būtība barošanas process ir piegādāt elektroenerģiju no vietas, kur tā tiek ražota ( spēkstacijas) uz tā patēriņa vietu (elektriskie uztvērēji). Elektrību ved pa elektriskie tīkli, ieskaitot elektropārvades līnijas, strāvas transformatorus, sadales iekārtas un citas palīgiekārtas. Pati par sevi elektroenerģijas pārvade tiek veikta, izmantojot īpašu trīsfāžu elektriskās ķēdes augstsprieguma, jo augstāks sprieguma līmenis, jo mazāks jaudas zudums ir elektrības padeve caur ķēdi, bet tajā pašā laikā sprieguma pieaugums palielina pašas elektroinstalācijas izmaksas, tāpēc ir jāizvēlas optimālais elektroinstalācijas sprieguma līmenis. uzstādīšana ir sarežģīts tehniski ekonomisks uzdevums. Parasti elektroenerģijas sadale patērētājiem tiek veikta ar 6-35 kV sprieguma klasi, bet dažreiz var atrast dziļas ievades apakšstacijas, kad elektroenerģijas sadale ļoti jaudīgiem elektriskajiem uztvērējiem tiek veikta ar spriegumu 110 -220 kV.
Viena no elektroenerģijas transportēšanas iezīmēm ir neitrāla stieples klātbūtne ķēdē, kas ir trīsfāzu strāvas avotu kopīgs punkts. elektriskā sistēma, ko sauc arī par neitrāla.
Viens no biežākajiem elektrolīniju bojājumu veidiem ir vienfāzes īssavienojums uz zemi - tas ir bojājuma veids, kad viena no trīsfāzu sistēmas fāzēm ir īssavienojums ar zemējumu vai elementu, kas elektriski savienots ar zemi. Tīklā notiekošie procesi šāda īssavienojuma gadījumā lielā mērā ir atkarīgi no šī tīkla neitrāla darbības režīma.
Tīklos ar izolēts neitrāls vienfāzes zemējuma defekta strāva tiek slēgta caur nebojāto fāžu kondensatoriem. Tā vērtība ir maza, un to nosaka nebojāto fāžu kopējā kapacitāte. Attiecības līnijas spriegumi vienfāzes zemējuma defekta gadījumā tie nemainās, kas ļauj darbināt tīklu, nekavējoties neizslēdzot šāda veida bojājumus. Tomēr vienfāzes zemējuma defekts rada būtisku apdraudējumu iekārtai, jo bojātās fāzes un zemējuma potenciāla izlīdzināšana izraisa sprieguma palielināšanos starp nebojātajām fāzēm un zemējumu līdz vērtībai tīkla nominālā līnijas sprieguma secība. Neskartu fāžu izolācija trieciena dēļ pārspriegums tiek pakļauta paātrinātai novecošanai, kas galu galā var izraisīt citu fāžu zemējuma defektus un dubultu zemējuma defektu, kas ir īssavienojums un pieprasot nekavējoties izslēgt bojāto tīkla daļu.
Turklāt vienfāzes bojājuma strāva, kas izplatās pa zemi netālu no zemējuma lūzuma, rada briesmas cilvēku un dzīvnieku dzīvībai.
Tīklos ar iezemētu neitrālu vienfāzes zemējuma defekts ir īssavienojums. Bojājuma strāva šajā gadījumā tiek aizvērta caur primārās iekārtas iezemētajiem neitrāliem, un tai ir ievērojama vērtība. Šādiem bojājumiem nepieciešama tūlītēja bojātās vietas atslēgšana.
Ņemot vērā šo īpašību, kā arī izolācijas starp fāzu vadiem un zemējumu ieviešanas sarežģītību dažādām sprieguma klasēm (jo augstāka sprieguma klase, jo grūtāk veikt šo izolāciju), tad arī optimālā neitrālas veida izvēle ir sarežģīta. tehniskais un ekonomiskais uzdevums.
