Giám sát cách điện trong mạng có trung tính cách ly

Trong mạng có trung tính cách ly hoặc nối đất, trong quá trình vận hành bình thường, điện áp của cả ba pha với đất bằng điện áp pha.

Trong sự cố chạm đất một pha, điện áp của pha sự cố với đất sẽ bằng 0 và điện áp của các pha không sự cố sẽ tăng lên từng pha. Trong trường hợp này, điện áp pha-pha không thay đổi. Các mạng như vậy có thể vẫn hoạt động vì rất khó phát hiện hư hỏng. Hoạt động lâu dài ở chế độ này là không thể chấp nhận được, bởi vì trong trường hợp vô tình phá hủy lớp cách điện của pha nguyên vẹn, sẽ xảy ra ngắn mạch hai pha với những hậu quả không mong muốn.

Để theo dõi trạng thái cách điện trong các mạng có điện áp lên đến 1 kV, người ta sử dụng ba vôn kế, được nối theo hình sao, điểm trung tính của nó được nối đất (Hình 1, a).

Cơm. 1.Lỗi chạm đất một cực ở hai nơi: điều khiển cách điện bằng vôn kế, a — kết nối đường dây với máy biến dòng, b — bảo vệ rơle, c — điều khiển cách điện bằng vôn kế, d — điều khiển cách điện bằng rơle báo động, Q — công tắc, KA — rơle cho dòng điện, KL — rơle trung gian, SQ — tiếp điểm phụ của bộ ngắt mạch, YAT — điện từ nhả bộ ngắt mạch, KH — rơle tín hiệu, V — vôn kế, R — điện trở.

V mạng với trung tính bị cô lập Kiểm soát cách điện dễ dàng với ba vôn kế. Các vôn kế được nối với các cực của cuộn thứ cấp chính của máy biến điện áp ba pha ba cuộn dây. Máy biến điện áp một pha cũng có thể được sử dụng cho mục đích tương tự.

Trong các mạng có điện áp trên 1 kV, một máy biến điện áp NTMI được sử dụng để giám sát, có hai cuộn dây thứ cấp. Một cuộn dây được kết nối theo hình sao dùng để đo điện áp, cuộn thứ hai được kết nối theo hình tam giác hở với các cực aΔ — HCΔ — để điều khiển cách điện có bao gồm rơle điều khiển cách điện.

Rơle điện áp được sử dụng làm rơle này. KV tác động lên tín hiệu (Hình 2).

Cơm. 2. Sơ đồ điều khiển cách ly trong mạch điện xoay chiều trong mạng có trung tính cách ly: O, A, B, C — cuộn dây, V — vôn kế, T — biến áp NTMI, KV — rơle điều khiển cách ly

Ở chế độ bình thường, điện áp trên các cực của cuộn dây này gần bằng không. Trong trường hợp nối đất của bất kỳ pha nào trong mạng sơ cấp, đối xứng điện áp bị phá vỡ và điện áp xuất hiện trên cuộn dây được kết nối ở trạng thái tam giác mở, đủ để vận hành rơle điện áp, báo hiệu sự cố.

Trong trường hợp cách điện một pha bị hỏng (ngắn mạch với đất), số chỉ của vôn kế trên pha đó sẽ giảm và số chỉ của vôn kế trên hai pha nguyên vẹn còn lại sẽ tăng lên. Trong trường hợp có sự cố chạm đất kim loại, vôn kế của pha bị hỏng sẽ hiển thị số 0 và ở các pha khác, điện áp sẽ tăng 1,73 lần và vôn kế sẽ hiển thị điện áp đường dây.

Nhân viên vận hành trạm biến áp cũng có thể biết về sự vi phạm cách ly pha thông qua hoạt động của các thiết bị báo hiệu. Rơle giám sát cách điện N được sử dụng làm thiết bị báo hiệu được kết nối với các cực của cuộn thứ cấp bổ sung của máy biến điện áp NTMI được kết nối trong mạch tam giác hở. Khi nối đất xảy ra trên các cực của cuộn dây này, điện áp thứ tự không 3U0 xảy ra, rơle H được gài và phát tín hiệu (Hình 3).

Trong các mạng trong đó việc bù dòng điện dung xuống đất được thực hiện bằng cách sử dụng cuộn kháng dập hồ quang, thiết bị báo hiệu pha-đất được nối với cuộn tín hiệu của cuộn kháng hồ quang hoặc với máy biến dòng được lắp đặt ở đầu ra nối đất của cuộn kháng hồ quang. Cuộn dây này có thể kết nối đèn tín hiệu sẽ sáng lên khi xảy ra sự cố chạm đất trong mạng. Đèn tín hiệu được lắp đặt trực tiếp trong bộ truyền động của bộ ngắt kết nối lò phản ứng triệt tiêu hồ quang.

