Сцб как найти землю

Страница 23 из 42

Наиболее универсальный способ отыскания места заземления монтажа заключается в разделении цепей, получающих питание от одного и того же полюса. Для такого разделения в первую очередь нужно вынуть предохранители, а если этого недостаточно, то отсоединить провода на клеммах питания. При этом следует учитывать, что монтаж проводов питания как по стативам, так и по отдельным полкам, рядам всегда выполнен по кольцу (с обратным проводом). Поэтому предварительно необходимо нарушить кольцевой монтаж.
В процессе последовательного отключения осуществляется контроль за сопротивлением изоляции неотключенной части. В момент отключения заземленной цепи будет наблюдаться переполюсовка заземления (рис. 28), т. е. через сопротивление нагрузки, один конец которой отключен, заземленным окажется противоположный полюс источника питания. Практические трудности, которые встречаются при таком способе, заключаются в следующем:
зачастую по схеме имеется не одно, а несколько мест с пониженным сопротивлением изоляции как на одном, так и на другом полюсе (не считая случаев, когда множество однотипных параллельных цепей имеет примерно одинаковые токи утечки в землю); при интенсивном движении поездов на крупной станции очень трудно выбрать время для отключения большого количества цепей.

Рис. 28. Схема переполюсовки заземления при одностороннем отключении заземленной цепи
В связи с указанными трудностями в некоторых случаях целесообразно использовать метод фиксации тока утечки непосредственно в заземленной цепи с помощью амперметра или индукционной катушки.

Рис. 29. Схемы определения места заземления

Для того чтобы установить место заземления с помощью амперметра (рис. 29, а), вначале определяют заземленный полюс источника питания, а к противоположному полюсу подключают землю через реостат и амперметр. Ток в цепи искусственного заземления устанавливают реостатом не более 0,5 А. После этого другой амперметр поочередно включают вместо предохранителей в каждую из ветвей, где возможно заземление. Искусственное заземление подключается толчками, при этом стрелка амперметра, включенного в заземленную ветвь схемы, будет также отклоняться толчками. При включении амперметра в незаземленные ветви толчки ощущаться не будут. После того как установлена заземленная ветвь схемы, можно аналогично определить статив, полку, ряд.

Вместо амперметра в проверяемой цепи можно включать милливольтметр, которым измеряют падение напряжения на небольшом сопротивлении. Таким сопротивлением может служить провод силового щита до клеммной панели, жила межстативного кабеля или даже предохранитель с номинальным током менее 3 А.
Искусственное заземление при этом также подключается толчками. Для того чтобы толчки ощущались стрелкой амперметра или милливольтметра, суммарное сопротивление основного R и искусственного Rиз заземления не должно более чем в 20 раз превышать сопротивление R нагрузки в заземленной цепи.
Обычно в каждой ветви схемы обтекаются током не менее 5—10 реле, поэтому изложенный способ не дает эффекта при сопротивлении заземления выше 1—2 кОм. Пользоваться методом отыскания места заземления с помощью амперметра можно только в свободное от поездов время, так как при этом не исключена возможность ложного срабатывания или удержания якоря реле.
Другой способ фиксации тока утечки в заземленной цени заключается в том, что с помощью специальною генератора создается искусственная цепь “генератор — полюс источника питания — заземленная цепь — земля — генератор”.
Для определения заземленной цепи с помощью индукционной катушки (рис. 29, б) применяют трассоискатель, генератор которого, настроенный на частоту 1000 Гц, подключается к заземленному полюсу через конденсатор С емкостью 0,25 мкФ для цепей 24 В и 0,025 мкФ для цепей 220 В.
Провода, относящиеся к заземленной части схемы, выявляются с помощью индукционной катушки трассоискателя и таким образом определяется направление к заземленной точке.
Аналогично находят места сообщения между различными источниками питания. В этом случае выводы генератора через конденсатор подключают к сообщающимся полюсам различных источников питания.

И мы продолжаем серию публикаций, посвященную системам оперативного постоянного тока. Ранее были рассмотрены такие темы, как

Как иногда бывает полезно заглянуть в старые руководящие указания и еще раз убедиться в том, что всё новое – это хорошо забытое старое!

1. Анализ сложившейся ситуации

Продолжая тему СОПТ, хотелось бы остановиться на одном её разделе, который уже два десятка лет вызывает споры среди проектировщиков и головную боль у эксплуатации: поиск замыкания на землю в цепях оперативного постоянного тока.

Начиная с 1997 года – в Мосэнерго вводятся в работу первые подстанции с микропроцессорными (МП) защитами – ПС 110 кВ «Зубовская», ПС 220 кВ «Центральная», «Куркино» и другие. С их появлением приходит понимание того, что существующий метод поиска фидера с пониженной изоляцией недопустим. Поочередное снятие питания со всех вторичных устройств, принятое при этом, ведет к перезагрузке МП терминалов и выводу их из работы на время от десятка секунд до нескольких минут. Этот факт противоречил требованию параграфа 5.9.5 ПТЭЭС – «Силовое электрооборудование и линии электропередачи могут находиться под напряжением только с включенной релейной защитой от всех видов повреждений…».