70-90% elektriskie bojājumi
krīt uz OZZ 1
Vienfāzes zemējuma defektu cēloņi var būt ļoti dažādi, taču tie visi rodas elektroinstalācijas iekārtu izolācijas pārkāpuma dēļ, īpaši kabeļu vai gaisvadu elektrolīnijās. Izolācijas pārkāpums var būt saistīts ar tās novecošanos, kā arī no mehāniskas ietekmes uz elektroinstalāciju, biežāk tas ir kabeļa bojājums zemes darbu laikā vai koka zara uzkrišana uz vada gaisvadu līnija utt.
Krievijā šī problēma ir atrisināta tādā veidā, ka sadales tīkli līmenī 6-35 kV darbojas zemējuma izolētā neitrālā režīmā enerģijas avotus un tīklus augsts līmenis spriegumi tiek darbināti režīmā, kurā neitrāls ir tieši savienots ar zemi – iezemēts un efektīvs neitrāls režīms.
1. Šuins V.A., Gusenkovs A.V. Zemējuma defektu aizsardzība elektrotīklos 6-10 kV. M.: NTF "Energoprogress". // Žurnāla pielikums, Energetik, 2001. gada 11. (35) numurs, 102. lpp.
21. lapa no 26
9. IERĪČU KLASIFIKĀCIJA UN MĒRĶIS
Gaisvadu sadales tīkli 6-35 kV darbojas ar izolētu vai kompensētu neitrālu. Zemes defektu strāvu vērtības šajos tīklos ir salīdzinoši nelielas un daudzos gadījumos par vienu vai pat divām kārtām mazākas nekā slodzes strāvas.
Gaisvadu tīklam 6-35 kV ar izolētu neitrālu zemējuma defekta strāvas vērtību bojājuma gadījumā bez pārejošas pretestības var aptuveni noteikt pēc empīriskās formulas
Kur h ir bojājuma strāva. BET; dūņas - lineārais spriegums, kV; / s-tīkla līniju kopējais garums, km.
Kompensētajos tīklos zemesslēguma strāva ir atkarīga arī no kapacitatīvās strāvas kompensācijas pakāpes. Šos tīklus raksturo arī sarežģīta koka veida līniju konfigurācija.
Šīs 6-35 kV tīklu īpašības praktiski izslēdz iespēju tiem izmantot metodes un līdzekļus augstāka sprieguma tīklos izmantoto vienfāzes zemējuma defektu vietu noteikšanai. Šajā sakarā 6-35 kV gaisa tīklos ir kļuvušas plaši izplatītas portatīvās ierīces, kas ļauj, veicot virkni secīgu mērījumu dažādos tīkla punktos, noteikt bojājuma vietu.
Zināmās metodes un ierīces vienfāzes zemējuma bojājuma vietas noteikšanai gaisvadu sadales tīklos ir balstītas uz tīklā notiekošo procesu un parādību izmantošanu šāda veida bojājumu laikā. Zemes defekta gadījumā nulles secības strāvas plūst gan bojātajās, gan nebojātajās tīkla līnijās. Šo strāvu vērtību nebojātās līnijās nosaka, ja pārējās lietas ir vienādas, katras līnijas vadu kapacitāte attiecībā pret zemi. Bojātajā līnijā nebojāto līniju kopējā nulles secības strāva plūst no apakšstacijas kopnēm līdz bojājuma vietai. Strāvas virziens bojātā līnijā ir pretējs strāvu virzienam nebojātā līnijā. Zemējuma defekts izraisa fāzes sprieguma sistēmas traucējumus. Ložu secības strāvas papildus pamata komponentei 50 Hz satur augstāku harmoniku komponentus. Galvenie augstāko harmoniku avoti ir ģeneratori, kuru EMF nav tikai sinusoidāls, kā arī jaudas transformatori un strāvas kolektori, kuriem ir nelineārs raksturlielums.
