Isolationsövervakning i nätverk med isolerad noll

I nätverk med en isolerad eller jordad nolla, under normal drift, är spänningarna för alla tre faserna till jord lika med fasspänningen.

I ett enfas jordfel kommer spänningen för den felaktiga fasen till jord att vara noll och den för de felfria faserna kommer att öka till fas-till-fas. I detta fall ändras inte fas-till-fas-spänningarna. Sådana nätverk kan förbli i drift eftersom skador är svåra att upptäcka. Långtidsdrift i detta läge är oacceptabelt, eftersom i händelse av oavsiktlig förstörelse av isoleringen av den intakta fasen kommer en tvåfas kortslutning med oönskade konsekvenser att inträffa.

För att övervaka tillståndet för isolering i nätverk med en spänning på upp till 1 kV används tre voltmetrar, anslutna i en stjärna, vars nollpunkt är jordad (fig. 1, a).

Ris. 1.Enpoligt jordfel på två ställen: isolationsstyrning med voltmetrar, a — ledningsanslutning med strömtransformator, b — reläskydd, c — isolationsstyrning med voltmetrar, d — isolationsstyrning med larmrelä, Q — brytare, KA — relä för ström, KL — mellanrelä, SQ — brytare hjälpkontakt, YAT — brytare frigöringssolenoid, KH — signalrelä, V — voltmeter, R — motstånd.

V nätverk med isolerad neutral Isoleringskontroll är enkelt med tre voltmetrar. Voltmetrarna är anslutna till terminalerna på huvudsekundärlindningen på en trefas tre-lindad spänningstransformator. Enfas spänningstransformatorer kan också användas för samma ändamål.

I nätverk med spänningar över 1 kV används en NTMI-spänningstransformator för övervakning som har två sekundärlindningar. Den ena spolen ansluten i en stjärna tjänar till att mäta spänningen, den andra spolen ansluten i ett öppet delta med anslutningar aΔ — HCΔ — för isolationsstyrning med inkludering av ett isolationsstyrrelä.

Ett spänningsrelä används som detta relä. KV som verkar på signalen (Fig. 2).

Ris. 2. Isolationskontrollscheman i växelströmskretsar i ett nätverk med isolerad nol: O, A, B, C — lindningar, V — voltmeter, T — NTMI-transformator, KV — isolationskontrollrelä

I normalt läge är spänningen över terminalerna på denna spole nära noll. Vid jordning av någon fas i det primära nätverket bryts spänningssymmetrin och en spänning visas på lindningen ansluten i öppet delta, tillräckligt för att driva spänningsreläet, vilket signalerar ett fel.

I händelse av ett fasisoleringsfel (kortslutning till jord), kommer voltmeteravläsningarna på den fasen att minska och voltmeteravläsningarna på de andra två intakta faserna att öka. Vid ett jordfel av metall kommer den skadade fasens voltmeter att visa noll, och på andra faser ökar spänningen 1,73 gånger och voltmetrarna visar linjespänningar.

Transformatorstationens driftpersonal kan också lära sig om en överträdelse av fasisoleringen genom driften av signalanordningarna. Ett isolationsövervakningsrelä N används som en signaleringsanordning som är ansluten till terminalerna på den extra sekundärlindningen av NTMI-spänningstransformatorn ansluten i en öppen deltakrets. När jordning sker på terminalerna på denna spole uppstår en nollsekvensspänning 3U0, reläet H är inkopplat och ger en signal (fig. 3).

I nätverk där kompensation av kapacitiva strömmar till marken utförs med hjälp av bågundertryckningsreaktorer, är fas-till-jord-signalanordningarna anslutna till ljusbågsreaktorns signallindning eller till en strömtransformator installerad vid den jordade utgången på Till denna lindning kan en signallampa anslutas som tänds när ett jordfel uppstår i nätet. Signallampan installeras direkt i ljusbågsdämpningsreaktorns frånskiljare.

