Ühefaasiline maandusvigade omadused ja tuvastusseadmed
1. Ühefaasiliste maandusvigade omadused
- Keskne häiresignaal:
Hoiatuskell heliseb ja näitajalamp „Maandusvigade tekkimine [X] kV pingejaotussektsioonis [Y]“ süttib. Süsteemides, kus neutraalpunkt on Peterseni mähisega (kaarukustutusmähis) maandatud, süttib ka „Peterseni mähis töötab“ -näitaja.
- Isolatsioonijälgimise voltmeteri näidud:
- Vigase faasi pinge väheneb (osalise maandumise korral) või langeb nullini (tugeva maandumise korral).
- Teiste kahe faasi pingeid tõuseb – üle tavapärase faasipinge osalise maandumise korral või kuni liinipingeni tugeva maandumise korral.
- Stabiilsel maandumisel jääb voltmeteri nool paigale; kui see kõigub pidevalt, on tegemist ajutise (kaarumaandumisega) vigaga.
- Peterseni mähisega maandatud süsteemides:
Kui on paigaldatud neutraalpüramise voltmeter, näitab see osalise maandumise korral teatud väärtust ja tugeva maandumise korral faasipinget. Samuti süttib Peterseni mähise maandushoiatuslamb.
- Kaarumaandumise nähtused:
Kaarumaandumine tekitab ülepingeid, mis põhjustavad vigade mitteolevate faaside pingete olulist tõusu. See võib põhjustada pinge muundurite (VT-d) kõrgpingeliste sulgurite läbipõlemise või isegi VT-de kahjustumise.
2. Täielikult maandunud vigade eristamine valehäiretest
- VT kõrgpingesulgu läbipõlemine:
VT ühe faasi sulgu läbipõlemine võib käivitada maandusvigade signaali. Siiski:
- Täielikult maandunud vigade korral: vigase faasi pinge langeb, teiste kahe faasi pinge tõuseb, kuid liinipinge jääb muutmata.
- Sulgu läbipõlemise korral: ühe faasi pinge langeb, teised kaks ei tõuse ja liinipinge väheneb.
- Transformaatori sisselülitamine laadimata pingejaotussektsioonile:
Sisselülitamisel, kui lülituslülitaja sulgeb asünkroonselt, teeb tasakaalustamata maanduspoolest kapatiivne sidumine põhjustada neutraalpunkti nihkumist ja asümmeetrilisi kolmefaasilisi pingeid, mis käivitavad vale maandusignaali.
→ See juhtub ainult lülituste ajal. Kui pingejaotussektsioon ja sellele ühendatud seadmed ei näita mingit ebatavalist, on signaal vale. Toitejuhtme või jaamasisese transformaatori sisselülitamine kaob tavaliselt indikaator.
- Süsteemi asümmeetria või vale Peterseni mähise sättimine:
Toimerežiimi muutumisel (nt konfiguratsioonide lülitamisel) võib asümmeetria või vale Peterseni mähise kompensatsioon põhjustada vale maandusignaali.
→ Koordineerida tuleb dispetšeriga: taastada algne konfiguratsioon, välja lülitada Peterseni mähis, reguleerida selle tappe, seejärel uuesti sisse lülitada ja uuesti režiime lülitada.
→ Ferroresonants laadimata pingejaotussektsiooni sisselülitamisel võib samuti tekitada vale signaali. Toitejuhtme kohe sisselülitamine katkestab resonantsitingimused ja kustutab hoiatuse.
3. Tuvastusseadmed
Isolatsioonijälgimise süsteem koosneb tavaliselt kolmefaasilisest viieliikmelisest pinge muundurist, pinge releedest, signaalreleedest ja jälgimisinstrumentidest.
- Ehitus: Viis magnetlikku liiget; üks primaarne ja kaks sekundaarset mähist, kõik kolme keskmise liikme peale keritud.
- Ühendusviis: Ynynd (täht-kujuline primaar, täht-kujuline sekundaar koos neutraalga ja avatud delta-kujuline kolmandane).
Selle ühendusviisi eelised:
- Esimene sekundaarne mähis mõõdab nii liini- kui ka faasipinget.
- Teine sekundaarne mähis on ühendatud avatud delta-kujuliselt nulljärku pinge tuvastamiseks.
Tööpõhimõte:
- Normaalsetes tingimustes on kolmefaasilised pinged tasakaalustatud; teoreetiliselt ilmneb avatud delta klemmidel nullpinge.
- Täielikult maandunud ühefaasilise maandusvigade korral (nt faas A) ilmneb süsteemis nulljärku pinge, mis teeb avatud delta klemmidel pinget.
- Isegi mitte-täielikus (kõrgtakistuselises) maandumises teeb avatud otsades pinget.
- Kui see pinge saavutab pinge releede aktiveerimispiiri, aktiveeruvad nii pinge relais kui ka signaalrelais ning käivituvad kuuldavad ja nähtavad hoiatused.