Tīklā zemējuma defekta gadījumā nebojātas līnijas nulles secības strāvas harmonisko sastāvu nosaka nulles secības sprieguma harmoniskais sastāvs un šīs līnijas parametri. Bojātās līnijas strāvas harmoniskais sastāvs ir nebojātu līniju strāvu harmonisko komponentu summa. Kompensētajā tīklā loka spoles strāvas augstākās harmonikas komponentes tiek pievienotas bojātā savienojuma nulles secības strāvas augstākām harmonikām.
Nulles secības strāvas vadību tīkla līnijās veic pārnēsājamas ierīces, mērot magnētiskais lauks līnijas tuvumā, izmantojot ierīcē iebūvētus magnētiskos sensorus, kas ir induktīvā spole ar atvērtu feromagnētisko serdi. Tīkla sprieguma kontrole tiek veikta, mērot līnijas elektrisko lauku, izmantojot pātagas antenu.
Pēc izmērītajām strāvas un sprieguma komponentēm pārnēsājamās ierīces iedala divās grupās: ierīces, kas darbojas ar frekvenci 50 Hz, un ierīces, kas darbojas ar augstākām harmoniskām sastāvdaļām. Katra grupa savukārt ietver gan strāvas, gan virziena ierīces. Strāvas ierīces tiek izmantotas nulles secības strāvu salīdzinošai novērtēšanai līnijās un tīkla posmos zemējuma defekta laikā. Virziena ierīces ļauj noteikt šo strāvu plūsmas virzienu.
Lietojot strāvas ierīces, nulles secības strāvu atbilstošo komponentu līmeņa salīdzinošā novērtējuma rezultātā tiek noteikta bojāta līnija, kuras instrumentu rādījumi ir maksimāli; pēc tam atbilstoši iekārtas maksimālajiem rādījumiem uz bojātās līnijas tiek noteikts bojātais zars un bojājuma vieta, pēc tam ierīces rādījumi krasi samazinās.
Virziena ierīces ļauj pēc indikatoru rādījumiem noteikt virzienu uz bojājuma vietu tīkla punktā, ja attiecīgās nulles secības strāvas komponentes vērtība dotajā tīkla punktā ir pietiekama, lai ierīce darbotos. Šis nosacījums parasti nav izpildīts salīdzinoši īsos līniju zaros un gala posmos.
Pamatfrekvences komponentus izmantojošo ierīču lietošana ir apgrūtināta slodzes strāvu magnētiskā lauka ietekmes dēļ, kuras stiprums ir salīdzināms ar zemējuma defekta strāvas magnētiskā lauka stiprumu. Slodzes strāvu nekompensēta magnētiskā lauka klātbūtne līnijas tuvumā ir izskaidrojama ar līnijas vadu asimetrisko izvietojumu attiecībā pret portatīvās ierīces atrašanās vietu. Slodzes strāvu magnētiskā lauka ietekme krasi ierobežo vienkāršāko ierīču darbības jomu pamata frekvencē. Ja zemējuma defekta strāva ir mazāka par 20% no slodzes strāvas, šādu ierīču izmantošana ir gandrīz neiespējama.
Augstāku harmonisko komponentu izmantošanai ir tāda priekšrocība, ka to relatīvais līmenis zemesslēguma strāvā salīdzinājumā ar līmeni slodzes strāvā ir augstāks, jo lielāks harmonikas skaitlis. Tas ir saistīts ar pretestības kapacitatīvo raksturu zemējuma defekta strāvas ķēdē un lielā mērā pretestības induktīvo raksturu slodzes strāvas ķēdē. Tāpēc, izmantojot augstākas harmonikas sastāvdaļas, slodzes strāvu magnētiskā lauka ietekme ir ievērojami mazāka. Zemējuma defekti vairumā gadījumu rodas kontaktu pretestības dēļ. Zemējuma defekta strāvas plūsmas laikā šīs pretestības vērtība, kā likums, nemainās. Izmaiņas kontaktu pretestībā, bieži vien būtiskas, izraisa izmaiņas strāvas harmonisko komponentu līmenī. Tā kā kapacitāte zemējuma defekta strāvas ķēdē ir mazāka, jo lielāks harmonikas skaitlis, pārejas pretestības izmaiņu ietekme uz augstāku harmoniku līmeņa izmaiņām ir lielāka, jo lielāks harmonikas skaitlis.