Cơm. 3. Kiểm soát trạng thái cách điện trong mạng có trung tính cách ly: 1 — máy biến áp; 2—máy biến áp đo điện áp; H — rơle điện áp

Tìm lỗi trái đất

Trong các mạng có trung tính cách ly và có bù dòng điện dung, có thể vận hành mạng khi có sự cố chạm đất.Tuy nhiên, lưới điện vận hành trong thời gian dài với điện áp tăng cao trên các pha không bị hỏng sẽ làm tăng khả năng xảy ra sự cố, đứt dây rơi xuống đất gây nguy hiểm cho con người. Do đó, việc phát hiện và loại bỏ sự cố pha-đất được thực hiện càng nhanh càng tốt. Các thiết bị báo hiệu đất đơn giản trong mạng không thể xác định vị trí của pha-đất, vì tất cả các phần của mạng được kết nối điện với nhau thông qua các thanh cái của trạm biến áp.

Các thiết bị báo hiệu chọn lọc USZ-2/2, USZ-ZM được sử dụng để xác định mạch điện có nối đất. Các thiết bị này thường chứa bộ lọc sóng hài cao hơn và mặt số. Bộ lọc sóng hài hoạt động ở tần số 50 hoặc 150 Hz (50 Hz đối với mạng không bù dòng điện dung, 150 Hz đối với mạng có bù dòng điện dung).

Thiết bị báo hiệu được lắp đặt trên bảng điều khiển của trạm biến áp hoặc trong hành lang của thiết bị đóng cắt b — 10 kV và các mạch biến dòng không thứ tự (TTNP) của các đường dây cáp được kết nối với nó (Hình 4).

Việc cài đặt thiết bị báo động (kiểm tra điều khiển) được thực hiện trong quá trình hoạt động của mạng bình thường (không nối đất) bằng cách đo các mức của dòng điện hài cao hơn và dòng điện không cân bằng với thiết bị ở tần số 150 Hz. Số đọc của thiết bị được so sánh với các chỉ báo này khi tìm thấy liên kết bị hỏng.

Khi xảy ra sự cố chạm đất ổn định trong mạng, nhân viên dịch vụ trạm biến áp lần lượt đo dòng điện hài cao hơn trong tất cả các liên kết và chọn liên kết có dòng điện cao nhất.

Cơm. 4.Sơ đồ báo hiệu sự cố chạm đất một pha sử dụng USZ

Sau khi xác định kết nối bị hư hỏng, các biện pháp được thực hiện để tìm và loại bỏ vị trí của sự cố chạm đất. Các thiết bị HSS cho phép xác định thủ công một liên kết bị lỗi. Tuy nhiên, gần đây, các thiết bị đã được phát triển để tự động xác định kết nối sự cố pha-đất ổn định và truyền thông tin qua các kênh cơ từ xa đến văn phòng điều độ của lưới điện. Bộ báo hiệu sự cố chạm đất kiểu KSZT-1 (gần đây là KDZS) đã được phát triển và sử dụng rộng rãi.

Sơ đồ khối đơn giản hóa của thiết bị KSZT-1 (KDZS) được hiển thị trong Hình. 5.

Thiết bị có cấu trúc bao gồm ba khối chính:

- logic BL,

- chuyển mạch K

- Chỉ báo UM.

Cái sau được cài đặt tại điểm điều phối của các mạng truyền tải điện. Các khối BL và K được lắp đặt tại trạm biến áp.

Khi xảy ra lỗi chạm đất trong mạng, điện áp thứ tự không 3U0 từ cuộn dây biến áp được đưa đến khối điện áp thứ tự không của BNNP và nếu giá trị vượt quá cài đặt đã chỉ định, khối logic BL sẽ bật. Khối logic điều khiển hoạt động của công tắc điện tử K, công tắc này tuần tự chỉnh lưu các máy biến dòng thứ tự không TTNP.

Khi kết thúc quá trình thẩm vấn TTNP, kết nối với mức cao nhất của sóng hài cao hơn được xác định trong khối logic, số lượng được truyền ở dạng mã nhị phân-thập phân từ thiết bị điện thoại KP-DP đến trung tâm điều khiển. Trong trung tâm điều khiển, tín hiệu này được chuyển đổi trong bộ giải mã thành một số có hai chữ số được hiển thị trên màn hình UN, nhờ đó bộ điều phối xác định trực quan số lượng kết nối mặt đất.Khi lỗi chạm đất biến mất, toàn bộ thiết bị sẽ tự động trở về vị trí ban đầu.

Cơm. 5. Sơ đồ khối thiết bị KSZT-1 (KDZS)

Điều độ viên có khả năng gọi lại thông tin về liên kết bị hỏng bằng cách nhấn nút «Đặt lại» Ngoài ra, thiết bị cho phép nhân viên vận hành tại trạm biến áp tìm kiếm liên kết bị hỏng bằng cách truy vấn thủ công TTNP. Việc sử dụng thiết bị này có thể giảm đáng kể thời gian tìm kiếm phần mạng bị hỏng và giảm khả năng phát triển thiệt hại.