35кВ распределитель жолының бір фазалық жерге қосылуу ауызындығының шешімі

Таратуу линиялары: Электр энергия жүйелерінің маңызды бөлігі

Таратуу линиялары - электр энергия жүйелерінің негізгі бөлігі болып табылады. Бірдей деңгейдегі напруга шинасына көптеген таратуу линиялар (кіру немесе шығу үшін) қосылады, әрбірінің бірнеше радиалды ветвілері бар және таратуу трансформаторына қосылады. Трансформатор арқылы ток төмен напругаға түсіріліп, көптеген пайдаланушыларға беріледі. Осы таратуу желілерінде фазалар арасындағы кішірек емес сызықтар, перегрузка және бір фаза-жерге дейінгі сызықтар сирек қайталанады. Сол сызықтардың ішінде, бір фаза-жерге дейінгі сызықтар ең көп кездеседі, барлық системалық сызықтардың 70% тан астамын тұратын. Демек, көптеген кішірек емес сызықтар бір фаза-жерге дейінгі сызықтан басталып, кейін көптеген фаза-жерге дейінгі сызықтарға айналады.

Бір фаза-жерге дейінгі сызық - бұл таратуу линиясының үш фазасының (А, В немесе С) бірі кесіліп, жерге түсіп, ағаштар, құрылыстар, опоралар немесе мачталармен жолақты жасау. Олар да жарық же басқа атмосфералық факторлардан туындайды, олар таратуу құрылғыларының изоляциясын бұзып, жерге дейінгі изоляциялық сопротивтілікті өте азайтуы мүмкін.

Жерге дейінгі токтың аз болатын таратуу системасында бір фаза-жерге дейінгі сызық пайда болғанда, толық сызықтық цикл тутылмайды. Конденсаторлық жерге дейінгі ток нагрузкалық токқа қарағанда өте аз, ал системаның сызықтық напругалары симметриялық қалады, сондықтан пайдаланушыларға электр беру тутымайтын. Сондықтан, регламенттер бір жерге дейінгі сызықтың болуын 2 сағатқа дейін ұнатады. Бірақ, жерге дейінгі сызықсыз фазалардың напругасы жоғарылауы мүмкін, бұл изоляцияға қауіп тудырады. Сондықтан, жерге дейінгі сызық бар жолдарды тез анықтау және шешім қабылдау керек.

I. 35кВ көмекші шинасындағы бір фаза-жерге дейінгі сызықтарды анықтау

Бір фаза-жерге дейінгі сызықтар, феррорезонанс, фазаның жоюы, немесе напруга трансформаторларының (НТ) жоғары напруга тікелей сызықтарының өтуінде кездесетін оқиғалар схожы болуы мүмкін, бірақ терең анализ арқылы әртүрлілікті анықтауға болады.

• Бір фаза-жерге дейінгі сызық:
  Подстанция мен SCADA система “35кВ шинасының жерге дейінгі сызығы” немесе “Аркасын басу спиралі № X ишке қосылды” деп хабарласады. Реле қорғау қозғалмай, бірақ ескерту сигналы береді. Сызықтық фазаның напругасы төмендейді, ал басқа екі фазаның напругасы жоғарылайды. Сызықтық фазаның НТ көрсеткіші карыптайды, ал басқа екісі жарықтай басады. Жеке (металлдық) жерге дейінгі сызықта сызықтық фазаның напругасы нөлге түседі, ал басқа екі фазаның жерге дейінгі напругасы √3 есе артады, ал сызықтық напругалар өзгеріссіз қалады. НТ-ның 3V₀ шығысы 100В таңбасын береді, ал гармоникалық басу көрсеткіші жарықтай басады. Аркасын басу спиралі ток өткізеді, ол оның ступендік настройкасына сәйкес компенсациялық токқа тең. Егер кіші токты сызықты анықтау құрылғысы орнатылған болса, ол ишке қосылып, сызықтық фазаны анықтайды. Егер сызық подстанцияның ішінде болса, көрінетін арка, дым және тыныс электр энергиясы сызықты анықтауға қолданылады.

• Феррорезонанс:
  Орталық нүктенің напругасы өзгереді, үш фазаның напругасы өзгереді. Адатта, бір фазаның напругасы артады, ал басқа екісі төмендейді, немесе керісінше, ал сызықтық напругалар сәйкес өзгереді. Орталық напруга нөлден айырмалы болғандықтан, аркасын басу спиралі арқылы ток өтеді, ал “шинасының жерге дейінгі сызығы” сигналы орталық напруганың өлшеміне байланысты пайда болады.