Tādējādi, lai gan augstākas harmonikas ļauj labāk atslēgties no slodzes strāvu ietekmes, to līmeņa nestabilitāte kontaktu pretestības izmaiņu dēļ apgrūtina darbu ar ierīci, kas izmanto augstākas harmonikas.
Vislielāko izplatību energosistēmās saņēmušas sērijveidā ražotās ierīces "Poisk-1", "Volna" un "ZOND".
Pirmās portatīvās ierīces "Poisk-1" sērijveida ražošanu Mitišču elektromehāniskā rūpnīca apguva 1969. gadā. Ierīci "Poisk-1" kā universālu ierīci izstrādāja Sojuztekhenergo. Tam ir fiksēta skaņošana 5., 7., 11. un 13. harmonikai un iespēja strādāt frekvenču joslā. Ieteicams izmantot 5. harmoniku. Galvenais Poisk-1 ierīces trūkums ir tās salīdzinoši lielie izmēri un svars.
Kopš 1981. gada Mitišču elektromehāniskā rūpnīca ir apguvusi jaunas, progresīvākas Volna sērijas ierīces ražošanu, ko rūpnīca izstrādājusi kopā ar Sojuztekhenergo un Ukrainas Lauksaimniecības akadēmiju. Salīdzinot ar Poisk-1 ierīci, Volna ierīcei ir labāka selektivitāte, lielāka jutība, mazāki izmēri un svars. 1990. gadā rūpnīca plāno apgūt Volna-M ierīču ražošanu, pamatojoties uz jaunu elementu bāzi ar stabilākām īpašībām.
1981. gadā Rīgas eksperimentālā rūpnīca Energoavtomatika apguva virziena iekārtas ZOND ražošanu, ko izstrādājusi Selenergoproekt Ukrainas filiāle kopā ar rūpnīcu. Ierīce ir balstīta uz 11. harmonikas strāvas un sprieguma fāžu salīdzinājumu.
Papildus sērijveidā ražotām pārnēsājamām ierīcēm energosistēmās, Ukrainas Lauksaimniecības akadēmijas izstrādātā ierīce Harmonika, ierīce Mosenergo UMP-7 un citas ir atradušas zināmu pielietojumu un ar pozitīvu ekspluatācijas pieredzi.
Tālāk norādītās prasības ir kopīgas visām pārnēsājamām ierīcēm, lai noteiktu īssavienojuma vietu tīklā.
Ierīcei jābūt ar pietiekami augstu jutību, jānodrošina īssavienojuma atrašanās vieta īsa garuma tīklos (ne vairāk kā 20 km), jāļauj uzraudzīt īssavienojuma esamību tīklā bojājumu meklēšanas procesā. Ierīcei jānodrošina uzticama bojātas līnijas noteikšana apakšstacijā, bojāta atzara un bojājuma vieta līnijā pie ievērojamām slodzes strāvām (līdz 80-100 A).
Ierīcei jābūt universālai, lietojamai gan tīklos ar izolētu, gan tīklos ar kompensētu neitrālu jebkuram dizainam, līnijām, plašā temperatūras diapazonā, no -40 līdz +40 ° C. Ierīcei jābūt vieglai un maza izmēra, uzticamai darbojas un viegli lietojams, lai ierīci bez grūtībām varētu lietot jebkurš elektriķis.
Perspektīvākās pārnēsājamās ierīces, kas augstāk minētajām prasībām atbilst lielākā mērā, ir ierīces, kuru pamatā ir augstākas harmonikas komponentu izmantošana.
Šajā rakstā apskatīti izolācijas kontroles pasākumi, kā arī elektroinstalācijas apkalpojošā personāla darbības, lai atrastu zemes bojājuma vietu.
