Isolatiebewaking in netwerken met geïsoleerde nulleider

In netwerken met een geïsoleerde of geaarde nulleider zijn tijdens normaal bedrijf de spanningen van alle drie fasen naar aarde gelijk aan de fasespanning.

Bij een enkelfasige aardfout zal de spanning van de defecte fase naar aarde nul zijn en die van de niet-defecte fasen zal toenemen tot fase-naar-fase. In dit geval veranderen de fase-naar-fase spanningen niet. Dergelijke netwerken kunnen in bedrijf blijven omdat schade moeilijk te detecteren is. Langdurig gebruik in deze modus is onaanvaardbaar, omdat in het geval van onbedoelde vernietiging van de isolatie van de intacte fase een tweefasige kortsluiting met ongewenste gevolgen zal optreden.

Om de isolatietoestand in netwerken met een spanning tot 1 kV te bewaken, worden drie voltmeters gebruikt, aangesloten in een ster, waarvan het neutrale punt geaard is (Fig. 1, a).

Rijst. 1.Eenpolige aardfout op twee plaatsen: isolatiecontrole met voltmeters, a — lijnverbinding met stroomtransformator, b — relaisbeveiliging, c — isolatiecontrole met voltmeters, d — isolatiecontrole met alarmrelais, Q — schakelaar, KA — relais voor stroom, KL - tussenrelais, SQ - hulpcontact stroomonderbreker, YAT - solenoïde stroomonderbreker vrijgave, KH - signaalrelais, V - voltmeter, R - weerstand.

V netwerken met geïsoleerde nulleider Isolatiecontrole is eenvoudig met drie voltmeters. De voltmeters zijn verbonden met de klemmen van de secundaire hoofdwikkeling van een driefasige spanningstransformator met drie windingen. Voor hetzelfde doel kunnen ook enkelfasige spanningstransformatoren worden gebruikt.

In netwerken met spanningen boven 1 kV wordt voor de bewaking een NTMI-spanningstransformator gebruikt, die twee secundaire wikkelingen heeft. Een stervormige spoel dient voor het meten van de spanning, de tweede spoel geschakeld in een open driehoek met klemmen aΔ — HCΔ — voor isolatiecontrole met inbegrip van een isolatiecontrolerelais.

Als dit relais wordt een spanningsrelais gebruikt. KV werkt op het signaal (fig. 2).

Rijst. 2. Isolatiecontroleschema's in wisselstroomcircuits in een netwerk met een geïsoleerde nulleider: O, A, B, C - wikkelingen, V - voltmeter, T - NTMI-transformator, KV - isolatiecontrolerelais

In de normale modus is de spanning over de klemmen van deze spoel bijna nul. In het geval van aarding van een willekeurige fase in het primaire netwerk, wordt de spanningssymmetrie verbroken en verschijnt er een spanning op de wikkeling die in open driehoek is aangesloten, voldoende om het spanningsrelais te laten werken, wat een storing signaleert.

In het geval van een fase-isolatiefout (kortsluiting naar aarde), zullen de voltmeterwaarden op die fase afnemen en zullen de voltmeterwaarden op de andere twee intacte fasen toenemen. In het geval van een metaalaardfout zal de voltmeter van de beschadigde fase nul aangeven, en op andere fasen zal de spanning 1,73 keer toenemen en zullen de voltmeters lijnspanningen tonen.

Het bedienend personeel van het onderstation kan ook leren over een schending van fase-isolatie door de bediening van de signaalgevers. Als signaleringsapparaat wordt een isolatiebewakingsrelais N gebruikt dat is aangesloten op de klemmen van de extra secundaire wikkeling van de NTMI-spanningstransformator die is aangesloten in een open driehoekschakeling. Wanneer aarding plaatsvindt op de klemmen van deze spoel, treedt een nulvolgordespanning 3U0 op, het relais H wordt ingeschakeld en geeft een signaal af (fig. 3).

In netwerken waarin de compensatie van capacitieve stromen naar de aarde wordt uitgevoerd met behulp van boogonderdrukkingsreactoren, zijn de fase-naar-aarde signaleringsapparaten verbonden met de signaalwikkeling van de boogreactor of met een stroomtransformator die is geïnstalleerd aan de geaarde uitgang van de Op deze wikkeling kan een signaallamp worden aangesloten die gaat branden als er een aardlek in het netwerk optreedt. De signaallamp wordt direct in de vlamboogonderdrukkingsreactorscheidingsschakelaaraandrijving geïnstalleerd.

