35kV jaotusvõrgu ühefaasi maandussüsteemi töötlemine

Jaotusliinid: Elektrisüsteemide oluline komponent

Jaotusliinid on elektrisüsteemide oluline osa. Ühel voltagi tasemel olevas busbaril on mitmed jaotusliinid (sisend või väljund) ühendatud, kuhu ulatuvad radiaalselt järjestatud harud, mis on sidunud jaotustransformatoritega. Kui need transformatord elektri voltagit alandavad, edastatakse seda elektri laia valikut kasutajatele. Sellistes jaotusvõrkudes esinevad tihti veod nagu faasi vaheline lühikestik, ülekoormus (overload) ja ühefaasilised maapindveod. Neist on ühefaasilised maapindveod kõige levinumad, moodustades üle 70% süsteemi kokku tulevatest veodest. Lisaks areneb palju lühikestikveodest ühefaasilistest maapindveodest, mis muutuvad mitmefaasilisteks maapindveodeks.

Ühefaasilised maapindveod viitavad olukordadele, kus üks kolmest faasist (A, B või C) jaotusliinil katkeb ja kukub maapinna, puude, ehitiste, poolikute või tornidele vastu, moodustades nii juhtiv tee maa kaudu. Need võivad ka tekkida ülemaaga või muude atmosfääri tingimuste põhjustatud ülepingest, mis kahjustab jaotusehituse eraldusmaterjali, põhjustades eraldusvastuse suure langetumise.

Kui ühefaasilises maapindveos toimub madala vooluga maapindveo süsteemis, ei tekita see otse täielikku veoloopa. Kondensaatorlik maapindvool on palju väiksem kui laod, ja süsteemi liini voltagid jäävad sümmeetriliseks, nii et kasutajatele antav elektri tarnimine ei katke kohe. Seetõttu lubavad määrused jätkata tööd ühe maapindveoga kuni 2 tunni jooksul. Siiski tõuseb mitteveetu faasi voltagi suhtes maapinna, mis ohustab eraldusmaterjali. Seega on vaja kiiresti tuvastada ja lahendada liinid, kus on juba maapindveo.

I. Ühefaasiliste maapindveode tuvastamine 35kV abibusbaril

Kui esinevad ühefaasilised maapindveod, ferroresonants, faasi kadumine või pingeombrigaadurite (VT) kõrgepinge lülituspõhjustatud purunemine, võivad nähtavad nähtused olla sarnased, kuid hoolikas analüüs näitab selged erinevusi.

• Ühefaasiline maapindveo:
  Alamjaamas ja SCADA-süsteemis ilmuvad signaalid nagu "35kV busbar maapind" või "Põletusvaimustaja Nr X aktiveeritud." Relva kaitse ei lähe läbi, kuid aktiveeritakse häiresignaalid. Veoku faasi voltagi langab, samas kui teiste kahete faasi voltagi tõuseb. Veoku faasi VT-indikaator nurkab, samas kui teised kaks heledama. Tugeva (metallilise) maapindveo korral langab veoku faasi voltagi nullini, ja teiste kahete faasi-maapinna voltagi tõuseb √3 korda, samas kui liinivoltid jäävad muutumatud. VT 3V₀ väljund on umbes 100V, ja harmonikade takistamise tuli põleb. Põletusvaimustaja kannatab voolu, mis on vastavalt tema tapile vastav kompenseeriva voolu. Kui on installitud väikese vooluga veoliinide tuvastaja, siis see aktiveeritakse ja tuvastab veoliini. Kui veo asukoht on alamjaamas, siis füüsilised märgid nagu nähtav põletus, suits ja kõrge elektriline müratseg muudavad veopunkti tuvastamise lihtsamaks.

• Ferroresonants:
  Looakse neutraalpunkti nihevoltagi, mis muudab kolme faasi voltagi. Tavaliselt tõuseb ühe faasi voltagi, samas kui teised kaks languvad, või vastupidi, ja liinivoltid muutuvad vastavalt. Kuna neutraalvoltagi pole null, voolub vool põletusvaimustajas, ja "busbar maapind" signaalid võivad ilmneda sõltuvalt nihevoltagi suurusest.