Elektriskās instalācijās ar darba spriegumu 6-35 kV ar izolētu neitrālu, bojājumu vai izolācijas atteices, vadu krišanas u.c. rodas zemes defekts. Vienfāzes zemējuma defekta režīms tīklā ar izolētu neitrālu nav avārijas. Tāpēc bojātās vietas automātiska izslēgšana elektrotīkls nebūs.
Šis darbības režīms ir bīstams iekārtu izolācijai, jo fāzes spriegumi šajā gadījumā ievērojami palielinās. Tas savukārt noved pie izolācijas pārrāvuma un pārejas no vienfāzes uz divfāžu zemējuma defektu.
Turklāt zemējuma defekts ir ļoti bīstams cilvēkiem, jo īpaši apkalpojošajam personālam (ārēja sadales iekārtas vai iekštelpu sadales iekārtas bojājuma gadījumā). Tajā pašā laikā ir liela traumu iespējamība elektrošoks strāvu izplatīšanās uz zemi rezultātā (pakāpiena spriegums). Sekojoši, operatīvais personāls, kas veic elektroinstalācijas apkopi, ir nepieciešams iekšā īsākais laiks novērst radušos bojājumus, tas ir, noteikt bojājuma vietu.
Ir vairāki zemējuma defektu veidi: metāla defekti, nepilnīgi bojājumi, kas radušies elektriskā loka dēļ, un zemējuma defekti, ko izraisa bojāta strāvu nesošo daļu izolācija.
Izolācijas kontrole elektroinstalācijās 6-35kV tiek veikta, izmantojot:
Minimālā sprieguma releji, kas ir savienoti ar VT fāzes spriegumiem;
Sprieguma releji, kas ir iekļauti atvērtā trīsstūra tinumā;
Strāvas releji, kas ir savienoti ar nulles secības strāvas filtra izeju;
Izolācijas uzraudzības voltmetri.
Izolācijas uzraudzības voltmetra rādījumi:
Metāla zemējuma defekta gadījumā: bojātajā fāzē ierīce rāda "nulle", savukārt pārējās divās fāzēs spriegums palielinās par 1,73 reizēm, tas ir, tas ir vienāds ar tīkla lineāro spriegumu;
Zemējuma bojājuma gadījumā caur loku: uz bojātās fāzes "nulle", pārējās fāzēs spriegums palielinās 3,5-4,5 reizes;
Zemējuma defekta gadījumā samazinātas izolācijas pretestības dēļ izolācijas uzraudzības voltmetra rādījumi ir asimetriski. Tīkla fāzēs ir tā sauktā "šķība".
Atkarībā no ieviestās izolācijas uzraudzības shēmas, tiek veikta “zemes defekta” signalizācija ar norādi par konkrētu bojāto fāzi vai bez fāzes noteikšanas. Pēdējā gadījumā bojāto fāzi nosaka kilovoltmetru rādījumi, lai uzraudzītu konkrēta tīkla posma izolāciju. Abos gadījumos nepieciešams reģistrēt izolācijas uzraudzības voltmetru rādījumus. Turklāt ir viltus trauksme zemes signāls.
Mēs uzskaitām galvenos iemeslus "zemes" signāla nepareizai darbībai 6-35kV tīklā:
Būtiska fāžu jaudu atšķirība attiecībā pret zemi;
Transformatora atvērtās fāzes izslēgšana;
Pieslēgšana citai nekompensētai tīkla sadaļai, ieskaitot automātisku (ATS darbība);
Fāzes atteice (izdedzis drošinātājs) strāvas transformatora HV vai LV pusē. Šajā gadījumā būs neliela sprieguma nelīdzsvarotība;
Fāzes kļūme (izdeguši drošinātāji, ķēdes pārtraucējs vai cita iemesla dēļ) sprieguma transformators, kas paredzēts, lai kontrolētu noteiktā tīkla posma izolāciju. Fāzes atteices gadījumā LV pusē viena fāze rādīs nulli, bet pārējās divas fāzes spriegums. Augstas puses (HV) fāzes atteices gadījumā izolācijas uzraudzības ierīču rādījumi būs asimetriski. Tajā pašā laikā pēc instrumentu rādījumiem ir grūti noteikt, vai drošinātājs ir izdedzis vai nē, jo deformācija ir nenozīmīga.
