Принцип действия контроля изоляции

Для поддержания изоляции в исправном состоянии не­обходимо осуществлять контроль за ее сопротивлени­ем, для чего применяют периодические и непрерывные ме­тоды ее измерения и испытания.

А) Измерение RM производят в отключенной установ­ке 1 раз в год, вне очереди при обнаружении дефектов, после ремонта. Измеренное сопротивление изоляции должно быть не ниже нормы Rиз³ Rиздоп .Для измерения ис­пользуют мегометры на соответствующие напряжения.

Б) Испытание изоляции повышенным напряжением про­изводят в отключенной установке при ремонтах электро­оборудования, а также при обнаружении повреждений. Этот метод эффективен для выявления местных дефектов и проверки электрической прочности изоляции, т.е.способности длительно выдерживать рабочее напряжение. В процессе испытания в течении 1мин подают напряже­ние Uисп в несколько раз (в соответствии с ПУЭ) превы­шающее рабочее Upaб.

В)Контроль изоляции без отключения рабочего напря­жения называется непрерывным.

Наиболее простым является метод трех вольтметров. В установках до 1000 В вольтметры подключаются непо­средственно к фазам и земле. При исправной изоляции, когда сопротивления всех фаз относительно земли оди­наковы, каждый из вольтметров покажет фазное напря­жение. Если сопротивление одной из фаз заметно умень­шится, то ее вольтметр покажет снижение напряжения, а два других — увеличение.

Рис.10. Схема контроля изоляции вольтметрами

При замыкании на землю фазы 1 ее вольтметр покажет нуль, а два других — линейные напряжения.

Недостатки этого метода следующие: схема не реаги­рует на симметричное снижение Rиз, всех трех фаз; схе­ма реагирует на изменения емкости Сиз.

Второй метод — метод наложения -постоянного опера­тивного тока; на рабочий наиболее распространен, т.к. отвечает всем требованиям, предъявляемым к схемам не­прерывного контроля изоляции. Источник постоянного оперативноготока Uист обеспечивает протекание тока утечки Iут, величина которого зависит от суммарного активного сопротивления изоляции контролируемой сети (Iут= f(Rиз)). При снижении сопротивления, любой из фаз ниже заданного значения Iут достигает тока уставки реле, реле срабатывает и своими контактами воздей­ствует на исполнительное устройство.

Рис.11. Схема непрерывного контроля изоляции оперативным током

Оперативный ток может быть обеспечен от посторон­него источника (как на схеме рис.11) или от выпрями­теля, исключенного к контролируемой сети (так назы­ваемые вентильные схемы) .

Преимущества этого метода следующие:

схема реагирует на симметричное и несимметричное снижение Rиз;

имеется сигнализация о снижении Rизниже Rиздоп; входное сопротивление схемы высокое, что обеспечи­вает надежность.

В сетях с заземленной нейтралью сопротивление изо­ляции незначительно влияет на ток поражения человека при прикосновении к голому проводу. Но и в этой сети контроль сопротивления необходим, т.к. предотвращает замыкания на землю и электрооборудование и повышает тем самым электробезопасность. Однако применение не­прерывного контроля в таких сетях связано с опреде­ленными трудностями.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась — это был конец пары: "Что-то тут концом пахнет". 8514 — | 8100 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

7.3. УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ И ЗАЩИТЫ ОТ ПОРАЖЕНИЯ ТОКОМ В ШАХТЕ

Для сетей с изолированной нейтралью на практике получили применение устройства, контролирующие сопротивление изоляции фаз сети относительно земли посредством наложения постоянного контрольного (оперативного) тока (рис. 65). На таком принципе построены выпускаемые промышленностью аппараты защиты от утечек тока (реле утечки тока) для шахтных электрических сетей напряжением 127, 220, 380, 660 и 1140 В,
необходимость применения которых предписывается Правилами безопасности.

По Правилам безопасности общее время отключения поврежденной сети напряжением 380 и 660 В не должно превышать 0,2 с, а напряжением 1140 В—0,12 с, другие параметры аппаратов защиты от утечек тока на землю для сетей напряжением до 1200 В регламентируются ГОСТ 22929—78 (СТ СЭВ 2309—80).

Номенклатура аппаратов общесетевой защиты, выпускаемых серийно для угольных шахт, приведена в табл. 28. Кроме того, в пусковых агрегатах, являющихся источником питания ручных электросверл и осветительных установок, применяется собственный блок защиты, встраиваемый в оболочку агрегата и имеющий параметры, аналогичные аппарату РУ-127/220.

Рис. 65. Схема, поясняющая принцип контроля изоляции и защитного отключения и использующая источник оперативного тока.