Töötajad kasutavad neid signaale ja voltmeteri näitusi vigade esinemise ja faasi tuvastamiseks ning teatavad sellest dispetšerile.
⚠️ Märkus: Isolatsioonijälgimisseade on jagatud kogu pingejaotussektsiooni vahel.
Ühefaasiliste maandusvigade põhjused
- Murtud juhe, mis kukub maasse või jääb ristpuu peale;
- Juhtmete kinnituse löömine või kinnitamine isolaatoritel, mis põhjustab nende langemise ristpuudele või maapinnale;
- Liialt tugev tuul, mis põhjustab juhtmete liialt tihedat lähenemist hoonele;
- Jaotustransformaatorist tuleneva kõrgpinge juhtme murdumine;
- 10 kV ülepingekaitseklappide või sulgurite isolatsioonikahjustus transformaatoriplatvormil;
- Ühe faasi isolatsioonikahjustus transformaatori kõrgpingemähises;
- Isolaatori läbilöömine või läbitungimine;
- Harujuhtri sulgurite isolatsioonikahjustus;
- Mitmejuhtmeliste postide ülemisest ristpuust lahti löödud tugijuhe, mis puudutab alumisi juhte;
- Äikese löömine;
- Puude kokkupuude;
- Linnuhäired;
- Välisobjektid (nt plastkile, okkad);
- Muud juhuslikud või teadmata põhjused.
Ühefaasiliste maandusvigade ohud
- Elektrijaama seadmete kahjustumine:
10 kV maandusvigade pärast ei tuvasta pingejaotussektsiooni VT voolu, kuid tekib nulljärku pinge ja avatud delta sees suurenenud vool. Pikaajaline töö võib kahjustada VT-d.
Lisaks võivad tekkida ferroresonantsülepinged (mitmekordselt tavapärasest pingest), mis purustavad isolatsiooni ja põhjustavad suuri seadmete tõrkeid.
- Jaotusseadmete kahjustumine:
Ajutine kaarumaandumine ja ülepinged võivad purustada isolatsiooni, põhjustades lühiseid, läbi põlenud transformaatoreid ja vigased ülepingekaitseklapid/sulgurid, mis võivad põhjustada elektritulesid.
- Piirkondliku võrgu stabiilsuse ohuks olemine:
Tõsised maandusvigad võivad destabiliseerida kohalikku elektrivõrku ja põhjustada ketireageerimisi.
- Inimeste ja loomade ohuks olemine:
Maha kukkunud juhtmed energiseerivad maapinda, tekitades sammupingeohu. Jalakäijad, elektriliinide hooldajad (eriti öösel toimuvatel kontrollidel) ja loomad vigade kohal riskivad elektrilöögi või surma saamisega.
- Toitevarustuse usaldusväärsusele avalduv mõju:
- Nõuab vigase toitejuhtme käsitsi valikut.
- Vigade mitteolevaid toitejuhte võib vajadusel välja lülitada veatõrgete leidmisel, mis katkestab toite ka mõjutamata klientidele.
- Vigade lokaliseerimine ja remont nõuab liini väljalülitamist, mis on eriti keeruline põllukultuuride kasvuperioodil, halvas ilmastikus (tuul, vihm, lumi), mägistes/metsas piirkondades ja öösel, põhjustades pikkade, laialdasemaid väljalange.
- Liini energiakaod:
Maandusvigad tekitavad olulisi maapingevoolusid, mis esindavad otseseid energiakaotusi. Määrused piiravad tavaliselt maandusvigade tööaega mitte rohkem kui 2 tunni liialt suurte kaotuste vältimiseks.
- Elektrienergia kaotuste kvantifitseerimine:
Keskmine maandusvigade vool on vahemikus 6–10 A. Tüüpilistel 10 kV tasemetel tähendab see umbes 34 560 kWh kaotatud energiat 24 tunni jooksul.
Ühefaasiliste maandusvigade käsitlemise meetodid ja protseduurid
- Väikevooluliste maandusvigade automaatne valikseadmed:
Paigaldada elektrijaamadesse automaatseid maandusvigade toitejuhtme valiku seadmeid. Need töötavad koos igas toitejuhtme väljundis asuvate nulljärku voolumuunduritega (ZCT) ja tuvastavad täpselt vigase toitejuhtme enne selle eraldamist.
- Ühefaasiliste maandusvigade tuvastussüsteemid:
Kaasaegsed jaotussüsteemid kasutavad toitejuhtmete alguses, keskel ja lõpus paigaldatud signaalisisestusseadmeid. Vigaindikaatorid lokaliseerivad täpselt vigade asukoha, võimaldades kiiret reageerimist.
- Ennetavad meetmed:
- Viia läbi regulaarsed liinikontrollid: kontrollida juhtmete vahemaad puudele/hoonetele, linnupesa olemasolu postidel, juhtmete kinnitust isolaatoritel, isolaatorite/ristsildade/tugijuhtmete kruvide löömist, lagunenud või kulunud tugijuhtmete olemasolu ja juhtmete ebanormaalset langust.
-