מאפיינים ומכשירי זיהוי של תקלה באדמה של פאזה אחת
1. מאפייני תקלה באדמה של פאזה אחת
- אותות התראה מרכזיים:
פעמון ההתראה מצלצל, ולוחית המנורה המתייחסת ל״תקלה באדמה בקטע אוטו-דינמי [X] קילו-וולט מספר [Y]״ מתבהקת. במערכות שבהן נקודת האפס מחוברת לאדמה דרך סליל פטרסן (סליל דיכוי קשת), גם המנורה המציינת את ״הפעלת סליל פטרסן״ מתבהקת.
- הוראות מדידת עמידות הבודדים:
- מתח הפאזה הפגועה יורד (במקרה של חיבור לא מלא לאדמה) או יורד לאפס (במקרה של חיבור מלא לאדמה).
- מתח שתי הפאזות האחרות עולה — מעל מתח הפאזה הנורמלי במקרה של חיבור לא מלא לאדמה, או עולה עד מתח הקו במקרה של חיבור מלא לאדמה.
- במקרה של חיבור יציב לאדמה, מחט המדידה נשארת יציבה; אם היא נעה באופן רציף, התקלה היא מחזורית (קשת באדמה).
- במערכות עם חיבור נקודת אפס באמצעות סליל פטרסן:
אם מותקן מדידת מתח זיהוי היסטת נקודת האפס, הוא מציג קריאה מסוימת במהלך חיבור לא מלא לאדמה, או מגיע למתח הפאזה במקרה של חיבור מלא לאדמה. בנוסף, מנורת ההתראה לחיבור הסליל פטרסן לאדמה מופעלת גם היא.
- תופעות קשת באדמה:
קשת באדמה יוצרת על-מתחים, מה שגורם לעלייה משמעותית במתח הפאזות שאינן פגועות. ייתכן שזה יגרום להתפוצצות המפרצים בעלי המתח הגבוה של ממירי המתח (VTs) ואף לפגיעה בממירים עצמם.
2. הבחנה בין תקלה אמיתית באדמה לבין התראות שווא
- התפוצצות מפרק מתח גבוה בממיר מתח (VT):
התפוצצות המפרק באחת הפאזות של ממיר המתח יכולה להפעיל אות תקלה באדמה. עם זאת:
- בתקלה אמיתית באדמה: מתח הפאזה הפגועה יורד, ושתי הפאזות האחרות עולות, אך מתח הקו נשאר ללא שינוי.
- במקרה של מפרק שהתפוצץ: מתח אחת הפאזות יורד, ושתי הפאזות האחרות לא עולות, ו-מתח הקו יורד.
- הפעלת טרנספורמטור לקטע אוטו-דינמי לא טעון:
במהלך ההפעלה, אם מפסק החשמל נסגר בצורה לא סינכרונית, הקישור הקיבולי הלא מאוזן לאדמה גורם להיסטת נקודת האפס ולמתחים לא סימטריים בשלוש הפאזות, מה שמייצר אות תקלה באדמה שוא.
→ מקרה זה מתרחש רק במהלך פעולות החלפה. אם קטע האוטו-דינמי והציוד המחובר אליו אינם מפגינים סימנים חריגים, האות הוא שוא. בדרך כלל, ההפעלה מחדש של קו משני או של טרנספורמטור שירות תחנתית מבטלת את האות.
- אי-סימטריה של המערכת או הגדרה לא נכונה של סליל פטרסן:
במהלך שינויים במצב הפעולה (למשל, החלפת תצורות), אי-סימטריה או פיקוד לא נכון של סליל פטרסן עלולים ליצור אותות תקלה באדמה שואים.
→ יש לתאם עם מרכז הבקרה: לשחזר את התצורה המקורית, לנתק את סליל פטרסן מהרשת, להתאים את המניע שלו, ולאחר מכן להפעיל אותו מחדש ולשנות שוב את המצב.