• Faasi kadumine:
  Kaadunu faasi ülemise poole voltagi tõuseb 1,5 korda normaalse voltagi, samas kui allpoolmine voltagi langub nullini. Kaadunu faasi vool muutub nulliks, ja teiste kahete faasi voltagi väheneb vähe. Liinivoltid jäävad muutumatud. 3V₀ on umbes 50V, põletusvaimustaja kannatab voolu, ja ilmneb maapindsignaal. Kasutajad võivad raporteerida elektri puudumist.

• VT kõrgepinge lülituspõhjustatud purunemine:
  Purunenud faasi voltagi langub oluliselt (tavaliselt alla poolt normaalse faasivoltagi), samas kui teiste faaside voltagi ei tõuse. Liinivoltid muutuvad ebavõrdseteks. Kõik väljaviidad busbaril aktiveerivad "voltage circuit open" häiresignaali. 3V₀ on umbes 33V, ja ilmneb maapindsignaal.

Kuigi need neljas tingimus—ühefaasilised maapindveod, ferroresonants, faasi kadumine ja VT lülituspõhjustatud purunemine—näevad välja sarnaseid sümptomeid, võib nende täpset eristamist saavutada hoolikas analüüs faasivoltagi, liinivoltide, 3V₀, põletusvaimustaja voolu, SCADA automaatika signaalide ja juhilaua operaatortest saadud andmete kaudu.

II. Menetlus 35kV abibusbari ühefaasilise maapindveo lahendamiseks

Kui 35kV liini maapindveo toimub, annab Wan’an alamjaama 35kV busbar maapindhäire. Keskkontrollija peab kohe teavitama inspekteerima alamjaamas olevat seadet ja kaitseolukorra (sh 3V₀ voltagi, väikese vooluga veoliinide tuvastaja staatust, põletusvaimustaja temperatuuri/voolu jne), ja saatma linnaviie meeskonna linnaviie kontrolli. Kui keskjaamast saadud tagasiside kinnitab maapindveo, peaks tegema proovipõhjustatud (proovilülitused) liinide lülitamise. Enne proovilülitust tuleb teavitada kriitilisi kasutajaid. 

Süsteemides, kus ei ole proovilülituse seadmeid, on võimalik SCADA kaudu kauglüliti, kuid enne seda tuleb ümber suunata allpoolsete alamjaamade laod. Sisemiste sillade süsteemides tuleb automaatilised ümbersuunamisseadmed (ATS) keelata, et neil ei õnnestu veo terviklikule osale ülekandmist.Kui konkreetne liin on tuvastatud veolu, tuleks eelistada selle lao ümber suunamist, enne kui veolu liin välja võtta. Linnaviie meeskonnat ja keskjaama töötajaid tuleb teavitada 35kV liini ja 35kV seadme kontrolli tegemiseks seotud 35kV alamjaamas. 

Et vältida veo arenemist faaside vaheliseks lühikestikuks, mis võib põhjustada ootamatuid katkestusi, tuleb kiiresti tuvastada ja isoleerida veolu seadmeid. Lisaks, et vältida põletusvaimustaja ülekuumaustumist ja kahjustamist, tuleks veolu seadmeid tavaliselt isoleerida 2 tunni jooksul. Põletusvaimustaja temperatuuri tõusut tuleb jälgida ja hoida 55°C-st alla. Kui see ületatakse, tuleb ühefaasilise maapindveo töö peatada kohe ja veolu seadmeid ära lülitada. Kui maapindtingimus kestab pikemalt kui 2 tundi, tuleb olukord teavitada ülemjuhid.

III. Lõpetus

Kui 35kV jaotusliinil toimub ühefaasiline maapindveo, jäävad liinivoltide suurus ja faaside faasi muutumatuks, lubades lühiajaliseks jätkata tööd veolu seadmete äratõmmata. Kuigi see parandab tarnimise kindlust, tõuseb kahe tervika faasi voltagi liiniliini tasemele, suurendades eraldusmaterjali lagunemise riski ja järgmise kahetefaasilise maapindveo. See seab olulise riski alamjaama seadmete ja jaotusvõrgu turvalisele ja majanduslikule tööle. Seetõttu tuleks selliseid veosid võimalikult vältida, ja kui need toimuvad, tuleb veopunkt kiiresti tuvastada ja eemaldada, et parandada üldist elektri tarnimise kindlust.