Monitorování izolace v sítích s izolovaným neutrálem

V sítích s izolovaným nebo uzemněným neutrálem jsou při normálním provozu napětí všech tří fází vůči zemi rovna fázovému napětí.

Při jednofázové zemní poruše bude napětí mezi fází a zemí s poruchou nulové a napětí fází bez poruchy se zvýší na sdružené. V tomto případě se sdružená napětí nemění. Takové sítě mohou zůstat v provozu, protože poškození je obtížné odhalit. Dlouhodobý provoz v tomto režimu je nepřípustný, protože v případě náhodného zničení izolace neporušené fáze dojde k dvoufázovému zkratu s nežádoucími následky.

Pro sledování stavu izolace v sítích s napětím do 1 kV se používají tři voltmetry, zapojené do hvězdy, jejíž neutrální bod je uzemněn (obr. 1, a).

Rýže. 1.Jednopólová zemní porucha na dvou místech: kontrola izolace voltmetry, a — propojení vedení s proudovým transformátorem, b — ochrana relé, c — kontrola izolace voltmetry, d — kontrola izolace alarmovým relé, Q — spínač, KA — relé pro proud, KL — mezirelé, SQ — pomocný kontakt jističe, YAT — solenoid spouště jističe, KH — signální relé, V — voltmetr, R — rezistor.

PROTI sítě s izolovaným neutrálem Ovládání izolace je snadné pomocí tří voltmetrů. Voltmetry jsou připojeny na svorky hlavního sekundárního vinutí třífázového třívinutého transformátoru napětí. Ke stejnému účelu lze použít i jednofázové napěťové transformátory.

V sítích s napětím nad 1 kV se pro monitorování používá napěťový transformátor NTMI, který má dvě sekundární vinutí. Jedna cívka zapojená do hvězdy slouží k měření napětí, druhá cívka zapojená do otevřeného trojúhelníku se svorkami aΔ — HCΔ — pro kontrolu izolace se začleněním relé pro kontrolu izolace.

Jako toto relé se používá napěťové relé. KV působící na signál (obr. 2).

Rýže. 2. Schémata řízení izolace v obvodech střídavého proudu v síti s izolovaným neutrálem: O, A, B, C — vinutí, V — voltmetr, T — transformátor NTMI, KV — relé pro řízení izolace

V normálním režimu se napětí na svorkách této cívky blíží nule. V případě uzemnění jakékoli fáze v primární síti se napěťová symetrie přeruší a na vinutí zapojeném do otevřeného trojúhelníku se objeví napětí dostatečné pro činnost napěťového relé, které signalizuje poruchu.

V případě poruchy izolace fáze (zkrat na kostru) se hodnoty voltmetru na této fázi sníží a hodnoty voltmetru na ostatních dvou neporušených fázích se zvýší. V případě uzemnění kovu ukáže voltmetr poškozené fáze nulu a na ostatních fázích se napětí zvýší 1,73krát a voltmetry budou ukazovat napětí v síti.

Obsluha rozvodny se také může dozvědět o narušení fázové izolace obsluhou signalizačních zařízení. Jako signalizační zařízení je použito relé hlídání izolace N, které se připojuje na svorky přídavného sekundárního vinutí napěťového transformátoru NTMI zapojeného do obvodu otevřeného trojúhelníku. Dojde-li na svorkách této cívky k uzemnění, vznikne nulová složka napětí 3U0, sepne relé H a vydá signál (obr. 3).

V sítích, ve kterých se kompenzace kapacitních proudů vůči zemi provádí pomocí tlumivek pro potlačení oblouku, jsou signalizační zařízení fáze-zem připojena k signálnímu vinutí obloukové tlumivky nebo k proudovému transformátoru instalovanému na uzemněném výstupu tlumivky. K tomuto vinutí lze připojit signální žárovku, která se rozsvítí při zemním spojení v síti. Signální žárovka je instalována přímo v pohonu odpojovače zhášecí tlumivky.

