35kV pārnieguma līnijas vienfase zemeskontakta kļūdas novēršana

Izpārbaudīšanas līnijas: Galvenais Enerģētikas Sistēmu Komponents

Izpārbaudīšanas līnijas ir nozīmīgs enerģētikas sistēmu sastāvdaļa. Uz viena un tā paša sprieguma līmeņa šķidrumu vada savienotas daudzas izpārbaudīšanas līnijas (ievades vai izvades), katra ar daudziem radālajiem šūņiem, kas ierobežoti ar izpārbaudīšanas transformatoriem. Pēc tam, kad šie transformatori samazina spriegumu līdz zemam spriegumam, elektroenergija tiek piegādāta plašai lietotāju grupai. Šādos izpārbaudīšanas tīklos bieži notiek kļūdas, piemēram, fāzes starpnieka īsā gājiena, pārmērīga strāva (pārmērīga slodze) un vienfāzes uz zemes kļūdas. No šiem, vienfāzes uz zemes kļūdas ir visizplatītākās, veidojot vairāk nekā 70% no kopējām sistēmas kļūdām. Turklāt, daudzas īsā gājiena kļūdas attīstās no vienfāzes uz zemes kļūdām, kas pārveidojas par vairāku fāžu zemes kļūdām.

Vienfāzes uz zemes kļūdas attiecas uz situācijām, kad jebkura no trim fāzēm (A, B vai C) izpārbaudīšanas līnijā pārtraucās un nonāk uz zemes, pieskaroties kokiem, ēkām, stabiem vai torniem, veidojot vedošu ceļu ar zemi. Tās var rasties arī dēļ pārsprieguma, ko izraisa vaļā vai citas atmosfēras apstākļi, kas bojā elektriskās izolācijas, samazinot izolācijas pretestību pret zemi.

Ja vienfāzes uz zemes kļūda notiek zemas strāvas zemes saistības sistēmā, nepieciešams pilns kļūdas cikls netiek tieši veidots. Kapacitīvais zemes saistības strāvas ir daudz mazākas nekā slodzes strāva, un sistēmas līnijas spriegumi paliek simetriski, tāpēc lietotāju piegāde nav tūlītēji traucēta. Tāpēc noteikumi atļauj turpināt darbību ar vienu zemes kļūdu līdz 2 stundām. Tomēr, nekļūdainās fāzes spriegums attiecībā pret zemi palielinās, radot draudu izolācijai. Tāpēc līnijas ar esošo zemes kļūdu jāidentificē un jārisina ātri.

I. Vienfāzes uz Zemes Kļūdu Identifikācija 35kV Palīgšķidrumos

Kad notiek vienfāzes uz zemes kļūdas, feromagnētiskā rezonansa, fāzes zaudēšana vai augstsprieguma transformatoru (VT) loksnes izpostīšanās, novērotie fenomeni var būt līdzīgi, bet uzmanīga analīze atklāj atšķirības.

• Vienfāzes uz Zemes Kļūda:
  Pašvaldības un SCADA sistēma izsūtīs signālus, piemēram, "35kV šķidruma zeme" vai "Arc Suppression Coil No. X aktivizēts." Relē aizsardzība nestrādā, bet aktivizē brīdinājuma signālus. Kļūdainās fāzes spriegums samazinās, bet otras divas fāzes spriegums palielinās. VT indikators kļūdainajai fāzei tumšojas, bet citiem diviem uzsveras. Solidā (metāla) zemes kļūdā kļūdainās fāzes spriegums samazinās līdz nullei, un otras divas fāzes pret zemi palielinās √3 reizes, bet līnijas spriegumi paliek nemainīgi. VT 3V₀ iznākums lasāms aptuveni 100V, un harmoniskās supresijas gaismas spuldze. Arc suppression coil nesī strāvu, kas atbilst to kompensācijas strāvai, kas atbilst tās uzstādījuma pozīcijai. Ja ir instalēts mazstrāves kļūdu līniju selektors, tas aktivizēs un identificēs kļūdaino līniju. Ja kļūda ir pašvaldībā, fiziski pazīmes, piemēram, redzamas loki, dūmi un skaļi elektroaparatūras troksni, padara kļūdas punktu vieglāk identificējamu.

• Feromagnētiskā rezonansa:
  Izveidojās neitrālā punkta nobīdes spriegums, mainot trīsfāzes spriegumus. Parasti vienas fāzes spriegums palielinās, bet otras divas samazinās, vai otrādi, un līnijas spriegumi arī atbilstoši mainās. Tā kā neitrālais spriegums nav nulle, strāva plūst caur arc suppression coil, un "šķidruma zeme" signāli var rasties atkarībā no nobīdes sprieguma lieluma.