Готовых вариантов решения этой проблемы в то время не существовало. Энергетические компании, действующие за пределами России, её не ощущали ввиду практического отсутствия замыканий на землю на своих объектах. Тому способствовало использование ими добротно изготовленного оборудования и высокое качество монтажа вторичной коммутации, что является недостижимым у нас и в настоящее время.

Вариантом решения проблемы был выбран поиск и разработка новых устройств, способных определить фидер с пониженной изоляцией без его отключения. При этом, основное внимание было уделено разработке двух типов устройств:

• стационарным устройствам автоматического поиска фидера с замыканием на землю (АПЗЗ);
• переносным устройствам поиска места замыкания на землю (ППЗЗ).

В качестве первого типа вышеназванных устройств в Мосэнерго было выбрано устройство «Сапфир», уже выпускаемое фирмой «Белэнергоремонтналадка». На первых подстанциях нового поколения ФСК ЕЭС таким устройством становится «BENDER» (ПС 750 кВ «Череповецкая», ПС 500 кВ «Беркут»). Хотя все эти устройства оказались весьма несовершенными (об этом мы поговорим чуть ниже), их последующие аналоги уже дока- зали свою правомерность. К ним на сегодня можно отнести Микро СРЗ, ЭКРА СКИ и другие.

Устройства второго типа были разработаны задолго до появления МП защит и рассматривались, как альтернатива методу с отверточной разборкой схемы. Изначально они не предназначались для поиска индивидуальных автоматических выключателей (АВ) или предохранителей (Пр), за которыми произошло замыкание на землю. Это действие, выполнялось их поочередным отключением и возлагалось на оперативный персонал, что и было закреплено параграфом 5.2 инструкции [2]. Появление МП защит исключило возможность этого действия. Взамен ему проектными организациями был предложен метод поиска АВ или Пр при помощи ППЗЗ, требующий от исполнителя знание схем вторичной коммутации. Тем самым была нарушена логика вышеупомянутой инструкции [2], предписывающей выявление АВ или Пр оперативным персоналом, в обязанность которого не входит знание этих схем. Итогом «полета мысли» проектных организаций в этом вопросе оказалась необходимость привлечения персонала служб РЗА в любое время дня и ночи для принятия оперативным персоналом верного решения.

Что можно предложить для решения этой проблемы? То, что уже предлагалось, но не получило широкого распространения. То, что уже было прописано в старых руководящих указаниях [2]: поочередный перевод питания устройств на резервную шинку, гальванически изолированную от АБ. В проектах для «Росэнергоатома» этот метод получил свое естественное продолжение (Нововоронежская АЭС-2, Ленинградская АЭС-1) как традиция. Для ПС ФСК ЕЭС этот метод скорее рассматривался как экзотика и применялся только в исключительных случаях. Впервые он был использован на ПС 500 кВ «Хехцир» [4] и на ПС 500 кВ Московского кольца в 2006 году. Общим в обоих случаях было использование в качестве независимого источника DC/DC преобразователей и отсутствие понимания того, что необходимо применять резервную шинку не только для присоединений 110–500 кВ, но и для КРУ 10–20 кВ. Различия заключались в устройствах перевода питания на резервную шинку:

• в первом случае для этого использовался гибкий провод со штекерами для их подключения к клеммам питания после АВ [4];
• во втором – ключи, установленные в цепи питания после АВ.

Недостатками этих схем были:

• в первом случае–повышение вероятности неправильных действий оперативного персонала и необходимость использования для этой операции двух человек (один подключает штекеры, второй отключает АВ);
• во втором (конкретно для ПС Московского кольца) – неправильный выбор типа ключей (время переключения могло превысить 50 мс) и усложнение схемы ШАВ.

На что еще хотелось бы обратить внимание при проектировании этих устройств: чуть выше уже упоминалось, что поиск при помощи резервной шинки проектировщики до настоящего времени предлагали только для радиальных схем, в которых все АВ сконцентрированы в специальных шкафах ШАВ (или ШРОТ, если кому-то это название кажется более точным). Использование этого метода для кольцевых схем (КРУ, КРУЭ) не предусматривалось. Если для КРУЭ это можно объяснить отсутствием в его ячейках МП-защит, то для КРУ причиной тому является только несогласованность в выдаче технических требований на ячейки КРУ и СОПТ.

Теперь вернемся к устройствам АПЗЗ. Чувствительность первых таких устройств была тем ниже, чем выше была емкость контролируемой ими сети. При емкости сети 8 мкФ их чувствительность позволяла обнаружить только металлическое замыкание на землю. При емкости сети 15–20 мкФ (средняя емкость вторичной коммутации на ПС ФСК ЕЭС) они оказались практически непригодными. Второй недостаток – это их несовместимость с ранее существовавшим устройством сигнализации замыканий на землю – мостовая схема с низкоомными резисторами и реле РН-51 (рис. 1а). Эта проблема была решена просто, но неверно: устройство сигнализации было исключено из схемы. Неправильность этого решения связано с тем, что, помимо сигнализации, на это устройство возлагалась и функция выравнивания напряжения полюсов относительно земли – формирование нейтрали сопротивлениями 31 кОм (рис. 1б). Параметры этой схемы были выбраны из условий несрабатывания промежуточных реле (Uср = 0,6–0,7Uном) при замыкании на землю в цепи катушки реле, если сопротивление изоляции положительного полюса при этом составляло 40 кОм (уставка предупредительной сигнализации). Для дискретных входов (при тех же режимах) схема обеспечивает их несрабатывание при снижении сопротивления изоляции до 60 кОм. При отказе от использования функции формирования нейтрали мы получаем гарантированное ложное срабатывание уже при снижении изоляции на (+) до 150 кОм (Uср = 0,6–0,7Uном). Следовательно, при любой замене традиционного контроля изоляции на что-то иное обязательно надо учитывать необходимость функции формирования нейтрали. Ни «Сапфир», ни BENDER не имеют этой функции и не могут работать с внешним блоком формирования нейтрали (БФН). С правовой точки зрения отсутствие устройств, выполняющих функцию БФН, есть нарушение нормативных документов. Новое поколение устройств АПЗЗ лишено этих недостатков.

