Monitoraggio dell'isolamento in reti con neutro isolato

Nelle reti con neutro isolato o messo a terra, durante il normale funzionamento, le tensioni di tutte e tre le fasi verso terra sono uguali alla tensione di fase.

In un guasto a terra monofase, la tensione della fase guasta a terra sarà zero e quella delle fasi non guaste aumenterà a fase-fase. In questo caso, le tensioni concatenate non cambiano. Tali reti possono rimanere in servizio perché il danno è difficile da rilevare. Il funzionamento a lungo termine in questa modalità è inaccettabile, poiché in caso di distruzione accidentale dell'isolamento della fase intatta, si verificherà un cortocircuito bifase con conseguenze indesiderabili.

Per monitorare lo stato di isolamento nelle reti con una tensione fino a 1 kV, vengono utilizzati tre voltmetri, collegati a stella, il cui punto neutro è messo a terra (Fig. 1, a).

Riso. 1.Guasto a terra unipolare in due punti: controllo dell'isolamento con voltmetri, a — collegamento di linea con trasformatore di corrente, b — protezione del relè, c — controllo dell'isolamento con voltmetri, d — controllo dell'isolamento con relè di allarme, Q — interruttore, KA — relè per corrente, KL - relè intermedio, SQ - contatto ausiliario dell'interruttore, YAT - solenoide di rilascio dell'interruttore, KH - relè di segnale, V - voltmetro, R - resistenza.

v reti con neutro isolato Il controllo dell'isolamento è facile con tre voltmetri. I voltmetri sono collegati ai terminali dell'avvolgimento secondario principale di un trasformatore di tensione trifase a tre avvolgimenti. Allo stesso scopo possono essere utilizzati anche trasformatori di tensione monofase.

Nelle reti con tensioni superiori a 1 kV, per il monitoraggio viene utilizzato un trasformatore di tensione NTMI, che ha due avvolgimenti secondari. Una bobina collegata a stella serve a misurare la tensione, la seconda bobina collegata a triangolo aperto con terminali aΔ — HCΔ — per il controllo dell'isolamento con inclusione di un relè di controllo dell'isolamento.

Un relè di tensione viene utilizzato come questo relè. KV agenti sul segnale (Fig. 2).

Riso. 2. Schemi di controllo dell'isolamento nei circuiti a corrente alternata in una rete con neutro isolato: O, A, B, C - avvolgimenti, V - voltmetro, T - trasformatore NTMI, KV - relè di controllo dell'isolamento

In modalità normale, la tensione ai capi di questa bobina è prossima allo zero. In caso di messa a terra di una qualsiasi fase della rete primaria, la simmetria di tensione viene interrotta e sull'avvolgimento collegato a triangolo aperto compare una tensione sufficiente per azionare il relè di tensione, che segnala un malfunzionamento.

In caso di guasto dell'isolamento di fase (cortocircuito verso terra), le letture del voltmetro su quella fase diminuiranno e le letture del voltmetro sulle altre due fasi intatte aumenteranno. In caso di guasto a terra del metallo, il voltmetro della fase danneggiata mostrerà zero, e su altre fasi la tensione aumenterà di 1,73 volte e i voltmetri mostreranno le tensioni di linea.

Il personale operativo della sottostazione può anche venire a conoscenza di una violazione dell'isolamento di fase attraverso il funzionamento dei dispositivi di segnalazione. Un relè di monitoraggio dell'isolamento N viene utilizzato come dispositivo di segnalazione che è collegato ai terminali dell'avvolgimento secondario aggiuntivo del trasformatore di tensione NTMI collegato in un circuito a triangolo aperto. Quando si verifica la messa a terra sui terminali di questa bobina, si verifica una tensione di sequenza zero 3U0, il relè H è impegnato e fornisce un segnale (Fig. 3).

Nelle reti in cui la compensazione delle correnti capacitive verso terra viene effettuata mediante reattori di soppressione dell'arco, i dispositivi di segnalazione fase-terra sono collegati all'avvolgimento di segnale del reattore d'arco o ad un trasformatore di corrente installato all'uscita messa a terra del a questo avvolgimento può essere collegata una lampada di segnalazione che si accende quando si verifica un guasto a terra nella rete. La lampada di segnalazione è installata direttamente nell'azionamento del sezionatore del reattore di soppressione degli archi.

