50 ali 150 Hz (50 Hz za omrežja brez kompenzacije kapacitivnih tokov, 150 Hz za omrežja s kompenzacijo kapacitivnih tokov).

Signalna naprava je nameščena na nadzorni plošči transformatorske postaje ali v hodniku stikalne naprave b - 10 kV in nanjo so priključeni tokokrogi tokovnega transformatorja ničelnega zaporedja (TTNP) kabelskih vodov (slika 4).

Nastavitev alarmne naprave (kontrolni pregled) se izvede pri normalnem delovanju omrežja (brez ozemljitve) z merjenjem nivojev višjih harmonskih tokov in neuravnoteženih tokov z napravo pri frekvenci 150 Hz. Odčitki naprave se primerjajo s temi indikatorji, ko se najde prekinjena povezava.

Ko v omrežju pride do stabilne ozemljitvene napake, servisno osebje transformatorske postaje zaporedoma meri višje harmonske tokove v vseh povezavah in izbere povezavo, kjer je tok največji.

riž. 4.Enofazna shema signalizacije zemeljske napake z uporabo USZ

Po ugotovitvi poškodovanega priključka se izvedejo ukrepi za iskanje in odstranitev mesta zemeljskega stika. Naprave HSS omogočajo ročno identifikacijo neuspele povezave. V zadnjem času pa so bile razvite naprave, ki avtomatsko določajo stabilno fazno spojino in posredujejo informacije po telemehanskih kanalih v dispečersko pisarno elektroenergetskih omrežij. Razvit je bil komplet za signalizacijo napak na zemlji tipa KSZT-1 (v zadnjem času KDZS), ki se pogosto uporablja.

Poenostavljen blokovni diagram naprave KSZT-1 (KDZS) je prikazan na sl. 5.

Naprava je strukturno sestavljena iz treh glavnih blokov:

— BL logika,

— komutacija K

— Indikacija UM.

Slednja je nameščena na dispečerskem mestu prenosnega elektroenergetskega omrežja. Na transformatorski postaji sta nameščena bloka BL in K.

Ko v omrežju pride do ozemljitvene napake, se napetost ničelnega zaporedja 3U0 iz navitja napetostnega transformatorja napaja v napetostni blok ničelnega zaporedja BNNP in, če vrednost preseže navedeno nastavitev, vklopi logični blok BL. Logični blok krmili delovanje elektronskega stikala K, ki zaporedno usmerja tokovne transformatorje ničelnega zaporedja TTNP.

Na koncu izpraševanja TTNP se v logičnem bloku določi povezava z najvišjo stopnjo višjih harmonikov, katerih številka se v binarno-decimalni kodi posreduje iz telemehanske naprave KP-DP v nadzorni center. V nadzornem centru se ta signal v dekoderju pretvori v dvomestno številko, prikazano na prikazovalniku UN, po kateri dispečer vizualno določi številko ozemljitvene povezave.Ko ozemljitvena napaka izgine, se celotna naprava samodejno vrne v prvotni položaj.

riž. 5. Blokovna shema naprave KSZT-1 (KDZS)

Dispečer ima možnost ponovnega priklica informacij o prekinjeni povezavi s pritiskom na tipko «Reset», poleg tega pa naprava omogoča operativnemu osebju na postaji iskanje pretrgane povezave z ročnim zasliševanjem TTNP. Uporaba te naprave lahko znatno skrajša čas iskanja poškodovanega odseka omrežja in zmanjša verjetnost nastanka poškodb.