Surveillance d'isolement dans les réseaux avec neutre isolé

Dans les réseaux à neutre isolé ou mis à la terre, en fonctionnement normal, les tensions des trois phases à la terre sont égales à la tension de phase.

Dans un défaut à la terre monophasé, la tension de la phase en défaut à la terre sera nulle et celle des phases sans défaut augmentera de phase à phase. Dans ce cas, les tensions composées ne changent pas. De tels réseaux peuvent rester en service car les dommages sont difficiles à détecter. Un fonctionnement à long terme dans ce mode est inacceptable, car en cas de destruction accidentelle de l'isolation de la phase intacte, un court-circuit biphasé aux conséquences indésirables se produira.

Pour surveiller l'état de l'isolation dans les réseaux avec une tension allant jusqu'à 1 kV, trois voltmètres sont utilisés, connectés en étoile, dont le point neutre est mis à la terre (Fig. 1, a).

Riz. 1.Défaut à la terre unipolaire à deux endroits : contrôle d'isolement avec voltmètres, a — connexion de ligne avec transformateur de courant, b — relais de protection, c — contrôle d'isolement avec voltmètres, d — contrôle d'isolement avec relais d'alarme, Q — interrupteur, KA — relais pour courant, KL — relais intermédiaire, SQ — contact auxiliaire du disjoncteur, YAT — solénoïde de déclenchement du disjoncteur, KH — relais de signalisation, V — voltmètre, R — résistance.

V réseaux avec neutre isolé Le contrôle de l'isolement est facile avec trois voltmètres. Les voltmètres sont connectés aux bornes de l'enroulement secondaire principal d'un transformateur de tension triphasé à trois enroulements. Des transformateurs de tension monophasés peuvent également être utilisés dans le même but.

Dans les réseaux avec des tensions supérieures à 1 kV, un transformateur de tension NTMI est utilisé pour la surveillance, qui a deux enroulements secondaires. Une bobine connectée en étoile sert à mesurer la tension, la seconde bobine connectée en triangle ouvert avec les bornes aΔ — HCΔ — pour le contrôle d'isolement avec inclusion d'un relais de contrôle d'isolement.

Un relais de tension est utilisé comme relais. KV agissant sur le signal (Fig. 2).

Riz. 2. Schémas de contrôle d'isolement dans les circuits à courant alternatif dans un réseau avec un neutre isolé: O, A, B, C - enroulements, V - voltmètre, T - transformateur NTMI, KV - relais de contrôle d'isolement

En mode normal, la tension aux bornes de cette bobine est proche de zéro. En cas de mise à la terre de n'importe quelle phase du réseau primaire, la symétrie de tension est rompue et une tension apparaît sur l'enroulement connecté en triangle ouvert, suffisante pour actionner le relais de tension, qui signale un dysfonctionnement.

En cas de défaut d'isolation de phase (court-circuit à la terre), les lectures du voltmètre sur cette phase diminueront et les lectures du voltmètre sur les deux autres phases intactes augmenteront. En cas de défaut à la terre métallique, le voltmètre de la phase endommagée affichera zéro, et sur les autres phases, la tension augmentera de 1,73 fois et les voltmètres afficheront les tensions de ligne.

Le personnel d'exploitation de la sous-station peut également être informé d'une violation de l'isolement de phase par le fonctionnement des dispositifs de signalisation. Un relais de surveillance d'isolement N est utilisé comme dispositif de signalisation qui est connecté aux bornes de l'enroulement secondaire supplémentaire du transformateur de tension NTMI connecté dans un circuit en triangle ouvert. Lorsque la mise à la terre se produit aux bornes de cette bobine, une tension homopolaire 3U0 se produit, le relais H est enclenché et donne un signal (Fig. 3).

Dans les réseaux où la compensation des courants capacitifs à la terre est réalisée à l'aide d'inductances d'extinction d'arc, les dispositifs de signalisation phase-terre sont connectés à l'enroulement de signal de l'inductance d'arc ou à un transformateur de courant installé à la sortie mise à la terre de la On peut connecter à cet enroulement une lampe de signalisation qui s'allume lorsqu'un défaut à la terre se produit dans le réseau. La lampe de signalisation est installée directement dans la commande du sectionneur du réacteur d'extinction d'arc.