28. Номенклатура аппаратов общесетевой защиты, применяемых

на угольных шахтах

Аппараты РУ-127/220, РУ-380 и АЗУР1 имеют взрывозащищенное исполнение, соответствующее уровню РВ, аппараты РУ-1140, АЗУР2 и АЗУРЗ выполнены в виде блоков, встраиваемых в передвижные подстанции [4; 8].

Согласно Правилам безопасности защитное отключение сети напряжением до 1140 В должно осуществляться одним аппаратом защиты реле утечки тока в комплексе с коммутационным аппаратом на всю электрически связанную сеть (подключенную к одному или группе параллельно работающих трансформаторов). При срабатывании реле утечки тока должна отключаться вся сеть, подключенная к указанным трансформаторам, за исключением отрезка кабеля длиной не более 10 м, соединяющего трансформатор с общесетевым аппаратом (автоматическим выключателем).

В одну сеть включить несколько реле утечки нельзя из-за взаимного влияния друг на друга и возможного нарушения работоспособности защиты.

Принцип действия аппаратов защиты заключается в следующем (рис. 65). К трехфазной сети через обмотку реле К1 и трехфазный присоединительный фильтр сопротивлением Zф присоединяется один из зажимов аппарата, источник G которого дает контрольный (оперативный) ток. Второй зажим аппарата, идущий от этого источника, соединяется с землей. Замыкающий контакт К1.1 реле К1 включается в цепь отключающей катушки К2 обще-сетевого автоматического выключателя Q. Таким образом, между всеми фазами сети и землей имеется оперативное напряжение. Присоединительный фильтр, кроме обеспечения подачи напряжения от оперативного источника G на три фазы, осуществляет ограничение переменного тока сети, который может протекать по контрольной цепи на землю.

Принцип контроля сопротивления изоляции, примененный в схеме реле утечки аппарата РУ-127/220 с самоконтролем элементов схемы (рис. 66, а), заключается в том, что источник оперативного тока (выпрямитель V) через токоограничительные резисторы RB включен между тремя фазами сети и землей параллельно сопротивлению изоляции сети и измерительному реле К, присоединенному между нулевой точкой резисторов Rф и добавочным заземлением Д3. Оперативный ток, протекающий в цепи обмотки реле К, тем выше, чем больше сопротивление изоляции. При высоком сопротивлении изоляции сети реле К удерживает свой якорь, при снижении сопротивления увеличивается часть оперативного тока, ответвляющаяся по цепи утечки, а ток в цепи реле уменьшается и при сопротивлении изоляции, равном уставке отключающего сопротивления, становится равным току возврата реле, и последнее отпускает свой якорь. Затем реле К своими контактами воздействует на цепь управления магнитного пускателя и вызывает отключение сети.

Принцип самоконтроля исправности элементов схемы реле утечки заключается в том, что оно реагирует не на увеличение, а на снижение тока в реле К, поэтому повреждение схемы реле утечки, приводящее к уменьшению или к полному исчезновению тока в реле К, вызывает соответственно увеличение уставки реле утечки или отключение сети.

Для создания в обмотке измерительного реле К1 (рис. 66, б) тока, достаточного для притягивания его якоря, в схеме реле утечки применена кнопка S2 Взвод, при нажатии которой происходит шунтирование ограничительных резисторов R11 R11 и увеличение тока в обмотке реле К1. Последнее при этом замыкает свои контакты в цепи управления пускателем. При отсутствии утечек в сети оперативный ток протекает по цепи: ограничительные резисторы R4—R9 — диоды VI— V3 — резисторы R10 и R11 — зажим в — добавочное заземление Д3— конденсатор С — реле К1 — резистор R15 — резисторы R12 — R14. При снижении сопротивления изоляции цепи ниже критического значения реле К1 отпускает свой якорь,
размыкает контакты, воздействуя на цепь управления магнитного пускателя.

Рис. 66. Упрощенная (а) и принципиальная (б) схемы аппарата (реле утечки) РУ-127/220 с самоконтролем исправности.

Для проверки исправности реле утечки необходимо нажать кнопку St Проверка, чем создается однофазная утечка через резистор R1 при напряжении сети 127 В или резисторы R1 и R2 при напряжении 220 В. При включении реле утечки в сеть напряжением 127 В резисторы R2, R10 и R15 шунтируются.

Для ввода в работу реле утечки аппарата РУ-127/220 необходимо повернуть рукоятку блокировочного выключателя в положение Включено и застопорить ее блокировочным винтом. При этом ручной пускатель ПРВ (ПРШ) должен быть отключен. Нажатием кнопки Пуск кнопочного поста КУВ-22 (КУВ-12) включают магнитный пускатель ПМВИ-13М. Если после отпускания кнопки Пуск пускатель сразу же отключается, это значит, что измерительное реле К1 не притянуло свой якорь и не замкнуло контакт 1(1,2 в цепи управления пускателем. В таком случае надо повторить операцию включения пускателя с помощью кнопки Пуск, но одновременно следует нажать кнопку Взвод на крышке аппарата. В связи с этим кнопочный пост КУВ-22 должен устанавливаться в непосредственной близости от реле утечки.