Учитывая всё вышесказанное, можно предложить следующие требования к комплексу технических устройств, предназначенных для снижения последствий замыканий на землю и поиска места повреждения изоляции (рис. 2).

2 Формирование нейтрали СОПТ, контроль изоляции и поиск места замыкания на землю.

2.1. В цепях, имеющих гальваническую связь с АБ, для ограничения последствий замыкания на землю и сокращения времени его поиска на ПС необходимо иметь следующие устройства:

• Блок формирования нейтрали (БФН);
• Устройство контроля изоляции полюсов (УКИ) с функциями:

š – замер величины сопротивления изоляции каждого полюса;

š – сигнализация о снижении сопротивления изоляции до заданных уставок (предупредительная и аварийная);

š – замер напряжений полюсов АБ относительно земли;

• š Устройство автоматического поиска замыкания на землю (АПЗЗ) на фидере, отходящем от ЩПТ;

š УКИ и АПЗЗ должны работать без отключения БФН или иметь его в своем составе;

• Шинка резервного питания (ЕА) и стационарные коммутационные аппараты, предназначенные для перевода на неё потребителей постоянного тока;
• Переносное устройство поиска замыкания на землю (ППЗЗ);
• Шлейфы регистратора аварийных событий (РАС), включенные на напряжение каждого полюса АБ относительно земли.

2.2. В цепях постоянного тока, работающих под номинальным напряжением СОПТ и не имеющих гальванической связи с АБ, должны быть установлены следующие устройства:

• УКИ с функциями:
• БФН;
• сигнализация о снижении сопротивления изоляции шинок питания до уставки предупредительного сигнала;
• замер напряжений шинок питания относительно земли.
• Шлейфы РАС, включенные на напряжение шинок питания относительно земли.

Поиск замыканий на землю в этих цепях должен осуществляться методом кратковременного последовательного отключения всех автоматических выключателей.

2.3. Каждая гальванически изолированная часть СОПТ, работающая под её номинальным напряжением, должна иметь собственное УКИ.

2.4. В цепях питания устройств мониторинга СОПТ (напряжением 24–48 В) никакие устройства, предусмотренные пунктами 2.1 и 2.2, устанавливать не требуется.

2.5. БФН является устройством, симметрично шунтирующим полюса АБ относительно земли сопротивлениями не более 30 кОм. БФН предназначен для уменьшения перекоса напряжений полюсов постоянного тока СОПТ относительно земли. Функция БФН может быть заложена как в отдельное устройство, так и в УКИ или в АПЗЗ. Не допускается нахождение в работе одновременно двух и более БФН для цепей, гальванически связанных с одной АБ.

2.6. УКИ с функцией замера величины сопротивления изоляции должно обеспечивать её замер по каждому полюсу в отдельности в диапазоне от 1 до 1000 кОм при величине суммарной емкости сети в диапазоне от 1 до 200 мкФ. Точность замеров сопротивления изоляции не должна зависеть от емкости сети. УКИ обязательно должно выполнять свои функции при включенном БФН. Работа УКИ не должна создавать перекос напряжения по полюсам более 50 В и увеличение напряжения «минуса» относительно земли более 140 В. Величина тока, инжектируемого УКИ в сеть, не должна быть более 1,5 мА. Устройство должно иметь не менее 2 уставок сигнализации при снижении сопротивления изоляции с диапазоном регулирования от 20 до 100 кОм.

2.7. УКИ с функцией сигнализации «снижение изоляции» должно иметь одну уставку 60 кОм.

2.8. Поиск места замыкания на землю должен быть трехуровневым:

• Первый уровень: определяются фидеры с пониженной изоляцией, отходящие от ЩПТ к конкретному ШАВ, или к секции КРУ, или к КРУЭ, или к конкретному устройству. Поиск осуществляется АПЗЗ, установленным на ЩПТ;
• Второй уровень: определяется автоматический выключатель в ШАВ, или в КРУ, или в КРУЭ, за которым произошло замыкание на землю в цепи питания конкретного устройства. Для ШАВ и КРУ поиск осуществляется переводом всех фидеров (без перерыва в их питании) на шинку ЕА при помощи стационарных устройств (рис. 3). В КРУЭ поиск ведется методом поочередного кратковременного отключения АВ;
• Третий уровень: определяется точка замыкания на землю. Поиск осуществляется устройством ППЗЗ.