Riz. 3. Contrôle de l'état de l'isolement dans les réseaux à neutre isolé : 1 — transformateur de puissance ; 2 - transformateur de mesure de tension ; H — relais de tension

Recherche de défauts à la terre

Dans les réseaux à neutre isolé et à compensation des courants capacitifs, il est possible de faire fonctionner le réseau en présence d'un défaut à la terre.Cependant, le fonctionnement à long terme du réseau avec une tension accrue sur des phases non endommagées augmente la probabilité d'un accident, et la rupture du fil et sa chute au sol constituent un danger pour les personnes. Par conséquent, la détection et l'élimination du défaut phase-terre sont effectuées le plus rapidement possible. De simples dispositifs de signalisation de terre dans le réseau ne peuvent pas déterminer l'emplacement de la phase à la terre, car toutes les sections du réseau sont électriquement interconnectées via les barres omnibus de la sous-station.

Les dispositifs de signalisation sélective USZ-2/2, USZ-ZM sont utilisés pour déterminer le circuit électrique avec mise à la terre. Ces appareils contiennent généralement un filtre harmonique supérieur et un cadran. Le filtre d'harmoniques fonctionne à une fréquence de 50 ou 150 Hz (50 Hz pour les réseaux sans compensation des courants capacitifs, 150 Hz pour les réseaux avec compensation des courants capacitifs).

Le dispositif de signalisation est installé sur le panneau de commande de la sous-station ou dans le couloir de l'appareillage b - 10 kV et les circuits du transformateur de courant homopolaire (TTNP) des lignes de câble y sont connectés (Fig. 4).

Le réglage du dispositif d'alarme (contrôle de contrôle) est effectué pendant le fonctionnement normal du réseau (pas de mise à la terre) en mesurant les niveaux des courants harmoniques supérieurs et des courants de déséquilibre avec le dispositif à une fréquence de 150 Hz. Les lectures de l'appareil sont comparées à ces indicateurs lorsqu'un lien rompu est trouvé.

Lorsqu'un défaut à la terre stable se produit dans le réseau, le personnel de service de la sous-station mesure successivement les courants harmoniques supérieurs dans toutes les liaisons et sélectionne la liaison où le courant est le plus élevé.

Riz. 4.Schéma de signalisation de défaut à la terre monophasé utilisant USZ

Après avoir déterminé la connexion endommagée, des mesures sont prises pour trouver et supprimer l'emplacement du défaut à la terre. Les dispositifs HSS permettent l'identification manuelle d'une liaison défaillante. Récemment, cependant, des dispositifs ont été développés qui déterminent automatiquement la connexion de défaut phase-terre stable et transmettent des informations via des canaux télémécaniques au bureau de répartition des réseaux électriques. Un ensemble de signalisation de défaut à la terre de type KSZT-1 (récemment KDZS) a été développé et est largement utilisé.

Un schéma fonctionnel simplifié du dispositif KSZT-1 (KDZS) est illustré à la Fig. 5.

Le dispositif se compose structurellement de trois blocs principaux :

— Logique BL,

— commutation K

— Indication UM.

Ce dernier est installé au dispatching des réseaux de transport d'électricité. Des blocs BL et K sont installés au poste.

Lorsqu'un défaut à la terre se produit dans le réseau, la tension homopolaire 3U0 de l'enroulement du transformateur de tension est envoyée au bloc de tension homopolaire de BNNP et, si la valeur dépasse le réglage spécifié, active le bloc logique BL. Le bloc logique commande le fonctionnement de l'interrupteur électronique K, qui redresse séquentiellement les transformateurs de courant homopolaires TTNP.

A la fin de l'interrogation TTNP, la connexion avec le plus haut niveau d'harmoniques supérieurs est déterminée dans le bloc logique, dont le numéro est transmis en code binaire-décimal du dispositif télémécanique KP-DP au centre de contrôle. Dans le centre de contrôle, ce signal est converti dans un décodeur en un nombre à deux chiffres affiché sur l'écran UN, par lequel le répartiteur détermine visuellement le numéro de la connexion au sol.Lorsque le défaut à la terre disparaît, l'ensemble de l'appareil revient automatiquement à sa position d'origine.

Riz. 5. Schéma fonctionnel de l'appareil KSZT-1 (KDZS)

Le répartiteur a la possibilité de rappeler les informations sur le lien rompu en appuyant sur le bouton « Reset » De plus, le dispositif permet au personnel d'exploitation du poste de rechercher un lien rompu en interrogeant manuellement le TTNP. L'utilisation de cet appareil peut réduire considérablement le temps de recherche d'une section de réseau endommagée et réduire la probabilité de développer des dommages.