Riso. 3. Controllo dello stato di isolamento in reti con neutro isolato: 1 — trasformatore di potenza; 2 - trasformatore di misurazione della tensione; H — relè di tensione

Ricerca guasti a terra

Nelle reti con neutro isolato e con compensazione delle correnti capacitive è possibile far funzionare la rete in presenza di un guasto a terra.Tuttavia, il funzionamento a lungo termine della rete con una tensione elevata su fasi non danneggiate aumenta la probabilità di un incidente e la rottura del filo e la caduta a terra rappresentano un pericolo per le persone. Pertanto, il rilevamento e l'eliminazione del guasto fase-terra vengono eseguiti il ​​più rapidamente possibile. I semplici dispositivi di segnalazione di terra nella rete non possono determinare la posizione della fase-terra, poiché tutte le sezioni della rete sono interconnesse elettricamente attraverso le sbarre della sottostazione.

I dispositivi di segnalazione selettivi USZ-2/2, USZ-ZM vengono utilizzati per determinare il circuito elettrico con messa a terra. Questi dispositivi di solito contengono un filtro armonico superiore e un quadrante. Il filtro armonico opera a una frequenza di 50 o 150 Hz (50 Hz per reti senza compensazione delle correnti capacitive, 150 Hz per reti con compensazione delle correnti capacitive).

Il dispositivo di segnalazione è installato sul pannello di controllo della sottostazione o nel corridoio del quadro b - 10 kV e ad esso sono collegati i circuiti del trasformatore di corrente a sequenza zero (TTNP) delle linee dei cavi (Fig. 4).

La taratura del dispositivo di allarme (control check) viene effettuata durante il normale funzionamento della rete (nessuna messa a terra) misurando i livelli delle correnti armoniche superiori e delle correnti di squilibrio con il dispositivo alla frequenza di 150 Hz. Le letture del dispositivo vengono confrontate con questi indicatori quando viene rilevato un collegamento interrotto.

Quando si verifica un guasto a terra stabile nella rete, il personale di servizio della sottostazione misura successivamente le correnti armoniche superiori in tutti i collegamenti e seleziona il collegamento in cui la corrente è più elevata.

Riso. 4.Schema di segnalazione di guasto a terra monofase tramite USZ

Dopo aver determinato la connessione danneggiata, vengono prese misure per trovare e rimuovere la posizione della dispersione verso terra. I dispositivi HSS consentono l'identificazione manuale di un collegamento non riuscito. Recentemente, tuttavia, sono stati sviluppati dispositivi che determinano automaticamente la connessione stabile del guasto fase-terra e trasmettono informazioni tramite canali telemeccanici all'ufficio di spedizione delle reti elettriche. È stato sviluppato ed è ampiamente utilizzato un set di segnalazione di guasto a terra del tipo KSZT-1 (recentemente KDZS).

Uno schema a blocchi semplificato del dispositivo KSZT-1 (KDZS) è mostrato in Fig. 5.

Il dispositivo è strutturalmente costituito da tre blocchi principali:

— logica BL,

— commutazione K

— Indicazione UM.

Quest'ultimo è installato presso il punto di dispacciamento delle reti di trasmissione di energia. I blocchi BL e K sono installati nella sottostazione.

Quando si verifica un guasto a terra nella rete, la tensione a sequenza zero 3U0 dall'avvolgimento del trasformatore di tensione viene alimentata al blocco di tensione a sequenza zero di BNNP e, se il valore supera l'impostazione specificata, attiva il blocco logico BL. Il blocco logico controlla il funzionamento dell'interruttore elettronico K, che rettifica in sequenza i trasformatori di corrente omopolari TTNP.

Al termine dell'interrogazione TTNP, nel blocco logico viene determinato il collegamento con il livello più alto di armoniche superiori, il cui numero viene trasmesso in codice binario-decimale dal dispositivo telemeccanico KP-DP al centro di controllo. Nel centro di controllo, questo segnale viene convertito in un decodificatore in un numero a due cifre visualizzato sul display UN, mediante il quale il dispatcher determina visivamente il numero della connessione a terra.Quando il guasto a terra scompare, l'intero dispositivo ritorna automaticamente nella sua posizione originale.

Riso. 5. Schema a blocchi del dispositivo KSZT-1 (KDZS)

Il dispatcher ha la possibilità di richiamare nuovamente le informazioni sul collegamento interrotto premendo il pulsante «Reset» Inoltre, il dispositivo consente al personale operativo della sottostazione di ricercare un collegamento interrotto interrogando manualmente il TTNP. L'uso di questo dispositivo può ridurre notevolmente il tempo di ricerca di una sezione di rete danneggiata e ridurre la probabilità di sviluppare danni.