2.9. На первом и втором уровнях поиск замыкания на землю должен выполняться оперативным персоналом.

2.10. На третьем уровне поиск замыкания на землю осуществляется персоналом служб РЗА.

2.11. АПЗЗ первого уровня должно обладать следующими характеристиками:

• Иметьфункцииавтоматического (при достижении заданной уставки УКИ) и ручного запуска поиска фидера с пониженной изоляцией;
• Выполнять свои функции при включенном БФН или иметь его в своем составе;
• Иметь функцию замера величины сопротивления изоляции разных фидеров и сигнализацию о её снижении ниже заданного уровня;
• Определять поврежденные фидеры при многоточечных утечках тока на землю;
• Устойчиво работать без снижения чувствительности при емкости сети в диапазоне от 0 до 200 мкФ;
• Поддерживать логику параллельной работы при выводе в ремонт одной из АБ;
• Иметь сигнализацию об объединении одноименных полюсов разных фидеров;
• Иметь самодиагностику датчиков тока присоединений;
• Интегрироваться в общую систему мониторинга СОПТ;
• Не должно влиять на работу потребителей постоянного тока;
• Не должно создавать перекос напряжения по полюсам более 50 В и увеличение напряжения «минуса» относительно земли более 140 В;
• Не должно инжектировать в сеть ток величиной более 1,5 мА.

2.12. В случае объединения в одном устройстве функций УКИ, АПЗЗ и БФН требуется установка резервного УКИ с функцией БФН. Одновременно допускается подключение к шинам АБ только одного БФН.

2.13. Второй уровень поиска места замыканий на землю должен быть организован во всех местах установки индивидуальных автоматических выключателей (ШАВ, КРУ), от которых выполнено питание микропроцессорных терминалов РЗА, ПА,АУВ.

2.14. Для организации второго уровня поиска места замыканий на землю необходимы:

• Один общий для всех присоединений блок формирования шинки ЕА, который должен состоять из:

š – двух DC/DC преобразователей с гальванической развязкой входных и выходных цепей. Каждый преобразователь питается от шин ЩПТ своей АБ. Мощность одного преобразователя выбирается с учетом питания самого мощного потребителя постоянного тока с 20% запасом. Преобразователь должен иметь внутреннюю защиту от внешних КЗ, селективную с электромагнитной отсечкой внешних автоматических выключателей;

š – УКИ с функцией сигнализации о снижении сопротивления изоляции до величины 60 кОм;

š – защиты минимального напряжения с действием на независимые расцепители автоматических выключателей, включенных на входе DC/DC преобразователей;

– АВ с независимыми расцепителями на входе каждого блока DC/DC преобразователей;

• Общая шинка ЕА, на которую подключены через разъединители и диоды от обратного тока выходы DC/DC преобразователей.
• Автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями для питания шинок резервного питания ЕА1, ЕА2 и ЕА3.
• Общая для всей ПС сеть резервных шинок ЕА1, ЕА2 и ЕА3.
• Для каждой АБ – сеть шинок сигнализации о замыкании на землю в её цепях (ЕН1АБ и ЕН2АБ).
• Общая для всей ПС шинка сигнализации о замыкании на землю в цепях ЕА – (ЕН ЕА).
• Общая для всей ПС шинка сигнализации «На шинку ЕА переведено присоединение» – EHA.
• Оборудование ШАВи ячеек КРУ, которое должно состоять из:

š – коммутационных аппаратов, позволяющих перевести каждое присоединение шкафа на шинку ЕАбез потери его питания (набор из 3 клемм, каждая из которых состоит из одного выхода и двух входов, имеющих между собой соединительный мостик. Набор должен иметь общий для всех трех клемм поводок для переключающих мостиков (рис. 3). К этим аппаратам и месту их установки должны предъявляться следующие требования:

• должны быть включены за автоматическим выключателем;
• не должны снижать уровень надежности питания потребителей постоянного тока (например, из-за установки их на двери шкафа);
• должны быть установлены в зоне обслуживания оперативного персонала;
• должны исключать возможность для оперативного персонала переключиться на шинку ЕА с обратной полярностью или с перерывом в питании;
• должны размещаться идентично для всех присоединений.

– визуальной сигнализации:

• «земля на ЩПТ 1(2)»;
• «земля на ЕА»;
• «На шинку ЕА переведено присоединение».

2.15. Шинка ЕА, помимо поиска замыкания на землю, должна использоваться для выделения на изолированную работу отдельного устройства, в цепях которого обнаружено замыкание на землю.

2.16. Автоматические выключатели, через которые проходят цепи к блокам питания микропроцессорных устройств РЗА, ПА или АУВ, должны быть помечены красной точкой, предупреждающей оперативный персонал о том, что их кратковременное отключение приведет к длительной потере этих устройств. Для всех остальных выключателей, не помеченных красной точкой, допускается их кратковременное отключение для поиска замыкания на землю.

2.17. В технические требования на КРУ должны входить пункты по организации второго уровня поиска места замыкания на землю.

2.18. Не допускается использовать для перевода на резервное питание или для поиска места замыкания на землю коммутационные аппараты, установленные вне ЩПТ, к которым подведены цепи одновременно от двух АБ.

