Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике   Искать в Школе для электрика:
 
 

 

Эксплуатация электрооборудования / Высоковольтное электрооборудование

 

Контроль состояния изоляции в сетях с изолированной нейтралью


Контроль состояния изоляции в сетях с изолированной нейтральюВ сетях с изолированной или заземленной через дугогасительный реактор нейтралью в нормальном режиме работы напряжения всех трех фаз относительно земли равны фазному напряжению.

При однофазном замыкании на землю напряжение поврежденной фазы относительно земли будет равно нулю, а неповрежденных фаз - увеличивается до междуфазного. Междуфазные напряжения при этом не изменяются. Такие сети могут оставаться в работе, потому что повреждение установить трудно. Длительная работа в таком режиме недопустима, так как при случайном пробое изоляции неповрежденной фазы возникнет двухфазное КЗ с нежелательными последствиями.

Для контроля состояния изоляции в сетях напряжением до 1 кВ применяются три вольтметра, соединенные в звезду, нейтральная точка которой заземляется (рис. 1, а).

Контроль состояния изоляции в сетях с изолированной нейтралью

Рис. 1. Однополюсное замыкание на землю в двух местах: контроль изоляции с помощью вольтметров, а - присоединение линии с трансформатором тока, б - релейная зашита, в - контроль изоляции с помощью вольтметров, г - контроль изоляции с сигнальным реле, Q - выключатель, КА - реле тока, KL - промежуточное реле, SQ - вспомогательный контакт выключателя, YAT - электромагнит отключения выключателя, КН - сигнальное реле, V - вольтметр, R - резистор.

В сетях с изолированной нейтралью контроль состояния изоляции легко осуществить с помощью трех вольтметров. Вольтметры подключаются к зажимам основной вторичной обмотки трехфазного трехобмоточного трансформатора напряжения. Для этой же цели могут использоваться и однофазные трансформаторы напряжения.

В сетях напряжением выше 1 кВ для контроля используется трансформатор напряжения НТМИ, имеющий две вторичные обмотки. Одна обмотка, соединенная в звезду, служит для измерения напряжения, вторая обмотка, соединенная в открытый треугольник, с выводами аΔ - хΔ - для контроля изоляции с присоединением реле контроля изоляции.

В качестве этого реле применяется реле напряжения KV, действующее на сигнал (рис. 2).

Схемы контроля изоляции в цепях переменного тока в сети с изолированной нейтралью

Рис. 2. Схемы контроля изоляции в цепях переменного тока в сети с изолированной нейтралью: О, А, В, С - обмотки, V - вольтметр, Т - трансформатор НТМИ, KV - реле контроля изоляции

В нормальном режиме па выводах этой обмотки напряжение близко к нулю. При замыкании на землю любой фазы в первичной сети симметрия напряжения нарушается, и на обмотке, соединенной в открытый треугольник, появляется напряжение, достаточное для срабатывания реле напряжения, которое сигнализирует о повреждении.

При нарушении изоляции фазы (замыкании ее на землю) показание вольтметра на этой фазе снизится, а показания вольтметров на двух других неповрежденных фазах возрастут. При металлическом замыкании на землю вольтметр поврежденной фазы покажет нуль, а на других фазах напряжение возрастет в 1,73 раз и вольтметры покажут линейные напряжения.

О нарушении изоляции фазы оперативный персонал подстанции может узнать и по работе сигнальных устройств. В качестве сигнального устройства применяется реле контроля изоляции Н, которое подключается к выводам дополнительной вторичной обмотки трансформатора напряжения НТМИ, соединенной по схеме разомкнутого треугольника. При замыкании на землю на зажимах этой обмотки возникает напряжение нулевой последовательности 3U0, реле Н срабатывает и подает сигнал (рис. 3).

В сетях, где выполняется компенсация емкостных токов на землю с помощью дугогасящих реакторов, устройства сигнализации замыкания фаз на землю подключаются к сигнальной обмотке дугогасящего реактора или к трансформатору тока, установленному на заземленном выводе реактора. К этой обмотке может присоединяться сигнальная лампа, зажигающаяся при появлении замыкания на землю в сети. Сигнальная лампа устанавливается непосредственно у привода разъединителя дугогасящего реактора.