Rýže. 3. Kontrola stavu izolace v sítích s izolovaným neutrálem: 1 — výkonový transformátor; 2 — transformátor pro měření napětí; H — napěťové relé

Hledání zemních poruch

V sítích s izolovaným neutrálem a s kompenzací kapacitních proudů je možné provozovat síť v případě zemního spojení.Dlouhodobý provoz sítě se zvýšeným napětím na nepoškozených fázích však zvyšuje pravděpodobnost havárie a přetržení drátu a pád na zem představuje nebezpečí pro lidi. Detekce a odstranění zemního spojení se proto provádí co nejrychleji. Jednoduchá zemní signalizační zařízení v síti nemohou určit polohu fáze-zem, protože všechny části sítě jsou elektricky propojeny přes přípojnice rozvodny.

Selektivní signalizační zařízení USZ-2/2, USZ-ZM slouží k určení elektrického obvodu s uzemněním. Tato zařízení obvykle obsahují filtr vyšších harmonických a číselník. Harmonický filtr pracuje na frekvenci 50 nebo 150 Hz (50 Hz pro sítě bez kompenzace kapacitních proudů, 150 Hz pro sítě s kompenzací kapacitních proudů).

Signalizační zařízení je instalováno na ovládacím panelu rozvodny nebo na chodbě rozváděče b — 10 kV a jsou k němu připojeny obvody netočivého transformátoru proudu (TTNP) kabelových vedení (obr. 4).

Nastavení zabezpečovacího zařízení (kontrolní kontrola) se provádí za normálního provozu sítě (bez uzemnění) měřením úrovní vyšších harmonických a nesymetrických proudů zařízením při frekvenci 150 Hz. Hodnoty zařízení se porovnávají s těmito indikátory, když je nalezen nefunkční odkaz.

Když v síti dojde ke stabilnímu zemnímu spojení, servisní personál rozvodny postupně změří vyšší harmonické proudy ve všech spojích a vybere spoj, kde je proud nejvyšší.

Rýže. 4.Schéma signalizace jednofázové zemní poruchy pomocí USZ

Po zjištění poškozeného spojení se provedou opatření k nalezení a odstranění místa zemního spojení. Zařízení HSS umožňují ruční identifikaci neúspěšného spojení. Nedávno však byla vyvinuta zařízení, která automaticky určují stabilní spojení mezi fází a zemí a přenášejí informace telemechanickými kanály do dispečinku energetických sítí. Byla vyvinuta a široce používána signalizační souprava zemní poruchy typu KSZT-1 (nedávno KDZS).

Zjednodušené blokové schéma zařízení KSZT-1 (KDZS) je na Obr. 5.

Zařízení se konstrukčně skládá ze tří hlavních bloků:

- BL logika,

- komutace K

— indikace UM.

Ten je instalován na dispečerském místě energetických přenosových sítí. Na rozvodně jsou instalovány bloky BL a K.

Když v síti dojde k zemnímu spojení, je nulové složka napětí 3U0 z vinutí napěťového transformátoru přivedeno do bloku nulové složky napětí BNNP a pokud hodnota překročí specifikované nastavení, zapne se logický blok BL. Logický blok řídí činnost elektronického spínače K, který postupně usměrňuje netočivé proudové transformátory TTNP.

Na konci dotazu TTNP je určeno spojení s nejvyšší úrovní vyšších harmonických v logickém bloku, jehož číslo je přenášeno v binárně-decimálním kódu z telemechanického zařízení KP-DP do řídícího centra. V řídícím centru je tento signál v dekodéru převeden na dvoumístné číslo zobrazené na UN displeji, kterým dispečer vizuálně určí číslo zemního spojení.Když zemní spojení zmizí, celé zařízení se automaticky vrátí do původní polohy.

Rýže. 5. Blokové schéma zařízení KSZT-1 (KDZS)

Dispečer má možnost znovu vyvolat informaci o přerušeném spoji stisknutím tlačítka «Reset» Zařízení navíc umožňuje provoznímu personálu na rozvodně vyhledat přerušený spoj ručním dotazem na TTNP. Použití tohoto zařízení může výrazně zkrátit dobu hledání poškozeného síťového úseku a snížit pravděpodobnost rozvoje poškození.