2.19. На третьем уровне, для поиска конкретного места снижения сопротивления изоляции, на каждой ПС необходимо иметь ППЗЗ, работа которого должна быть согласована с работой АПЗЗ.

2.20. Для фиксации момента и характера повреждения изоляции, СОПТ должна быть оборудована блоками РАС, шлейфы которых включены на напряжение шинок питания относительно земли. Не допускается использовать для этих целей шлейфы РАС с внутренним сопротивлением менее 1 МОм и более одного шлейфа на один полюс. Рекомендуется подключать к блоку РАС: «плюс относительно земли» – для одной секции ЩПТ и «минус относительно земли» – для другой секции .

Литература„

1. Алимов Ю. Н., Галкин И. А., Шаварин Н. И.Особенности контроля изоляции в цепях оперативного постоянного тока 220 В // Энергоэксперт. 2011. No3.

„2. Типовая инструкция по предотвращению и ликвидации аварий в электрической части энергосистем. РД 34.20.561‐ 92. ОРГРЭС, Москва, 1992 г. „

3. Приказ РАО «ЕЭС России» от 26.09.2005 No644 «О введении в действие стандарта «Правила предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима электрической части энергосистем». 6.5.2 Отыскание замыканий на землю в сети постоянного тока электростанций и подстанций. „

4. Шеметов А. С. Метод поиска замыканий на землю в системе оперативного постоянного тока, апробированный на подстанции 500 кВ «Хехцир» // Энергоэксперт. 2014. No 5.

Читать предыдущие статьи:

• первая статья в цикле «Системы оперативного постоянного тока»: общие термины и определения;
• вторая статья в цикле «Системы оперативного постоянного тока»: состав источников оперативного тока, их классификация и основные характеристики с точки зрения надежности.

Отыскание «земли» в сети постоянного оперативного тока подстанции

«Земля» в сети постоянного тока – одна из аварийных ситуаций, которая нередко случается на распределительных подстанциях. Постоянный ток на подстанции называется оперативным, он предназначен для работы устройств релейной защиты и автоматики, а также управления оборудованием подстанции.

Наличие «земли» в сети постоянного тока свидетельствует о том, что один из полюсов замыкается на землю. Данный режим работы сети постоянного тока подстанции является недопустимым и в случае возникновения аварийной ситуации на подстанции может привести к негативным последствиям. Поэтому, в случае возникновения данной ситуации необходимо немедленно приступить к поиску повреждения и в максимально короткий срок его устранить. В данной статье рассмотрим процесс поиска и устранения замыкания на «землю» в сети постоянного оперативного тока подстанции.

Возникновение «земли» в сети постоянного оперативного тока фиксируется на панели центральной сигнализации подстанции световой и звуковой сигнализацией. Первое, что следует сделать – это убедиться в том, что замыкание на землю в сети постоянного тока действительно есть.

На щите постоянного тока подстанции, как правило, расположен вольтметр контроля изоляции и соответствующие переключающие устройства, переключением которым можно замерить напряжение каждого из полюсов относительно земли. В одном положении данного переключателя вольтметр контроля изоляции включается в цепь «земля» – «+», в другом положении – соответственно – «земля» – «-». Наличие напряжения в одном из положений свидетельствует о том, что в сети постоянного тока есть замыкание на землю.

При наличии двух отдельных секций на щите постоянного тока, которые электрически не связаны, должна быть предусмотрена возможность проверки наличия напряжения относительно земли по каждой из секций отдельно.

Наличие замыкания на землю в сети постоянного тока свидетельствует о том, что нарушена изоляция одной из кабельных линий, которая подает оперативный ток к устройствам релейной защиты и автоматики или непосредственно к элементам оборудования и другим потребителям постоянного тока на подстанции. Или же причиной может быть обрыв провода, который впоследствии соприкоснулся с землей или с заземленными элементами оборудования.

Такой режим работы неприемлем, так как в таком случае устройство, которое получает питание по данному кабелю, может работать некорректно или вообще отказать (если одна из жил оборвана). Например, один из соленоидов привода высоковольтного выключателя. Если кабель, по которому постоянный ток подается на данный соленоид, поврежден, то в случае возникновения аварийной ситуации, например, короткого замыкания на линии, данный выключатель откажет, что может привести к повреждению других элементов оборудования.

Или, например, микропроцессорные устройства защиты. Как правило, микропроцессорные терминалы защит оборудования подстанции питаются от постоянного оперативного тока. Питание данных шкафов осуществляется от нескольких кабелей, проложенных от щита постоянного тока. В большинстве случаев один кабель питает несколько шкафов, например, шесть.

Если данный кабель повредится, то микропроцессорные терминалы защит, автоматики и управления оборудованием будут обесточены. Следовательно, все шесть присоединений останутся без защиты, и в случае возникновения аварийной ситуации оборудование не будет отключено и может повредиться (в случае отсутствия или отказа резервных защит).

Поэтому найти повреждение, которые привело к возникновению замыкания на землю, следует в максимально короткий срок.

Поиск замыкания на землю в сети постоянного тока сводится к очередному отключению всех отходящих линий, которые питаются от шкафа постоянного тока подстанции. Приведем пример отыскания места повреждения.

