Kā risināt vienfazu zemeskontakta defektu novērtēšanu 3-fāzes 4PT sistēmā neizolētajās sistēmās

10 kV un 35 kV nesazemtajās sistēmās vienfase uz zemi pārtraukumi izraisa minimālu strāvas plūsmu, tāpēc aizsardzība reti aktivizējas. Saskaņā ar regulējumiem darbības laiks ir ierobežots līdz 2 stundām; ilgstoši neatklātie pārtraukumi var pasliktināties, pat bojātot slēdzes. Neraugoties uz Tautsaimniecības tīkla veicināto mazstrāves uz zemi pārtraukumu izvēlētāju ieviešanu 110 kV un 220 kV apgaismojuma stacijās, to precizitāte paliek zema, nepieciešama remošas mērījumu analīze monitorēšanas/darbības personālam. Šajā rakstā tiek analizēts vienfase uz zemi pārtraukums nesazemtajās sistēmās ar trīsfases 4PT sprieguma transformatoriem, lai uzlabotu remošo mērījumu izmantošanu personālam, piedāvājot risinājumus balstoties uz praksē gūto pieredzi.

1 Normālas darbības un vienfase uz zemi pārtraukumu analīze nesazemtajās sistēmās
1.1 Sprieguma transformatora princips normālā darbībā

Trīsfases 10 kV šķidrina 4PT sprieguma transformatoram (shēma: Figura 1), U_A, U_B, U_C(fāzes pret zemi spriegumi), U_L (nulles secības spriegums); U_Aa, U_Bb, U_Cc (primārā viksnā fāzes spriegumi); U_a, U_b, U_c (sekundārā viksnā fāzes spriegumi), 3U₀ (nulles secības spriegums). Visi PT attiecības:(10 kV/√3)/(57.74 V).

Normālā darbībā primārā trīsfase un nulles secības spriegumi tiek analizēti, kā parādīts Vienādojumā (1). No Vienādojuma (1) sekundārie spriegumi tiek iegūti kā U_a= 57.74 V, U_b = 57.74V, U_c = 57.74V, un 3U₀ = 0V, kas atbilst sekundārie spriegumiem trīsfases atvērtā delta savienojuma sprieguma transformatorā.

1.2 PT princips vienfase uz zemi pārtraukuma gadījumā

Ja notiek A fāzes uz zemi pārtraukums, sprieguma transformatora primārā pusē var ekvivalenti attēlot kā parādīts Figurā 2. Tā starpā, trīsfases PT primārie viksnas ir , nulles secības viksnas impedances ir , un U_A', U_B', U_C', U_L' ir trīs fāžu un nulles secības spriegumi, kad notiek A fāzes uz zemi pārtraukums.

Saskaņā ar superpozīcijas teorēmu, var iegūt

Saskaņā ar trīsfases 4PT sprieguma transformatora īpašībām, nulles secības viksnas impedances ir daudz lielāka nekā fāzes viksnas. Tad šis formulārs var tikt vienkāršots kā parādīts Formulā (3).

Kad notiek A fāzes uz zemi pārtraukums, A fāzes pret zemi spriegums ir 0, bet B un C fāžu spriegumi ir 10 kV. Savienojot ar Formulu (3), var iegūt vienfase uz zemi pārtraukuma fazdiagrammu, kā parādīts Figurā 3.

Saskaņā ar fazdiagrammas analīzi Figurā 3, var iegūt Formulu (4). Tā starpā, U_Aa', U_Bb', un U_Cc' ir primārās viksnas spriegumi pēc A fāzes uz zemi pārtraukuma.U_Aa'= U_A 10kV√3, U_Bb'= U_B 10kV√3, U_Cc' =U_C 10kV√3, U_L'=U_A = 10kV √3. Pārveidojot uz sekundāro pusi pēc pārtraukuma, var iegūt U_a' = 57.74V, U_b' = 57.74V, U_c' = 57.74V, un 3U₀' = 57.74V.

No minētās analīzes, nesazemtajā sistēmā, kad notiek vienfase uz zemi pārtraukums, trīs fāžu ABC spriegumi visi ir 57.74 V, kas atbilst normālai darbībai. Tikai nulles secības spriegums pieaug līdz fāzes spriegumam, kas rada lielu neskaidrību monitorēšanas un uzturēšanas personālam. Ir ļoti grūti noskaidrot, ka tas ir vienfase uz zemi pārtraukums. Turklāt, jo pārtraukuma strāva ir pārāk maza, lai aizsardzība aktivizētu aizsardzības trippingu, tas radīs briesmas elektrības tīkla drošai un stabīgai darbībai.

2 Labojumu pasākumi

Lai atrisinātu problēmu, ka trīsfases 4PT savienojuma sprieguma transformatoram, kad notiek vienfase uz zemi pārtraukums, augšupielādētie trīs fāžu sprieguma remošie mērījumi atbilst normālai darbībai, kas rada noteiktu neskaidrību monitorēšanas un uzturēšanas personālam. Šajā rakstā tiek piedāvāts saglabāt nemainīgu trīsfases 4PT sprieguma transformatora primārās viksnas savienojumu un mainīt sekundārās viksnas savienojumu, kā parādīts Figurā 4.

Balstoties uz 1.2 sadaļā analizēto principu, var izvest: U_A' = U_L' + U_Aa' = 0V, U_B' = U_L' + U_Bb' = 10kV, U_C' = U_L' + U_Cc' = 10kV. Tas nozīmē, ka pēc pārtraukuma sekundārie spriegumi ir U_A' = 0V, U_B' = 100 kV, U_C' = 100kV, un3U₀' = 57.74kV. No analizētajiem datiem, uzlabotā trīsfases 4PT sprieguma transformatora gadījumā, vienfase uz zemi pārtraukuma laikā trīs fāžu spriegumi atbilst vienfase pārtraukuma trīsfases četravadu sistēmā, un nulles secības spriegums arī pieaug līdz fāzes spriegumam.

Monitorēšanas un uzturēšanas personāls var ātri noskaidrot, ka 10 kV sistēmā notikušs vienfase uz zemi pārtraukums. Savienojot ar mazstrāves uz zemi pārtraukumu izvēlētāju, var ātri noņemt saistīto pārtraukuma līniju.

3 Secinājumi

Šajā rakstā tiek piedāvāts sekundārās viksnas savienojuma veids trīsfases 4PT sprieguma transformatoram, kas var augšupielādēt trīs fāžu sprieguma remošos mērījumus ar tādiem pašiem īpašībām kā vienfase uz zemi pārtraukums nesazemtajā sistēmā uz monitorēšanas sistēmu. Tādējādi tas ir vēl efektīvāk, lai monitorēšanas un uzturēšanas personāls varētu veikt ātru novērtējumu, novērstu pārtraukuma pasliktināšanos un nodrošinātu elektrības tīkla drošu un stabīgu darbību.