Nadzor izolacije u mrežama s izoliranom nultom

U mrežama s izoliranom ili uzemljenom nultom, tijekom normalnog rada, naponi sve tri faze prema zemlji jednaki su faznom naponu.

U jednofaznom zemljospoju, napon faze s kvarom prema zemlji bit će nula, a napon faza bez kvara će porasti na fazu. U tom se slučaju međufazni naponi ne mijenjaju. Takve mreže mogu ostati u funkciji jer je oštećenje teško otkriti. Dugotrajni rad u ovom načinu rada je neprihvatljiv, jer će u slučaju slučajnog uništenja izolacije netaknute faze doći do dvofaznog kratkog spoja s neželjenim posljedicama.

Za praćenje stanja izolacije u mrežama s naponom do 1 kV koriste se tri voltmetra, spojena u zvijezdu, čija je neutralna točka uzemljena (slika 1, a).

Riža. 1.Jednopolni zemljospoj na dva mjesta: kontrola izolacije voltmetrima, a — linijski spoj sa strujnim transformatorom, b — relejna zaštita, c — kontrola izolacije voltmetrima, d — kontrola izolacije alarmnim relejem, Q — sklopka, KA — relej za struja, KL — međurelej, SQ — pomoćni kontakt prekidača, YAT — solenoid za otpuštanje prekidača, KH — signalni relej, V — voltmetar, R — otpornik.

V mreže s izoliranom neutralnom Kontrola izolacije je jednostavna s tri voltmetra. Voltmetri su spojeni na stezaljke glavnog sekundarnog namota trofaznog tronamotnog naponskog transformatora. U istu svrhu mogu poslužiti i jednofazni naponski transformatori.

U mrežama napona iznad 1 kV za nadzor se koristi NTMI naponski transformator koji ima dva sekundarna namota. Jedna zavojnica spojena u zvijezdu služi za mjerenje napona, druga zavojnica spojena u otvoreni trokut sa stezaljkama aΔ — HCΔ — za kontrolu izolacije uz uključivanje releja za kontrolu izolacije.

Kao ovaj relej koristi se naponski relej. KV koji djeluje na signal (slika 2).

Riža. 2. Sheme upravljanja izolacijom u krugovima izmjenične struje u mreži s izoliranom nultom: O, A, B, C — namoti, V — voltmetar, T — NTMI transformator, KV — relej za upravljanje izolacijom

U normalnom načinu rada, napon na stezaljkama ove zavojnice je blizu nule. U slučaju uzemljenja bilo koje faze u primarnoj mreži narušava se naponska simetrija i na namotu spojenom u otvoreni trokut javlja se napon dovoljan za rad naponskog releja koji signalizira kvar.

U slučaju kvara izolacije faze (kratki spoj na masu), očitanja voltmetra na toj fazi će se smanjiti, a očitanja voltmetra na druge dvije netaknute faze će se povećati. U slučaju metalnog zemljospoja, voltmetar oštećene faze pokazat će nulu, a na ostalim fazama napon će porasti 1,73 puta i voltmetri će pokazivati ​​mrežne napone.

Operativno osoblje trafostanice također može saznati o kršenju fazne izolacije kroz rad signalnih uređaja. Kao signalni uređaj koristi se relej za nadzor izolacije N koji se spaja na stezaljke dodatnog sekundarnog namota NTMI naponskog transformatora spojenog u otvoreni trokut. Kada dođe do uzemljenja na stezaljkama ove zavojnice, javlja se napon nulte sekvence 3U0, relej H se uključuje i daje signal (slika 3).

U mrežama u kojima se kompenzacija kapacitivnih struja prema zemlji provodi pomoću reaktora za suzbijanje luka, signalni uređaji faza-zemlja spojeni su na signalni namot lučnog reaktora ili na strujni transformator instaliran na uzemljenom izlazu reaktor.Na ovaj namot se može spojiti signalna lampica koja svijetli kada se u mreži pojavi zemljospoj. Signalna žaruljica ugrađena je izravno u pogon rastavljača reaktora za suzbijanje luka.