• Фазаның жоюы:
  Жоюға ұшырап отырған фазаның напругасы нормалды напруганың 1,5 есе артық болады, ал төменгі напруга нөлге түседі. Сызықтық фазаның токы нөлге түседі, ал басқа екі фазаның напругасы аз өзгереді. Сызықтық напругалар өзгеріссіз қалады. 3V₀ 50В таңбасын береді, аркасын басу спиралі ток өткізеді, ал “жерге дейінгі сызық” сигналы беріледі. Пайдаланушылар электр энергиясын жоюын хабарласуы мүмкін.

• НТ жоғары напруга тікелей сызықтың өтуі:
  Өткен фазаның напругасы өте азаяды (адатта нормалды фазаның напругасының жартысынан төмен), ал басқа фазалардың напругасы жоғарылмайды. Сызықтық напругалар теңсіздікке ұшырайды. Шина бойынша барлық шығыс сызықтары “напруга цепісі ачық” ескерту сигналын береді. 3V₀ 33В таңбасын береді, ал “жерге дейінгі сызық” сигналы беріледі.

Хоть бір фаза-жерге дейінгі сызық, феррорезонанс, фазаның жоюы және НТ тікелей сызықтың өтуі төмендегі төрт жағдайда ұқсас белгілер көрсетеді, бірақ фазалық напруга, сызықтық напруга, 3V₀, аркасын басу спиралінің токы, SCADA автоматтандыру сигналдары және операторлардың ескертулерін терең анализ еткенде, бір фаза-жерге дейінгі сызықты тез анықтауға болады.

II. 35кВ көмекші шинасындағы бір фаза-жерге дейінгі сызықтарды шешу процесі

35кВ сызықтың жерге дейінгі сызығы пайда болғанда, Ванъань подстанциясының 35кВ шинасы жерге дейінгі ескерту сигналы береді. Орталық станциядағы қызметкерлерді тез уақытта хабарласып, станция ішіндегі құрылғыларды және қорғау құрылғыларын (3V₀ напругасы, кіші токты сызықты анықтау құрылғысының жағдайы, аркасын басу спиралінің температурасы/токы және т.б.) тексеру үшін жіберу керек, ал сызықты бақылау құрамын жіберу керек. Орталық станциядан жерге дейінгі сызық бар деп расталғаннан кейін, сызықтарды пробалық өту (пробалық тоқтату) жүргізуге болады. Пробалық өту алдында, маңызды пайдаланушыларды хабарласу керек. 

Пробалық өту құрылғысы жоқ системаларда, SCADA арқылы удаленно тоқтату мүмкін, бірақ төменгі подстанциялардағы нагрузкаларды алдын ала ауыстыру керек. Ішкі мост бар системаларда, автоматты ауыстыру құрылғыларын (ААҚ) өшіру керек, олар түз өсімшелерге сызықты ауыстыруға болмайды. Егер әртүрлі сызықтың қате болғаны анықталса, алдын ала оның нагрузкасын ауыстыру керек, содан кейін қате болған сызықты эксплуатациядан шығару керек. Сызықты бақылау құрамы және орталық станциядағы қызметкерлерді 35кВ сызығын бақылау және байланысты 35кВ подстанциясындағы 35кВ құрылғыларын тексеру үшін хабарласу керек. 

Сызықтың фазалар арасындағы кішірек емес сызығына өтуінен, өткенде қатарлы электр энергиясын жоюын жою үшін, қате болған құрылғыларды тез анықтау және бөлу керек. Сондай-ақ, аркасын басу спиралінің жылуынан құбылысуын және зиянды болуынан сақтау үшін, қате болған құрылғыларды 2 сағат ішінде бөлу керек. Спиралінің температурасы 55°C-нан жоғары болған жағдайда, бір фаза-жерге дейінгі эксплуатацияны туту керек, ал қате болған құрылғыларды бөлу керек. Егер жерге дейінгі жағдай 2 сағаттан кейін қалса, оны жоғары деңгейдегі менеджментке хабарласу керек.

III. Қорытынды

Таратуу линиясында бір фаза-жерге дейінгі сызық пайда болғанда, сызықтың напругасының өлшемі және фазасы өзгеріссіз қалады, сондықтан қате болған құрылғыларды бөлмей, кіші уақыт ішінде эксплуатация жалғасуы мүмкін. Бұл электр энергия беру құралын қалыптастыруға ыңғайлаң, бірақ екі тұтынушы фазаның напругасы сызықтың напругасына дейін жоғарылған, бұл изоляцияның өзгеруіне және кейінгі екі фаза-жерге дейінгі кішірек емес сызықтарға әкеледі. Бұл подстанция құрылғыларының және таратуу желілерінің қауіпсіз және экономикалық қызмет етуіне өте қауіпті. Сондықтан, осы сызықтарды қатысқанда қолданылатын мерзімдермен өзгерту керек, ал олар пайда болған кезде, қате болған нүктені тез анықтау және жою керек, электр энергиясын қалыптастыру үшін.