→ תהודה פרו-מגנטית בעת הפעלת קטע אוטו-דינמי לא טעון יכולה גם היא לייצר אותות שואים. הפעלת קו משני מיד תשבור את תנאי התהודה ותבטל את האות.
3. מכשירי זיהוי
מערכת ניטור העמידות כוללת בדרך כלל ממיר מתח תלת-פאזי חמש-רגלי, מספקי מתח, מספקי אותות ומכשירי ניטור.
- מבנה: חמישה ציריות מגנטיות; כריכה ראשונית אחת ושתי כריכות משניות, כולן מלופפות על שלוש הציריות המרכזיות.
- תצורת החיווט: Ynynd (כוכב-ראשוני, כוכב-משני עם נייטרל, ודלטא פתוחה-שלישונית).
היתרונות של תצורת החיווט הזו:
- הכריכה המשנית הראשונה מודדת הן מתח קו והן מתח פאזה.
- הכריכה המשנית השנייה מחוברת ב-דלטא פתוחה כדי לגלות את מתח הסדר האפס.
עקרון הפעולה:
- בתנאים נורמליים, מתחי שלוש הפאזות מאוזנים; בתיאוריה, אין מתח בדלטא הפתוחה.
- בזמן תקלה באדמה מלאה של פאזה אחת (למשל, פאזה A), מופיע מתח סדר אפס במערכת, אשר מ induce מתח בדלטא הפתוחה.
- אפילו בזמן חיבורים לא מלאים (בעלי התנגדות גבוהה) לאדמה, מושרה מתח בקצות הפתוחים.
- כאשר מתח זה מגיע לסף הפעלה של מספק המתח, גם מספק המתח ומספק האותות נכנסים לפעולה, ומייצרים אזעקות קוליות וחזותיות.
המפעילים משתמשים באותות אלו ובקוראות מד המתח כדי לזהות את התרחשות התקלה ואת הפאזה הפגועה, ולאחר מכן מודיעים למרכז הבקרה.
⚠️ הערה: מכשיר ניטור העמידות משותף לכל קטע האוטו-דינמי.
סיבתי תקלה באדמה של פאזה אחת
- מוליך שבור שנפל לאדמה או מונח על קורת חיבור;
- קשר או חיזוק 느ULO של מוליכים על מבודדים, אשר גורמים להם ליפול על קורות חיבור או לאדמה;
- רוח חזקה מדי שגורמת למוליכים להתקרב מדי לבניינים;
- מוליך מתח גבוה שבור מהטרנספורמטור הפיזור;
- אי-עמידות במגנוני הגנה נגד עליות מתח (surge arresters) או במפרצים בטרנספורמטור הפיזור;
- שבירה של העמידות או חיבור לאדמה באחת הפאזות של הכריכה בעלת המתח הגבוה של הטרנספורמטור;
- התפרצות או פריצה במבודד;
- אי-עמידות במפרצים של קווים משניים;
- חוט תמיכה שנותר תלוי מקורת החיבור העליונה בעמוד רב-קווי ונוגע במוליכים התחתונים;
- ההלם ברק;
- הנוגע של עצים;
- תקלות הקשורות לציפורים;
- עצמים זרים (למשל, דפים פלסטיים, ענפים);
- סיבות אחרות אקראיות או לא ידועות.
סיכונים של תקלה באדמה של פאזה אחת
- פגיעה בציוד תחנת משנה:
לאחר תקלה באדמה של 10 קילו-וולט, ממיר המתח בקטע האוטו-דינמי לא מזהה זרם, אך מפתח מתח סדר אפס וזרם מוגבר בדלטא הפתוחה. הפעלה ממושכת עלולה לפגוע בממיר המתח.
בנוסף, על-מתחים של תהודה פרו-מגנטית (מספר פעמים מהמתח הנורמלי) עלולים להופיע, לשבור את העמידות ולגרום לתקלות חמורות בציוד.
- פגיעה בציוד הפיזור:
תקלות באדמה מחזוריות של קשת ועל-מתחים יכולים לחדור את העמידות, ולהוביל ל-קצר, שריפת טרנספורמטורים, ו-תקלות במגנוני הגנה/מפרצים, שעלולים לגרום ל-שריפות חשמליות.
- איום על יציבות הרשת האזורית:
תקלות באדמה חמורות עלולות לאיים את יציבות רשת החשמל המקומית, ולהוביל לתקלות שרשרת.
- סיכונים לאדם ולחיות:
מוליכים שפולטים זרם לאדמה עושים את האדמה מתחילה, ויוצרים סיכונים של מתח צעד. הלכים, טכנאים (במיוחד במהלך סיורים לילתיים) ובערבות באזור התקלה עלולים לסבול מ-הלם חשמלי או מוות חשמלי.
- השפעה על אמינות אספקת החשמל:
- דורש בחירת קו פגוע ידנית.
- קווים שאינם פגועים עלולים להיות מנוטרלים ללא צורך במהלך האבחון, מה שמבטל את האספקה ללקוחות שלא נפגעו.
- איתור התקלהและการ תיקון דורשים ניתוק קו, במיוחד קשה במהלך עונת גידול יבולים, מצב מזג אוויר קשה (רוח, גשם, שלג), באזורים הרריים או יעריים וב-לילה, מה שגורם ל-הפסקות ממושכות, והפצה רחבה.
- אבדן אנרגיה בקו:
תקלות באדמה גורמות לזרמים גדולים של דליפת אדמה, אשר מייצגים אבדן אנרגיה ישיר. הנהלים בדרך כלל מגבילים את הפעולה עם תקלה באדמה ל-לא יותר משעתיים כדי למנוע אבדן מיותר.
- כמות אבדן החשמל:
הזרם הממוצע של תקלה באדמה נע בין 6 ל-10 אמפר. ברמת מתח של 10 קילו-וולט טיפוסית, זה נותן כ-34,560 קילו-וואט-שעה של אנרגיה מבוזבזת כל 24 שעות.
שיטות וסדר פעולות לטיפול בתקלה באדמה של פאזה אחת
- מכשירי בחירה אוטומטית של תקלות באדמה עם זרם קטן:
להתקין מכשירי בחירה אוטומטית של קווי תקלה באדמה בתחנות משנה. הם עובדים יחד עם محولات זרם סדר אפס (ZCTs) בכל יציאת קו כדי לזהות بدقة את הקו הפגוע לפני ניתוקו.
- מערכות זיהוי תקלה באדמה של פאזה אחת:
מערכות פיזור מודרניות מ triển את השימוש ב-מחוללי אותות ב-ההתחלה, האמצע והסוף של קווים. מצביעי תקלות מحدדים את מיקום התקלה המדויק, מה שמאפשר תגובה מהירה.
- אמצעי מניעה:
- לבצע ביקורות קווים קבועות: לבדוק את המרחקים בין המוליכים לעצים/בניינים, קנים של ציפורים על העמודים, את החיזוק של המוליכים על המבודדים, בולטים רופפים על מבודדים/קורת חיבור/חוטי תמיכה, חוטי תמיכה שבורים או מרוסקים, וקטינה לא נורמלית של המוליכים.
- לבצע בדיקות עמידות מחזוריים של מבודדים, מפרצים של קווים משניים ומגנוני הגנה נגד עליות מתח; להחליף יחידות פגומות באופן מיידי.
- לבצע בדיקות שגרתיות על טרנספורמטורים של פיזור; לתקן או להחליף יחידות פגומות.
- להתקין מפרצים של קווים משניים בקווים כפריים כדי להגביל את היקף התקלה, לצמצם את שטח ואורך הפסקת החשמל, ולזרז את איתור התקלה.
- להשתמש במבודדים שדרגתם גבוהה יותר בדרגה אחת של מ