Отключаем автоматические выключатели, которые питают кольцо соленоидов выключателей 110 кВ и проверяем контроль изоляции. Как правило, кольцо соленоидов питается от двух автоматических выключателей разных секций щита постоянного тока для обеспечения высокой надежности схемы.

Если напряжение на каждом из полюсов относительно земли отсутствует, то это свидетельствует о том, что замыкание на землю находится на кольце соленоидов выключателей 110 кВ. В противном случае, то есть если не было изменений и замыкание на землю осталось, включаем отключенный ранее автоматический выключатель и переходим к дальнейшему отысканию повреждения. То есть поочередно отключаем остальные автоматические выключатели с последующей проверкой контроля изоляции по вольтметру.

Итак, когда найдена линия, при отключении которой замыкание на землю пропадает, следует найти и устранить неисправность. Рассмотрим порядок дальнейших действий по отысканию повреждения в случае, если замыкание на землю находится в кольце соленоидов.

Далее наша цель – локализировать повреждение. Кольцо соленоидов выключателей 110 кВ состоит из нескольких участков. Кабель постоянного оперативного тока идет от щита постоянного тока в шкаф вторичной коммутации одного из выключателей 110 кВ. В этом шкафу кабель разветвляется: один идет непосредственно в цепи управления данным выключателем, а другой к шкафу вторичной коммутации следующего выключателя.

От второго шкафа кабель оперативного тока идет к третьему и так далее, в зависимости от количества выключателей, расположенных в распределительном устройстве 110 кВ подстанции. От последнего выключателя кабель идет к щиту постоянного тока, то есть все соленоиды выключателей соединены в кольцо.

В каждом шкафу вторичной коммутации есть рубильники. Один из них подает оперативный ток на выключатель, другой на следующий шкаф вторичной коммутации. Для локализации поврежденного участка отключаем рубильник в шкафу вторичной коммутации, которым подается напряжение на все кольцо, например, на первый шкаф, к которому подается оперативный ток от первой секции щита постоянного тока.

Таким образом, включив автоматический выключатель кольца соленоидов 110 кВ первой секции ЩПТ, мы подаем напряжение на кабель, который идет до шкафа вторичной коммутации первого выключателя.

Включаем данный выключатель и проверяем контроль изоляции. Если «земля» присутствует, то однозначно повреждение находится на данном участке кабеля. Если контроль изоляции в норме, то приступаем к дальнейшему отысканию поврежденного участка.

Отключаем рубильник, который подает напряжение на шкаф вторичной коммутации второго выключателя, и включаем рубильник, который подает оперативный ток на цепи управления первым выключателем 110 кВ, проверяем контроль изоляции. Появление «земли» свидетельствует о том, что повреждение находится в цепях вторичной коммутации выключателя. В таком случае выключатель следует вывести в ремонт для устранения данной неисправности.

Также необходимо запитать кольцо соленоидов, оставив отключенным рубильник присоединения, где найдено повреждение вторичных цепей. Далее необходимо проверить контроль изоляции, чтобы убедиться в том, что замыкания на «землю» в сети постоянного тока больше нет.

Если после подачи оперативного тока на первый выключатель контроль изоляции остался в норме, то идем дальше. Отключаем рубильники во втором шкафу, которые подают оперативный ток на второй выключатель и на следующий, третий шкаф вторичной коммутации.

В первом шкафу включаем рубильник, который подает напряжение на второй шкаф, то есть подключаем к кольцу кабель, идущий от первого шкафа ко второму шкафу вторичной коммутации.

Аналогично, если «земля» появилась, то поврежден данный участок кабеля. В противном случае, то есть когда контроль изоляции в норме, включаем рубильник во втором шкафу, который подает напряжение на цепи постоянного тока второго выключателя, проверяем контроль изоляции, чтобы убедиться в наличии или отсутствии «земли».

Аналогичным образом производим поэтапное включение участков кольца соленоидов и проверяем контроль изоляции. Изначально, когда проверяется кабель, который идет от первой секции щита постоянного тока до первого шкафа вторичной коммутации выключателя, необходимо проверить второй кабель, который запитывается от второй секции ЩПТ и идет до шкафа вторичной коммутации выключателя.

Возможно, повреждение находится на втором кабеле, и, чтобы не делать лишнюю работу – не проверять цепи выключателей и кабельные линии, проложенные между шкафами вторичной коммутации выключателей, необходимо проверить оба кабеля сразу.

Следует отметить, что при выводе в ремонт выключателя, в шкафу вторичной коммутации которого обнаружено повреждение цепей оперативного тока, не всегда удается отключить данный выключатель дистанционно или с места при помощи привода, так как может быть оборван один из проводов цепей вторичной коммутации.

Если цепи управления выключателем неисправны и при этом нет возможности отключить выключатель вручную, с места, то следует снять нагрузку с выключателя и отключить его с двух сторон разъединителями. При возможности, необходимо снять не только нагрузку, но и напряжение с выключателя, так как при отсутствии нагрузки у потребителя, линейным разъединителем отключаются емкостные токи линии, что не рекомендуется.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Схемы контроля изоляции сети постоянного тока 220 (В)

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

В сегодняшней статье я хочу рассказать Вам о том, как производится контроль изоляции постоянного тока напряжением 220 (В) на подстанциях нашего предприятия. Контроль изоляции сокращенно мы называем КИЗ.