Рис. 3. Контроль состояния изоляции в сетях с изолированной нейтралью: 1 — силовой трансформатор; 2 — измерительный трансформатор напряжения; Н — реле напряжения

Отыскание замыканий на землю

В сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов возможна работа сети при наличии замыкания на землю. Однако длительная работа сети с повышенным напряжением на неповрежденных фазах увеличивает вероятность аварии, а обрыв и падение проводов на землю создает опасность для людей. Поэтому отыскание и устранение замыкания фазы на землю производятся как можно быстрее. Простые сигнальные устройства при замыкании на землю в сети не могут определить место замыкания фазы на землю, поскольку все участки сети электрически связаны между собой через шины подстанций.

Для определения электрической цепи с замыканием на землю применяются устройства избирательной сигнализации УСЗ-2/2, УСЗ-ЗМ. Эти устройства содержат, как правило, фильтр высших гармоник и стрелочный прибор. Фильтр высших гармоник работает на частоте 50 или 150 Гц (50 Гц для сетей без компенсации емкостных токов, 150 Гц для сетей с компенсацией емкостных токов).

Устройство сигнализации устанавливают на щите управления подстанции или в коридоре распределительного устройства б—10 кВ и подводят к нему цепи трансформаторов тока нулевой последовательности (ТТНП) кабельных линий (рис. 4).

Настройка устройства сигнализации (контрольная проверка) производится при нормальном режиме работы сети (отсутствует замыкание на землю) путем измерения прибором на частоте 150 Гц уровней токов высших гармоник и токов небаланса. С этими показателями сравниваются показания прибора при отыскании поврежденного присоединения.

При появлении в сети устойчивого замыкания на землю оперативный персонал подстанции измеряет последовательно по всем присоединениям токи высших гармоник и выделяет то присоединение, где ток наибольший.

Рис. 4. Схема сигнализации однофазных замыканий на землю с помощью УСЗ

После определения поврежденного присоединения принимаются меры по отысканию и устранению места замыкания на землю. Устройства УСЗ позволяют определять поврежденное присоединение вручную. Однако в последнее время разработаны устройства, автоматически определяющие присоединение с устойчивым замыканием фазы на землю и передающие информацию по каналам телемеханики на диспетчерский пункт электросетей. Разработан и широко внедряется комплект сигнализации замыканий на землю типа КСЗТ-1 (в последнее время КДЗС).

Упрощенная структурная схема устройства КСЗТ-1 (КДЗС) приведена на рис. 5.

Устройство конструктивно состоит из трех основных блоков:

- логики БЛ,

- коммутации К

- индикации УМ.

Последний устанавливается на диспетчерском пункте электросетей. Блоки БЛ и К устанавливаются на подстанции.

При возникновении в сети замыкания на землю напряжение нулевой последовательности 3U0 от обмотки трансформатора напряжения подается в блок напряжения нулевой последовательности БННП и при значении, превышающем заданную уставку, включает в работу блок логики БЛ. Блок логики управляет работой электронного коммутатора К, который поочередно производит опрос трансформаторов тока нулевой последовательности ТТНП.

По окончании опроса ТТНП в блоке логики определяется присоединение с наибольшим уровнем высших гармоник, номер которого передается в двоично-десятичном коде устройством телемеханики КП—ДП на диспетчерский пункт. На диспетчерском пункте этот сигнал преобразуется в дешифраторе в двухзначное число, отображаемое на устройстве индикации УН, по которому диспетчер визуально определяет номер присоединения, имеющего замыкание на землю. При исчезновении замыкания на землю все устройство автоматически возвращается в исходное положение.

Рис. 5. Структурная схема устройства КСЗТ-1 (КДЗС)

Диспетчер имеет возможность повторно вызвать информацию о поврежденном присоединении, предварительно нажав на кнопку «Сброс». Кроме того, устройство позволяет оперативному персоналу на подстанции с помощью ручного опроса ТТНП осуществлять поиск поврежденного присоединения. Применение указанного устройства позволяет значительно сократить время поиска поврежденного участка сети и снизить вероятность развития повреждения.