• Fāzes zaudēšana:
  Zaudētās fāzes augšējā pusē spriegums palielinās līdz 1,5 reizes normālam spriegumam, bet apakšējā pusē spriegums samazinās līdz nullei. Kļūdainās fāzes strāva kļūst nulle, un citas divas fāzes spriegums nedaudz samazinās. Līnijas spriegumi paliek nemainīgi. 3V₀ lasāms aptuveni 50V, arc suppression coil nesī strāvu, un tiek izsūtīts zemes signāls. Lietotāji droši ziņos par strāvas pārtraukumu.

• VT augstsprieguma loksnes izpostīšana:
  Izpostītās fāzes spriegums samazinās būtiski (parasti zemāk par pusi no normālā fāzes sprieguma), bet citas fāzes spriegums nesaildzinoši palielinās. Līnijas spriegumi kļūst nesimetriski. Visas izietošās līnijas šķidrumā aktivizē "sprieguma ceļa atvērts" brīdinājumu. 3V₀ lasāms aptuveni 33V, un tiek izsūtīts zemes signāls.

Lai gan šie četri apstākļi—vienfāzes uz zemes, feromagnētiskā rezonansa, fāzes zaudēšana un VT loksnes izpostīšana—rāda līdzīgas simptomus, detalizēta analīze fāzes sprieguma, līnijas sprieguma, 3V₀, arc suppression coil strāvas, SCADA automātizācijas signālu un kontrolnīca operatoru ziņojumu var precīzi atšķirt vienfāzes uz zemes kļūdu.

II. 35kV Palīgšķidruma Vienfāzes uz Zemes Kļūdu Risināšanas Process

Kad notiek 35kV līnijas zemes kļūda, Wanan pašvaldības 35kV šķidrums izsūtīs zemes brīdinājumu. Centrālās kontroles stacijas personālam jāinformē par lai pārbaudītu iekārtas un aizsardzības statusu (ieskaitot 3V₀ spriegumu, mazstrāves kļūdu līniju selektora statusu, arc suppression coil temperatūru/strāvu utt.), un līnijas operāciju komandai jānosūta līniju pārbaude. Pēc centrālās stacijas atgrieztās informācijas, apstiprinot zemes kļūdu, jāveic mēģinājuma pārslēgšana (mēģinājuma atslēgšana) līnijām. Pirms mēģinājuma pārslēgšanas, jāinformē kritiskie lietotāji. 

Sistēmām bez mēģinājuma pārslēgšanas ierīču, ir iespējama attālināta atslēgšana caur SCADA, bet jāpārnos līnijas slodzes lejupējos nodalos. Sistēmām ar iekšējo tilpumu, automatiskās pārslēgšanas ierīces (ATS) jāatliek, lai novērstu to pārslēgšanu uz veselu daļu.Pēc konkrētas līnijas identifikācijas kā kļūdainas, prioritāte jādod tās slodzes pārnešanai pirms kļūdainas līnijas izslēgšanas. Līnijas operāciju komandai un centrālās stacijas personālam jāinformē par 35kV līnijas pārbaudi un 35kV iekārtu pārbaudi saistītajā 35kV pašvaldībā. 

Lai novērstu kļūdas pārveidošanos fāzes starpnieka īsā gājienā, kas var izraisīt nejaušus strāvas pārtraukumus, kļūdainas iekārtas jāatzīmē un jāizolē ātri. Papildus tam, lai novērstu arc suppression coil pārsiltumu un bojājumu, kļūdainas iekārtas jāizolē parasti 2 stundās. Coil temperatūras paaugstināšanās jāuzrauga un jānotur zem 55°C. Ja tiek pārsniegts, vienfāzes uz zemes darbība jāaptur tūlīt, un kļūdainas iekārtas jāatslēdz. Ja zemes stāvoklis turpinās ilgāk par 2 stundām, situācija jāziņo augstākstāvošajiem vadītājiem.

III. Secinājums

Kad notiek vienfāzes uz zemes kļūda izpārbaudīšanas līnijā, līnijas sprieguma lielums un fāze paliek nemainīgi, ļaujot īslaicīgu turpināto darbību bez kļūdainas iekārtas atslēgšanas. Lai gan tas uzlabo piegādes drošumu, divu veselu fāžu spriegums palielinās līdz fāzes starpnieka līmenim, palielinot izolācijas bojāšanās risku un sekotnēko divu fāžu uz zemes īsā gājiena risku. Tas rada būtiskus riskus pašvaldības iekārtu un izpārbaudīšanas tīkla drošai un ekonomiskai darbībai. Tāpēc šādas kļūdas, ja iespējams, jānovērš, un, kad tās notiek, kļūdas punkts jāatzīmē un jāizbeidz ātri, lai uzlabotu kopējo piegādes drošumu.