Итак, все оперативные цепи у нас выполнены на постоянном токе.

К оперативным цепям относятся цепи управления высоковольтными выключателями, цепи релейной защиты и автоматики (шинки ШУ), цепи включения или, по-другому, цепи соленоидов (электромагнитов) приводов выключателей (шинки ШВ), цепи аварийной и предупредительной сигнализаций (шинки ШС).

Также от щита постоянного тока (ЩПТ) у нас запитано аварийное освещение подстанций, правда в том случае, если отсутствуют автономные светильники аварийного освещения.

Источником постоянного тока служат аккумуляторные батареи (АКБ). АКБ являются самым надежным источником питания, т.к. обеспечивают необходимое напряжение для питания оперативных цепей в любое время суток. Правда для этого нужно иметь отдельное помещение, дополнительное оборудование в виде зарядно-подзарядных агрегатов типа ВАЗП и специально-обученный персонал для их обслуживания.

У нас на подстанциях все еще установлены свинцово-кислотные аккумуляторные батареи типа СК-5. Правда не так давно мы стали переходить на новые необслуживаемые батареи типа Varta. Как-нибудь еще напишу об этом.

На удаленных подстанциях, где нет возможности запитать оперативные цепи от аккумуляторной батареи, в качестве источника постоянного тока применяются блоки питания БПН и БПТ.

Уровень напряжения оперативных цепей в основном у нас составляет 220 (В), реже применяется 48 (В), но это совсем на старых подстанциях.

Естественно, что в процессе эксплуатации необходимо контролировать сопротивление изоляции полюсов «+» и «-» относительно земли, иначе при утечке (замыкании) на землю, в зависимости от характера замыкания может, либо отказать (исчезнуть) управление подстанционным оборудованием, либо наоборот, произойти ложное его отключение или включение по обходным цепям.

Чтобы предупредить подобные случаи необходимо контролировать появление «земли» в цепях постоянного тока. Кстати, об этом также говорится и в ПУЭ, п.3.4.18:

Сети постоянного оперативного тока у нас очень разветвленные, поэтому без контроля изоляции их полюсов относительно земли нам точно не обойтись.

Повреждения в оперативных цепях необходимо как можно быстрее выявлять и устранять.

У нас применяются две схемы контроля изоляции:

• с двумя добавочными сопротивлениями и миллиамперметром
• с двумя добавочными сопротивлениями, миллиамперметром и токовым реле

А теперь каждую схему рассмотрим более детально.

Схема с двумя добавочными сопротивлениями и миллиамперметром

Простенькая схема, в которой «+» от щита постоянного тока (ЩПТ) подключается на вывод одного добавочного сопротивления (ДС), а «-» минус — на вывод другого добавочного сопротивления (ДС). С другой стороны их выводы соединены между собой в общую (среднюю) точку. Общая (средняя) точка соединяется с заземляющим устройством (ЗУ) подстанции через миллиамперметр (мА).

В качестве аппарата защиты в этой схеме установлены предохранители ППТ-10 со вставкой ВТФ с номинальным током 10 (А).

Вместо предохранителей ППТ-10 может быть установлен двухполюсный автомат АП-50 с номиналом 4 (А), 6,3 (А) или 10 (А). Вот пример:

Иногда, в разрыв между миллиамперметром и землей устанавливают тумблер или переключатель, чтобы цепь контроля изоляции была в работе не постоянно.

В моем примере установлен щитовой миллиамперметр типа М367. Его шкала выполнена с нулем посередине, т.е. он может измерять постоянный ток в обоих направлениях от 0 до 100 (мА).

Для контроля величины напряжения на этом щите постоянного тока (ЩПТ) установлен вольтметр типа М362 с пределом 250 (В).

В качестве добавочных сопротивлений используются проволочные резисторы с номиналом от 5 (кОм) до 5,7 (кОм). Эти резисторы у нас смонтированы в корпусе из под промежуточного реле РП-23.

Средняя точка резисторов соединяется с одним выводом миллиамперметра.

Второй вывод миллиамперметра соединяется через тумблер с заземляющим устройством («землей») подстанции.

Для лучшего понимания этой схемы, нарисуем ее более упрощенно и наглядно.

Добавочные сопротивления (R1) и (R2) образуют с сопротивлениями плюсового (R+) и минусового (R-) полюсов мостовую схему, в диагональ которой (точки 1-2) подключен миллиамперметр (мА) .

В нормальном режиме, т.е. при равенстве сопротивлений изоляции плюсового (R+) и минусового (R-) полюсов относительно земли, ток через миллиамперметр не идет, т.к. нет разницы потенциалов между точками 1 и 2. Это состояние называется уравновешенным состоянием моста, т.е. противоположные плечи моста равны: (R2)·(R+) = (R1)·(R-).

Предположим, что у плюсового полюса ухудшилась изоляция по отношению к земле, т.е. уменьшилось сопротивление (R+). Это приведет к нарушению соотношений плеч сопротивлений моста и вызовет протекание тока через диагональ моста от точки 2 к точке 1, в которой и подключен миллиамперметр. Стрелка миллиамперметра отклонится в сторону плюса, указывая на то, что замыкание на землю произошло на плюсовом полюсе.