Rijst. 3. Controle van de isolatietoestand in netwerken met geïsoleerde nulleider: 1 — vermogenstransformator; 2 — spanningsmeettransformator; H - spanningsrelais

Aardfouten opsporen

In netwerken met een geïsoleerde nulleider en met compensatie van capacitieve stromen is het mogelijk om het netwerk te gebruiken in aanwezigheid van een aardlek.Langdurig gebruik van het netwerk met verhoogde spanning op onbeschadigde fasen verhoogt echter de kans op een ongeval en het breken en vallen van de draad vormt een gevaar voor mensen. Daarom wordt de detectie en eliminatie van de fase-naar-aarde-fout zo snel mogelijk uitgevoerd. Eenvoudige aardingssignaleringsapparaten in het netwerk kunnen de locatie van fase-naar-aarde niet bepalen, aangezien alle delen van het netwerk elektrisch met elkaar zijn verbonden via de rails van het onderstation.

Selectieve signaalgevers USZ-2/2, USZ-ZM worden gebruikt om het elektrische circuit met aarding te bepalen. Deze apparaten bevatten meestal een hoger harmonisch filter en een draaiknop. Het harmonische filter werkt met een frequentie van 50 of 150 Hz (50 Hz voor netwerken zonder compensatie van capacitieve stromen, 150 Hz voor netwerken met compensatie van capacitieve stromen).

Het signaleringsapparaat is geïnstalleerd op het bedieningspaneel van het onderstation of in de gang van het schakelapparaat b - 10 kV en de nul-volgorde stroomtransformator (TTNP) circuits van kabellijnen zijn ermee verbonden (Fig. 4).

De instelling van het alarmapparaat (controlecontrole) wordt uitgevoerd tijdens normaal netwerkbedrijf (geen aarding) door de niveaus van hogere harmonische stromen en onbalansstromen te meten met het apparaat bij een frequentie van 150 Hz. Apparaatmetingen worden vergeleken met deze indicatoren wanneer een verbroken link wordt gevonden.

Wanneer er een stabiele aardfout optreedt in het netwerk, meet het servicepersoneel van het onderstation achtereenvolgens de hogere harmonische stromen in alle links en selecteert het de link waar de stroom het hoogst is.

Rijst. 4.Eenfasig aardfoutsignaleringsschema met behulp van USZ

Na het vaststellen van de beschadigde verbinding worden maatregelen genomen om de locatie van het aardlek te vinden en te verhelpen. HSS-apparaten maken handmatige identificatie van een mislukte link mogelijk. Onlangs zijn er echter apparaten ontwikkeld die automatisch de stabiele fase-naar-aarde-foutverbinding bepalen en informatie via telemechanische kanalen naar het verzendkantoor van de elektriciteitsnetten verzenden. Er is een aardleksignaleringsset van het type KSZT-1 (recentelijk KDZS) ontwikkeld en wordt veel gebruikt.

Een vereenvoudigd blokschema van het apparaat KSZT-1 (KDZS) wordt getoond in Fig. 5.

Het apparaat bestaat structureel uit drie hoofdblokken:

— BL-logica,

— afkoop K

— UM-indicatie.

Deze laatste wordt geïnstalleerd op het verzendpunt van de elektriciteitstransmissienetwerken. BL- en K-blokken worden op het onderstation geïnstalleerd.

Wanneer er een aardlek optreedt in het netwerk, wordt de nulvolgordespanning 3U0 van de wikkeling van de spanningstransformator toegevoerd aan het nulvolgordespanningsblok van BNNP en, als de waarde de gespecificeerde instelling overschrijdt, wordt het logische BL-blok ingeschakeld. Het logische blok regelt de werking van de elektronische schakelaar K, die achtereenvolgens de nul-volgorde stroomtransformatoren TTNP gelijkricht.

Aan het einde van de TTNP-ondervraging wordt de verbinding met het hoogste niveau van hogere harmonischen bepaald in het logische blok, waarvan het aantal in binair-decimale code wordt verzonden van het telemechanische apparaat KP-DP naar het controlecentrum. In de centrale wordt dit signaal in een decoder omgezet in een tweecijferig getal op het UN-display, waarmee de treindienstleider visueel het nummer van de grondaansluiting vaststelt.Wanneer de aardlek verdwijnt, keert het hele apparaat automatisch terug naar zijn oorspronkelijke positie.

Rijst. 5. Blokschema van het apparaat KSZT-1 (KDZS)

De treindienstleider heeft de mogelijkheid om informatie over de verbroken verbinding weer op te vragen door op de «Reset»-knop te drukken.Bovendien stelt het apparaat het bedienend personeel op het onderstation in staat om een ​​verbroken verbinding op te zoeken door de TTNP handmatig uit te lezen. Het gebruik van dit apparaat kan de zoektijd naar een beschadigd netwerkgedeelte aanzienlijk verkorten en de kans op schade verminderen.