После включения пускателя ПМВИ-13М реле утечки оказывается под напряжением сети 127 В (220 В) и можно включить ручной пускатель ПРВ (ПРШ).

Упрощенная схема аппарата (реле утечки) РУ-380 с самоконтролем на напряжение сети 380 В приведена на рис. 67, а. Реле утечки состоит из трехфазного трансформатора Тру источника оперативного тока, собранного из диодов V8—V10, ограничительных резисторов R12, R13y R17, источника вспомогательного тока, состоящего из диодов V2y V6, V7 у двухобмоточного реле К1, стабилитрона V4, сглаживающих конденсаторов С1 и С4.

Источник оперативного тока подсоединен между землей и фазами сети с помощью трансформатора Тр, а также к цепи контроля изоляции, состоящей из стабилитрона V4, обмотки 1, 2 двухобмоточного реле К1 и фильтра присоединения (первичные обмотки трансформатора Тр). Сопротивление утечки RyT оказывается подключенным параллельно цепи контроля изоляции, поэтому ток в обмотке 1, 2 реле К7 достигает наибольшего значения при высоком сопротивлении изоляции. Обмотки Зу 4 двухобмоточного реле К1 подключены к вспомогательному источнику тока.

Обмотки реле утечки включены таким образом, что их магнитные потоки направлены встречно, причем магнитный поток вспомогательной обмотки больше, чем магнитный поток основной обмотки, но разность магнитных потоков недостаточна для притягивания якоря реле. При снижении сопротивления изоляции сети вследствие его шунтирующего действия ток в основной обмотке уменьшается и при сопротивлении изоляции (или утечки), равном сопротивлению срабатывания, результирующий магнитный поток становится достаточным для срабатывания реле. При этом оно своим контактом воздействует на цепь отключающей катушки коммутационного аппарата (фидерного автомата), который отключает сеть с поврежденной изоляцией.

Ввиду того что реле утечки реагирует на разность магнитных потоков основной и вспомогательной обмоток, любое повреждение схемы реле утечки, приводящее к уменьшению или к полному исчезновению тока в одной из обмоток, вызывает либо увеличение сопротивления срабатывания, либо отключение сети. В этом заключается принцип самоконтроля исправности элементов схемы реле утечки.

Реле контроля изоляции применяют при организации цепей газовой защиты трансформатора и устройства РПН, а также используют для контроля изоляции других оперативных цепей на подстанции.

Газовая защита

Газовая защита является основной защитой трансформатора. Она реагирует на все виды внутренних повреждений, сопровождающихся выделением газа и ускоренным протеканием масла из бака трансформатора в расширитель. Газовая защита обладает высокой чувствительностью и позволяет обнаруживать развивающиеся повреждения на ранних стадиях.

Согласно действующей редакции правил устройства электроустановок (ПУЭ п.3.2.52) газовая защита обязательна к установке на всех трансформаторах мощностью 6,3 МВА и более, а также на внутрицеховых трансформаторах мощностью от 630 кВА.

Как показывает практика, газовая защита используется практически на всех трансформаторах с высшим напряжением от 35 кВ и выше.

Устройство газового реле

Газовые реле устанавливают как на большой отсек бака трансформатора, так и на малый отсек для РПН. Реле монтируют в наклонный трубопровод, соединяющий большой отсек расширительного бака с баком трансформатора. В нормальном режиме работы газовое реле заполнено маслом. При незначительных повреждениях, например, витковых замыканиях, под действием нагрева и дуги происходит разложение масла и образование пузырьков газа, которые начинают скапливаться в верхней части газового реле, вытесняя из него масло, что приводит к срабатыванию первой сигнальной ступени газового реле (рис. 1).

В случае более серьезных повреждений процесс газообразования идет значительно интенсивнее, вызывая поток масла, проходящий через реле, в результате чего срабатывает вторая ступень, действующая на отключение трансформатора со всех сторон.

В процессе коммутации устройства регулирования напряжения под нагрузкой происходит незначительное газообразование, в связи с этим для защиты устройств РПН не используют реле накапливающие газ в чашках, а применяют только струйные реле с одной ступенью, реагирующей на поток масла, действующие на отключение трансформатора.

Рисунок 1 — Газовая защита трансформатора и устройства РПН

Отключающие ступени газовой защиты действуют на отключение трансформатора со всех сторон без выдержки времени. Цепи от газового реле до релейной защиты трансформатора, как правило, довольно протяженные и находятся под негативными воздействиями внешних климатических и механических факторов. К наиболее часто встречающимся неисправностям газовой защиты относится повреждение изоляции цепей, что приводит к формированию ложного сигнала на отключение трансформатора.