Ris. 3. Kontroll av tillståndet för isolering i nätverk med isolerad noll: 1 — krafttransformator; 2 — spänningsmätande transformator; H — spänningsrelä

Hitta jordfel

I nätverk med isolerad noll och med kompensering av kapacitiva strömmar är det möjligt att driva nätverket i närvaro av ett jordfel.Långvarig drift av nätverket med ökad spänning på oskadade faser ökar dock sannolikheten för en olycka, och trådbrott och fall till marken utgör en fara för människor. Därför sker upptäckt och eliminering av fas-till-jord-felet så snabbt som möjligt. Enkla jordsignalanordningar i nätverket kan inte bestämma platsen för fas-till-jord, eftersom alla delar av nätverket är elektriskt sammankopplade genom transformatorstationens samlingsskenor.

Selektiva signaleringsenheter USZ-2/2, USZ-ZM används för att bestämma den elektriska kretsen med jord. Dessa enheter innehåller vanligtvis ett högre övertonsfilter och en ratt. Övertonsfiltret arbetar med en frekvens på 50 eller 150 Hz (50 Hz för nätverk utan kompensation av kapacitiva strömmar, 150 Hz för nätverk med kompensation av kapacitiva strömmar).

Signaleringsanordningen är installerad på transformatorstationens kontrollpanel eller i ställverkets korridor b — 10 kV och nollsekvensströmtransformatorns (TTNP) kretsar av kabelledningar är anslutna till den (fig. 4).

Inställningen av larmenheten (kontrollkontroll) utförs under normal nätverksdrift (ingen jordning) genom att mäta nivåerna av högre övertonsströmmar och obalansströmmar med enheten vid en frekvens på 150 Hz. Enhetsavläsningar jämförs med dessa indikatorer när en trasig länk hittas.

När ett stabilt jordfel uppstår i nätet, mäter undercentralens servicepersonal successivt de högre övertonsströmmarna i alla länkar och väljer den länk där strömmen är högst.

Ris. 4.Enfas jordfelssignaleringsschema med USZ

Efter att ha fastställt den skadade anslutningen vidtas åtgärder för att hitta och ta bort platsen för jordfelet. HSS-enheter tillåter manuell identifiering av en misslyckad länk. På senare tid har dock anordningar utvecklats som automatiskt bestämmer den stabila fas-till-jord-felförbindelsen och överför information via telemekaniska kanaler till elnätens utskick. En jordfelssignalsats av typen KSZT-1 (nyligen KDZS) har utvecklats och används flitigt.

Ett förenklat blockschema över enheten KSZT-1 (KDZS) visas i fig. 5.

Enheten består strukturellt av tre huvudblock:

— BL logik,

— kommutering K

— UM-indikation.

Den senare är installerad vid avsändningsstället för kraftöverföringsnäten. BL- och K-block installeras vid transformatorstationen.

När ett jordfel uppstår i nätverket matas nollsekvensspänningen 3U0 från spänningstransformatorns lindning till nollföljdsspänningsblocket för BNNP och, om värdet överstiger den specificerade inställningen, aktiveras BL-logikblocket. Det logiska blocket styr funktionen av den elektroniska omkopplaren K, som sekventiellt likriktar nollsekvensströmtransformatorerna TTNP.

I slutet av TTNP-förfrågningen bestäms förbindelsen med den högsta nivån av högre övertoner i logikblocket, vars nummer sänds i binär decimalkod från den telemekaniska enheten KP-DP till kontrollcentralen. I kontrollcentralen omvandlas denna signal i en avkodare till ett tvåsiffrigt nummer som visas på UN-displayen, genom vilket avsändaren visuellt bestämmer numret på jordanslutningen.När jordfelet försvinner återgår hela enheten automatiskt till sin ursprungliga position.

Ris. 5. Blockschema för enheten KSZT-1 (KDZS)

Avsändaren har möjlighet att ta fram information om den trasiga länken igen genom att trycka på knappen «Reset». Dessutom tillåter enheten operativ personal på transformatorstationen att söka efter en bruten länk genom att manuellt förhöra TTNP. Användningen av den här enheten kan avsevärt minska tiden för att söka efter en skadad nätverkssektion och minska sannolikheten för att utveckla skada.