Riža. 3. Kontrola stanja izolacije u mrežama s izoliranom nultom: 1 — energetski transformator; 2 — naponski mjerni transformator; H — naponski relej

Pronalaženje zemljospoja

U mrežama s izoliranom neutralnom nulom i s kompenzacijom kapacitivnih struja, moguće je raditi s mrežom u prisutnosti zemljospoja.Međutim, dugotrajni rad mreže s povišenim naponom na neoštećenim fazama povećava vjerojatnost nesreće, a žica koja pukne i padne na tlo predstavlja opasnost za ljude. Stoga se otkrivanje i uklanjanje spoja faza-zemlja provodi što je brže moguće. Jednostavni uređaji za signalizaciju uzemljenja u mreži ne mogu odrediti mjesto faze i zemlje, budući da su svi dijelovi mreže međusobno električno povezani preko sabirnica trafostanice.

Selektivni signalni uređaji USZ-2/2, USZ-ZM služe za određivanje električnog kruga s uzemljenjem. Ovi uređaji obično sadrže filtar viših harmonika i brojčanik. Filtar harmonika radi na frekvenciji od 50 ili 150 Hz (50 Hz za mreže bez kompenzacije kapacitivnih struja, 150 Hz za mreže s kompenzacijom kapacitivnih struja).

Signalni uređaj instaliran je na upravljačkoj ploči trafostanice ili u hodniku rasklopnog uređaja b — 10 kV i na njega su spojeni krugovi strujnog transformatora nulte sekvence (TTNP) kabelskih vodova (slika 4).

Podešavanje alarmnog uređaja (kontrolna provjera) provodi se tijekom normalnog rada mreže (bez uzemljenja) mjerenjem razina struja viših harmonika i struja debalansa uređajem na frekvenciji od 150 Hz. Očitanja uređaja uspoređuju se s ovim pokazateljima kada se pronađe prekinuta veza.

Kada se u mreži pojavi stabilan zemljospoj, servisno osoblje trafostanice sukcesivno mjeri više harmoničke struje u svim vezama i odabire vezu gdje je struja najveća.

Riža. 4.Shema signalizacije jednofaznog zemljospoja pomoću USZ

Nakon utvrđivanja oštećenog spoja, poduzimaju se mjere za pronalazak i uklanjanje mjesta zemljospoja. HSS uređaji omogućuju ručnu identifikaciju neispravne veze. U novije vrijeme, međutim, razvijeni su uređaji koji automatski utvrđuju stabilnu fazno-zemljospojnu vezu i prenose informaciju putem telemehaničkih kanala u dispečerski ured elektroenergetskih mreža. Signalni set zemljospoja tipa KSZT-1 (odnedavno KDZS) je razvijen i naširoko se koristi.

Pojednostavljeni blok dijagram uređaja KSZT-1 (KDZS) prikazan je na sl. 5.

Uređaj se strukturno sastoji od tri glavna bloka:

— BL logika,

— komutacija K

— UM indikacija.

Potonji se postavlja na dispečerskom mjestu mreže za prijenos električne energije. Na trafostanici su ugrađeni blokovi BL i K.

Kada se u mreži dogodi zemljospoj, napon nulte sekvence 3U0 iz namota naponskog transformatora dovodi se u naponski blok nulte sekvence BNNP-a i, ako vrijednost premaši specificiranu postavku, uključuje logički blok BL. Logički blok upravlja radom elektroničke sklopke K, koja sekvencijalno ispravlja strujne transformatore nulte sekvence TTNP.

Na kraju ispitivanja TTNP-a, u logičkom bloku se utvrđuje veza s najvišom razinom viših harmonika, čiji se broj u binarno-decimalnom kodu prenosi od telemehaničkog uređaja KP-DP do kontrolnog centra. U kontrolnom centru taj se signal u dekoderu pretvara u dvoznamenkasti broj prikazan na displeju UN-a, po čemu dispečer vizualno utvrđuje broj zemaljske veze.Kada uzemljenje nestane, cijeli uređaj se automatski vraća u prvobitni položaj.

Riža. 5. Blok shema uređaja KSZT-1 (KDZS)

Dispečer ima mogućnost ponovnog pozivanja informacija o prekinutoj vezi pritiskom na tipku «Reset».Osim toga, uređaj omogućuje operativnom osoblju u trafostanici traženje prekinute veze ručnim ispitivanjem TTNP. Korištenje ovog uređaja može značajno smanjiti vrijeme traženja oštećenog dijela mreže i smanjiti vjerojatnost nastanka oštećenja.