Повреждение изоляции и последствия

Повреждение или снижение изоляции может происходить по различным причинам. Наиболее часто встречающиеся из них – это попадание влаги при опробовании систем пожаротушения автотрансформатора (рисунок 2), загрязнение маслом и сажей в процессе эксплуатации, а также старение и различные механические повреждения кабелей (рисунок 3).

Процессы старения изоляции, разрушения под воздействием климатических факторов, а также затекание влаги не происходят мгновенно. Снижение изоляции, как между контактами реле, так и между жилами контрольного кабеля, приводит к шунтированию разомкнутого контакта газового реле, что может привести к ложному действию устройств РЗА силовых трансформаторов (рисунок 4).

Рисунок 4 – Подключение газовой защиты и повреждение изоляции

При сопротивлении дискретного входа устройства 60 кОм и при напряжении срабатывания 158 В, что соответствует требованиям ПАО Россети к работе дискретных входов устройств релейной защиты (СТО 56947007-29.120.70.241-2017), уже при сопротивлении изоляции 23.54 кОм оперативной цепи газовой защиты на дискретном входе устройства появится напряжение, достаточное для срабатываниярелейной защиты. Это приведет к ложному срабатыванию газовой защиты, отключению трансформатора со всех сторон и обесточиванию потребителей электрической энергии.

Как контроль изоляции может спасти ситуацию?

Процесс снижения изоляции довольно продолжительный. Используя реле контроля изоляции Флокс, о снижении изоляции можно узнать заранее и заблокировать защиту трансформатора и выдать сигнал на предупредительную сигнализацию.

Для этого необходимо параллельно дискретному входу устройства РЗА или приемному реле газовой защиты подключить шунтирующий резистор сопротивлением 3,3 кОм, тем самым обеспечив контур для протекания тока через изоляцию и цепь измерения Флокс. Реле Флокс имеет регулируемый порог срабатывания – 400 мкА либо 200 мкА, что позволяет обнаруживать снижение изоляции ниже значения 0,55 или 1,1 МОм при номинальном напряжении оперативных цепей 220 В.

Сопротивление изоляции равное значению 1 Мом является минимально допустимым для вторичных цепей согласно СТО 34.01-23.1-001-2017 ПАО «Россети», значение равное 0,5 МОм — минимально допустимым согласно п. 1.8.25 ПУЭ. При снижении сопротивления изоляции ниже допустимого порога необходимо проверить цепи вторичной коммутации на предмет повреждений и других причин снижения изоляции. Срабатывание реле Флокс происходит с задержкой в одну секунду. Это необходимо для отстройки от помех и различных процессов, не связанных со снижением сопротивления изоляции.

Рисунок 5 – Подключение газовой защиты и реле контроля изоляции Флокс

При срабатывании Флокс замыкает три своих выходных реле, действующих в общем случае на предупредительную сигнализацию, комплекты основной и резервной защиты трансформатора, обеспечивая тем самым перевод действия газовой защиты данной ступени на сигнализацию (рисунок 5).

При дальнейшем снижении сопротивления ниже критического значения напряжение на дискретном входе устройства РЗА поднимается до значения, при котором происходит срабатывание защиты. Данное ложное срабатывание не приводит к отключению трансформатора, т.к. действие защиты было своевременно переведено с отключения на сигнализацию благодаря работе реле Флокс.

Если сопротивление изоляции планомерно снижается и ток через реле Флокс возрастает, то при достижении значения 35 мА (что соответствует 3,2 кОм сопротивления изоляции), реле Флокс отпустит контакты выходных реле, тем самым деблокируя газовую защиту.

Для обеспечения высокой надежности данного решения измерительная цепь реле Флокс содержит только один пассивный элемент – измерительный шунт. Данное решение не приводит к нарушению цепи отключения от газовой защиты при исчезновении питания Флокс или его отказе.

Применение реле Флокс

Различные газовые реле имеют от одного до двух независимых контактов, сигнализирующих о срабатывании. Поэтому существует две основных схемы применения реле контроля изоляции газовой защиты.

Для случая применения газового реле с одним контактом, что актуально для «старых» подстанций, сигнал на отключения от ГЗ для основного комплекта защиты трансформатора размножается при помощи промежуточного реле. При этом одно реле Флокс блокирует как основной, так и резервный комплект защиты трансформатора при снижении изоляции цепей газовой защиты (рисунок 6).

Рисунок 6 – Применение Флокс с газовым реле с одним контактом

Для случая газового реле с двумя контактами на каждый из них устанавливается реле Флокс для контроля состояния изоляции. Эти контакты действуют каждый на свой комплект защиты трансформатора (рис. 7).

Рисунок 7 – Применение Флокс с газовым реле с двумя контактами

Оцените статью
Topsamoe.ru
Добавить комментарий