И наоборот, если утечка произойдет на минусовом полюсе, т.е. уменьшится сопротивление (R-). Это опять же приведет к нарушению соотношений плеч сопротивлений моста и вызовет протекание тока через диагональ моста от точки 1 к точке 2. Стрелка миллиамперметра в этом случае отклонится в сторону минуса, указывая на то, что замыкание на землю произошло на минусовом полюсе.

Таким образом, по показаниям стрелки миллиамперметра можно определить в каком из полюсов ухудшилась изоляция.

Рассматриваемая схема достаточно простая, но хочется сказать и о ее недостатках. Первый недостаток заключается в том, что при одинаковом ухудшении сопротивления изоляции сразу на обоих полюсах (R+ и R-) относительно земли, данная схема никак не отреагирует.

И второй существенный недостаток состоит в том, что при появлении утечки в цепи постоянного тока не выдается никакого уведомительного сигнала на пульт старшему оперативному персоналу. Поэтому такую схему желательно применять на тех подстанциях, где постоянно находится дежурный оперативный персонал.

При сменных осмотрах оперативный персонал фиксирует показания миллиамперметра, и если обнаруживает ток утечки, то приступает к поиску поврежденной линии. Про то, как осуществляются поиски я скажу чуть ниже.

Напомню, что сопротивление изоляции шин постоянного тока должно быть не меньше 10 (МОм), а вторичных цепей управления приводами выключателей, релейной защиты и автоматики не меньше 1 (МОм): ПУЭ, таблица 1.8.34 и ПТЭЭП, таблица 37.

Схема с двумя добавочными сопротивлениями, миллиамперметром и токовым реле

Эта схема в отличие от предыдущей имеет автоматический непрерывный контроль за состоянием цепей постоянного тока.

Как и в предыдущей схеме, для измерения напряжения на щите установлен вольтметр типа М362 с пределом 300 (В).

Добавочные сопротивления номиналом 5,5 (кОм) установлены в корпусе промежуточного реле РП-23.

В этой схеме установлен щитовой миллиамперметр типа М340. Шкала имеет отметку «0» посередине для измерения постоянного тока в двух направлениях от 0 до 100 (мА).

Схема аналогична предыдущей, только дополнительно в цепь устанавливается токовое реле, которое при появлении тока в диагонали моста срабатывает и выдает сигнал в предупредительную сигнализацию, а оттуда, соответственно, на пульт старшему оперативному персоналу.

В качестве реле контроля изоляции постоянного тока в нашем случае применяется токовое реле ЭТД 551/40 при последовательным соединением обмоток с выставленной уставкой 16 (мА).

При возникновении утечки по одному из полюсов постоянного тока больше 16 (мА), реле срабатывает и выдает сигнал через указательное реле (в разговорном — «блинкер») в схему предупредительной сигнализации.

Предупредительный сигнал через устройство телемеханики выдается на пульт старшему мастеру оперативного персонала.

Кто и как ищет «землю» в цепях оперативного постоянного тока?

После полученного сигнала дежурные приступают к поиску той линии, где случилось замыкание на землю, путем поочередного отключения коммутационных аппаратов (рубильников, автоматов, предохранителей, различных переключателей и т.д.) на отходящих линиях щита постоянного тока (ЩПТ).

Кстати, токи замыкания на землю в цепях постоянного тока небольшие, что не вызывает срабатывания автоматов или сгорания предохранителей.

Методика заключается в следующем — дежурные поочередно и кратковременно отключают все отходящие линии на щите, и в то же время наблюдают за миллиамперметром. По местной инструкции начинать поиск необходимо с менее ответственных линий, например, цепей сигнализации и телемеханики, а затем уже переходить к более ответственным присоединениям.

При отключении поврежденной линии утечка на миллиамперметре исчезнет — он будет показывать «ноль». После этого к работе приступают релейщики. Напомню Вам, что релейная служба у нас входит в состав электролаборатории (ЭТЛ).

По возможности, поврежденная линия отключается и происходит поиск места повреждения. Линию необходимо поделить на отдельные участки и с помощью мегаомметра определить на каком участке произошло замыкание на землю. По своему опыту скажу, что каждый случай индивидуален, но в основном утечки возникают в кабельных линиях, на добавочных сопротивлениях, непосредственно на самих клеммниках или колодках и т.д.

Вообще хочу сказать, что мне очень нравится заниматься отысканием «земли» в цепях постоянного тока. Как-нибудь напишу об этом отдельный пост, если, конечно, Вам интересна эта тема.

Дополнение. Специально для Вас я снял видео процесса отыскания «земли» в цепях управления одного из фидеров.

Помимо рассмотренных в статье схем контроля изоляции существуют и другие. Также в настоящее время производятся специальные приборы-реле для контроля изоляции сети постоянного тока. Вот некоторые из них, которые встречались мне на выставках: Скиф, ИПИ-1М, РКИ-2-300 и многие другие.

Я пока не модернизировал и не менял существующие схемы, т.к. нареканий к ним нет, а покупать дорогостоящие приборы с тем же функционалом не целесообразно. Лучше освоить свободные деньги, например, на покупку электроизмерительных приборов для ЭТЛ.

Источник

Страницы 1

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

Страницы 1

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться