Помилки та способи їх усунення при однофазному заземленні на лініях електропередач 10 кВ
Поле: Виробництво
China
Характеристики та пристрої виявлення однофазних замикань на землю
1. Характеристики однофазних замикань на землю
- Центральні аварійні сигнали:
Спрацьовує попереджувальний дзвінок, і загоряється індикаторна лампочка з написом «Замикання на землю на шинному відсіку [X] кВ, секція [Y]». У системах із заземленням нейтралі через котушку Петерсена (котушку гашення дуги) також загоряється індикатор «Котушка Петерсена увімкнена». - Показання вольтметра контролю ізоляції:
- Напруга пошкодженої фази знижується (у разі неповного замикання) або падає до нуля (у разі стійкого замикання).
- Напруги двох інших фаз зростають — вище нормальної фазної напруги при неповному замиканні або до значення лінійної напруги при стійкому замиканні.
- У разі стійкого замикання стрілка вольтметра залишається нерухомою; якщо вона безперервно коливається, замикання є переривчастим (дугове замикання).
- У системах із заземленням нейтралі через котушку Петерсена:
Якщо встановлено вольтметр зміщення нейтралі, він показує певне значення під час неповного замикання або досягає фазної напруги під час стійкого замикання. Також спрацьовує аварійна світлова сигналізація котушки Петерсена. - Явища дугового замикання:
Дугове замикання викликає перенапруги, що призводять до суттєвого зростання напруги на непошкоджених фазах. Це може призвести до розплавлення високовольтних запобіжників вимірювальних трансформаторів напруги (ВТ) або навіть до пошкодження самих ВТ.
2. Відмежування справжніх замикань на землю від хибних сигналів
- Розплавлення високовольтного запобіжника у ВТ:
Розплавлення запобіжника в одній фазі ВТ може викликати сигнал про замикання на землю. Однак:- У разі справжнього замикання на землю напруга пошкодженої фази знижується, а напруги двох інших фаз зростають, проте лінійна напруга залишається незмінною.
- У разі розплавлення запобіжника напруга однієї фази знижується, а двох інших не зростають, і лінійна напруга знижується.
- Підключення трансформатора до ненавантаженої шини:
Під час ввімкнення, якщо вимикач замикається асинхронно, незбалансоване ємнісне зв’язування з землею викликає зміщення нейтралі та асиметричні трифазні напруги, що призводить до хибного сигналу про замикання на землю.
→ Це відбувається лише під час комутаційних операцій. Якщо шина та під’єднане обладнання не демонструють аномалій, сигнал є хибним. Підключення фідерної лінії або трансформатора службової мережі зазвичай усуває цей сигнал. - Асиметрія системи або неправильна настройка котушки Петерсена:
Під час зміни режимів роботи (наприклад, перемикання конфігурацій) асиметрія або неправильна компенсація котушки Петерсена можуть викликати хибні сигнали про замикання на землю.
→ Необхідна координація з диспетчером: повернення до початкової конфігурації, відключення котушки Петерсена, регулювання її регулювального пристрою, повторне ввімкнення та повторне перемикання режимів.
→ Ферорезонанс під час ввімкнення ненавантаженої шини також може викликати хибні сигнали. Негайне ввімкнення фідерної лінії порушує умови резонансу й усуває аварійний сигнал.
3. Пристрої виявлення
Система контролю ізоляції зазвичай складається з трьохфазного п’ятистержневого вимірювального трансформатора напруги, реле напруги, сигнальних реле та контрольно-вимірювальних приладів.
- Конструкція: П’ять магнітних стержнів; одна первинна обмотка та дві вторинні обмотки, всі намотані на три центральні стержні.
- Схема підключення: Ynynd (зірка-первина, зірка-вторина з нейтраллю та відкритий трикутник — третинна).
Переваги даної схеми підключення:
- Перша вторинна обмотка вимірює як лінійну, так і фазну напруги.
- Друга вторинна обмотка підключена в відкритий трикутник для виявлення нульової послідовності напруги.
Принцип роботи:
- У нормальних умовах трифазні напруги збалансовані; теоретично, на відкритому трикутнику виникає нульова напруга.
- Під час стійкого однофазного замикання на землю (наприклад, фази А) у системі виникає напруга нульової послідовності, що індукує напругу на відкритому трикутнику.
- Навіть під час нестійкого (високоомного) замикання, напруга індукується на відкритих кінцях.
- Коли ця напруга досягає порогу спрацювання реле напруги, спрацьовують як реле напруги, так і сигнальні реле, що вмикає звукову та світлову сигналізацію.
Оператори використовують ці сигнали та показання вольтметра для визначення факту виникнення замикання на землю та визначення пошкодженої фази, після чого повідомляють диспетчера.
⚠️ Зауваження: Пристрій контролю ізоляції є спільним для всього шинного відсіку.
⚠️ Зауваження: Пристрій контролю ізоляції є спільним для всього шинного відсіку.
Причини однофазних замикань на землю
- Обірваний провід, що впав на землю або лежить на траверсі;
- Ненадійне кріплення або фіксація проводів на ізоляторах, що призводить до їх падіння на траверси або землю;
- Сильний вітер, що спричиняє надто близьке наближення проводів до будівель;
- Обірваний високовольтний вивідний провід від розподільного трансформатора;
- Пробій ізоляції на 10 кВ обмежувачах перенапруги або запобіжниках на платформах трансформаторів;
- Пробій ізоляції або замикання на землю в одній фазі високовольтної обмотки трансформатора;
- Перекриття або пробій ізолятора;
- Пробій ізоляції в запобіжниках відгалужень;
- Відірваний тяговий дріт з верхньої траверси на багатошинних опорах, що контактує з нижніми проводами;
- Удар блискавки;
- Контакт з деревами;
- Пошкодження, спричинене птахами;
- Посторонні предмети (наприклад, пластикові плівки, гілки);
- Інші випадкові або невідомі причини.
Небезпеки однофазних замикань на землю
- Пошкодження обладнання підстанції:
Після виникнення замикання на землю 10 кВ вимірювальний трансформатор напруги (ВТ) на шині не фіксує струму, але виявляє напругу нульової послідовності та збільшений струм у відкритому трикутнику. Тривала експлуатація може пошкодити ВТ.
Крім того, ферорезонансні перенапруги (у кілька разів вищі за нормальні) можуть виникати, призводячи до пробою ізоляції та серйозних пошкоджень обладнання. - Пошкодження розподільного обладнання:
Переривчасте дугове замикання та перенапруги можуть пробити ізоляцію, що призводить до коротких замикань, перегріву трансформаторів та виходу з ладу обмежувачів перенапруги/запобіжників, потенційно викликаючи електричні пожежі. - Загроза стабільності регіональної електричної мережі:
Серйозні замикання на землю можуть дестабілізувати локальну електричну мережу, викликаючи каскадні відмови. - Загроза для людей і тварин:
Впавші проводи під напругою електрифікують землю, створюючи небезпеку крокової напруги. Пішоходи, електромонтери (особливо під час нічних оглядів) та домашня худоба поблизу місця замикання піддаються ризику електричного удару або електротравми. - Вплив на надійність електропостачання:
- Вимагає ручного вибору пошкодженої фідерної лінії.
- Непошкоджені фідерні лінії можуть бути непотрібно відключені під час усунення несправностей, що призводить до перерви електропостачання клієнтам, які не мають стосунку до аварії.
- Локалізація та ремонт пошкодження вимагають відключення лінії, що особливо складно виконувати під час періоду вирощування культур, несприятливих погодних умов (вітер, дощ, сніг), у гірських/лісових районах та вночі, що призводить до тривалих, масових відключень.
- Втрати електроенергії в лініях:
Замикання на землю призводять до значних струмів витоку в землю, що є прямою втратою енергії. Зазвичай нормативні акти обмежують тривалість експлуатації у режимі замикання на землю максимум двома годинами для уникнення надмірних втрат. - Кількісна оцінка втрат е
Дайте гонорар та підтримайте автора
Рекомендоване
Нейтральний точка заземлення режим роботи для трансформаторів електромережі 110кВ～220кВ
Розташування режимів заземлення нейтральних точок трансформаторів електромережі 110кВ-220кВ повинно відповідати вимогам стійкості ізоляції нейтральних точок трансформаторів, а також зберігати нульовий послідовний імпеданс підстанцій практично незмінним, забезпечуючи, що сумарний нульовий імпеданс у будь-якій точці короткого замикання системи не перевищує тричі величину сумарного додатного послідовного імпедансу.Для новобудованих та технічно оновлених трансформаторів 220кВ та 110кВ, їхні режими з
01/29/2026
Чому підстанції використовують камінь гравій галузdrok та дрібний щебінь
Чому на підстанціях використовують каміння, гравій, гальку та дроблену породу?На підстанціях таке обладнання, як силові та розподільні трансформатори, лінії електропередачі, трансформатори напруги, трансформатори струму та роз’єднувачі, потребує заземлення. Крім заземлення, тепер ми детально розглянемо, чому гравій та дроблена порода широко використовуються на підстанціях. Хоча вони виглядають звичайними, ці камені відіграють критичну роль у забезпеченні безпеки та функціональності.У проектуванн
01/29/2026
HECI GCB для генераторів – швидкий SF₆ вимикач
1.Визначення та функції1.1 Роль вимикача генератораВимикач генератора (GCB) — це контролюваний точка відключення, розташована між генератором і підвищувальним трансформатором, який служить інтерфейсом між генератором і електромережею. Його основні функції включають ізоляцію аварійних ситуацій на стороні генератора та забезпечення операційного контролю під час синхронізації генератора та з'єднання з мережею. Принцип роботи GCB не значно відрізняється від стандартного вимикача; однак через високу
01/06/2026
Принципи проектування стовпової розподільчої трансформаторної установки
Принципи проектування стовпової трансформаторної установки(1) Принципи розташування та плануванняПлатформи для стовпових трансформаторів повинні розташовуватися біля центру навантаження або поблизу важливих навантажень, відповідно до принципу «мала потужність, багато місць» для сприяння заміни обладнання та технічного обслуговування. Для забезпечення електроенергією житлових районів можна встановлювати трифазні трансформатори поблизу залежно від поточного попиту та прогнозів на майбутній ріст.(2
12/25/2025