Apsveriet nelielu fāzes nelīdzsvarotības gadījumu (zemējuma defekta signāla nepareiza darbība). Kad drošinātājs VT augšējā pusē izdeg, īslaicīgi parādās “zemes” signāls, pēc tam tiek novērota neliela fāzes un lineārā sprieguma nelīdzsvarotība. Šīs nelīdzsvarotības iemesls var būt lieliskā fāžu kapacitāte attiecībā pret zemi. Šādā gadījumā varat mēģināt pa vienam atslēgt savienojumus, kurus darbina šī tīkla sadaļa (sekcijas vai kopnes). Ja izolācijas uzraudzības ierīču rādījumi nemainās, tad pastāv liela varbūtība, ka šādas sprieguma nelīdzsvarotības cēlonis ir pārdedzis drošinātājs sprieguma transformatora HV pusē.
Vienfāzes īssavienojuma meklēšana tiek veikta, izmantojot īpašu ierīci vai secīgu izslēgšanu. Šajā gadījumā pa vienam tiek atvienoti pieslēgumi, kas tiek baroti no kopņu sekcijas (sistēmas), kur VT norāda uz bojājuma esamību, kā arī elektrotīkla posmu pieslēgumu, kas ir elektriski savienots ar šo kopņu posmu (sistēmu). ).
Ja pēc līnijas atvienošanas pazuda “zemes” signāls, tas norāda, ka šajā līnijā bija zemējuma defekts. Šo savienojumu var nodot ekspluatācijā tikai pēc vienfāzes īssavienojuma cēloņa noskaidrošanas.
Ja bojāto posmu nebija iespējams atrast, izmantojot secīgu izejošo savienojumu atvienošanas metodi, tad jums vajadzētu atvienot visus tīkla sadaļas savienojumus, kur parādījās "zeme", pārliecinieties, vai vienfāzes īssavienojuma signāls ir novērsts. Pēc tam pa vienam jāieslēdz izejošie savienojumi. Ja vienas no izejošajām līnijām iekļaušana sakrita ar "zemes" signāla parādīšanos, tad šis savienojums ir jāatvieno un nav jāiedarbina, kamēr nav noskaidrots "zemes" signāla darbības iemesls. Attiecīgi, ja, nododot ekspluatācijā iepriekš nodotu savienojumu, parādījās “zemējums”, šis savienojums nekavējoties jāatvieno. Pastāv arī situācijas, kad, izslēdzot visas izejošās līnijas, “zemes” signāls netiek novērsts. Tas norāda, ka bojājumi ir radušies apakšstacijas iekārtās, piemēram, zonā no spēka transformatora līdz kopņu sekcijai ieskaitot. Vispirms jānoskaidro, vai bojājums ir kopņu sekcijā vai citā iekārtā (ienākošais slēdzis, kopne no strāvas transformatora uz ienākošo slēdzi). Lai to izdarītu, izslēdziet šīs sadaļas ievades slēdzi, ieslēdziet sadaļas slēdzi. Ja sadaļā, kurai ir pievienota šī tīkla sadaļa, parādās zemējuma signāls, tad bojājums atrodas kopnes sadaļā. Bojātā daļa ir jāizņem remontam, lai novērstu bojājumus.
Ja nav “zemes” signāla, bojājums atrodas zonā no strāvas transformatora līdz sekcijas ievades slēdzim, ieskaitot. Šajā gadījumā ir nepieciešams pārbaudīt šīs zonas aprīkojumu. sadales iekārtas par bojājumiem. Ja “zemes” cēlonis ir izolācijas bojājums, tad, visticamāk, vizuālus bojājumus nevar atrast.
Lai atrastu bojājumus, šī sadales iekārtas daļa ir jānogādā remontam. Izolācijas defekta atrašana tiek veikta ar iekārtu elektrolaboratorijas testēšanu.