Sygnalizatory zwarć w napowietrznych i kablowych sieciach średniego napięcia, ARTYKUŁY - ELEKTRYKA, ...
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
CO PISZĄ INNI
Sygnalizatory zwarć
w napowietrznych i kablowych sieciach średniego napięcia
Wspomniany pomiar składowej zerowej
napięcia linii stwarza unikalną możliwość
wykrywania kierunku przepływu prądu zie-
mnozwarciowego, co okazuje się bardzo
pomocne przy lokalizacji tego typu uszko-
dzeń. Urządzenie sygnalizuje przepływ prą-
du zwarcia w linii, jeżeli od jej załączenia
upłynie co najmniej 5 s, a natężenie prądu
przekroczy nastawiony próg przez czas
60 ms. Dla detekcji zwarć doziemnych
dodatkowym warunkiem jest wzrost napię-
cia składowej zerowej do 50% znamiono-
wej wartości napięcia sieci.
Pobudzenie sygnalizatora jest kasowane:
- samoczynnie, po załączeniu linii pod
napięcie lub przez wewnętrzny zegar (na-
stawa fabryczna 6 h),
- przyciskiem ręcznego kasowania na obu-
dowie.
Urządzenie wyposażono w wewnętrzne li-
czniki i rejestratory wykrywanych zwarć.
CableTroll 3500 zawiera także kartę prze-
kaźnikową o 4 wyjściach stykowych, infor-
mujących o rodzaju zwarcia i jego usytuo-
waniu względem sygnalizatora. Do syg-
nalizacji przepływu prądu zwarcia służą
dwa (zielony i czerwony) wskaźniki LED.
Po wykryciu zwarcia w linii pobudzają się
- z częstotliwością l Hz - jeden (zwarcie
doziemne) lub oba (zwarcie międzyfazowe)
wskaźniki LED. Sygnalizator jest zasilany
z baterii litowej 3,6 V o pojemności
16,5 Ah. Pobór prądu przez wskaźniki LED
wynosi 125 mA, zaś w stanie odwzbudzo-
nym sygnalizator pobiera z baterii zaledwie
250
nA.
W sieciach napowietrznych średnich napięć
problem lokalizacji uszkodzeń jest równie
ważny jak w sieciach kablowych. Do wy-
krywania przepływu prądu zwarciowego
stosuje się tu inne sposoby, ze względu na
rozmieszczenie przewodów fazowych na
słupie i brak możliwości objęcia ich prze-
kładnikiem prądowym lub ziemnozwarcio-
wym. Stąd też do tego celu wykorzystuje się
czujniki pola magnetycznego wywołanego
w pobliżu linii przez prądy zwartych faz.
Czujniki te (najczęściej wraz z całym syg-
nalizatorem) są instalowane na słupie linii
w odpowiedniej odległości od przewodów.
Przykładem takich rozwiązań SPPZ jest
- obok wspomnianych sygnalizatorów Li-
neTroll - urządzenie typu LOK 20 firmy
słoweńskiej.
Na podstawie artykułu „Fehlerlokalisierung
und - Freischaltung in Mittelspannungs-Frei-
leitungsnetzen" (Bulletin SEY/AES 2004 nr 3)
oraz materiałów internetowych opracował
Piotr Olszowiec.
Jednym z najważniejszych problemów eks-
ploatacji sieci elektroenergetycznych jest
lokalizacja zwarć międzyfazowych i dozie-
mnych. Miejsce zwarcia w kablowych lub
napowietrznych liniach średniego napięcia
ustala się w sposób przybliżony metodą
tzw. lokalizacji odcinkowej, polegającej na
wyodrębnieniu z sieci uszkodzonego odcin-
ka na podstawie dostępnych informacji.
Pobudzenie i zadziałanie zabezpieczeń ele-
ktrycznych stanowi ważną, lecz najczęściej
niewystarczającą wskazówkę, z uwagi na
stosunkowo znaczne odległości między sta-
cjami, w których je zainstalowano.
Niekiedy - wobec braku możliwości szyb-
kiego i precyzyjnego zlokalizowania
uszkodzonego odcinka - personel eksploa-
tacyjny dokonuje próbnych załączeń części
ciągu liniowego pod napięcie. Próby takie
mogą prowadzić do kolejnego załączania
zwartej linii, co niepotrzebnie naraża apara-
turę łączeniową na szybsze zużycie, a nawet
uszkodzenie.
W celu skrócenia czasu lokalizacji i usuwa-
nia awarii, w połowie XX wieku sięgnięto
po nowe źródło informacji, jakich może
dostarczyć prześledzenie toru przepływu
prądu zwarcia. Sygnalizatory przepływu
prądu zwarcia (SPPZ), zainstalowane w ró-
żnych punktach jednostronnie zasilanego
ciągu liniowego, mogą dokładnie wskazać
drogę od źródła do miejsca uszkodzenia.
Ostatni zadziałany i pierwszy z kolei niepo-
budzony SPPZ wyznaczają odcinek linii
jednostronnie zasilanej, między którymi
zawiera się poszukiwane zwarcie między-
fazowe. Odczyt informacji z tych wskaź-
ników pozwala na sprawne wydzielenie
uszkodzonego odcinka, w celu jego na-
prawy, z jednoczesnym przywróceniem za-
silania odbiorców. Potwierdzone w prak-
tyce korzyści ekonomiczne stosowania
SPPZ dostarczyły silnego impulsu do ich
intensywnego doskonalenia. Najnowocześ-
niejsze sygnalizatory są programowalnymi
urządzeniami pomiarowymi o coraz więk-
szych możliwościach.
Czołowym wytwórcą SPPZ w Europie jest
firma norweska, która oferuje mikroproce-
sorowe urządzenia przeznaczone dla sieci
napowietrznych (LineTroll) i kablowych
(CableTroll). Sygnalizator CableTroll
3500 (rys.) jest inteligentnym wskaźnikiem
prądu zwarć międzyfazowych i jednofazo-
wych w kablowych liniach o napięciu
10-24 kV, w sieciach z punktem gwiaz-
dowym izolowanym, uziemionym przez
rezystor lub przez cewkę Petersena. Syg-
nalizator ten wykorzystuje sygnały pomia-
rowe z przekładników prądowych zainsta-
lowanych w poszczególnych fazach odpły-
wu kablowego z rozdzielni oraz z układu
pojemnościowego, mierzącego składową
zerową napięcia. Wykorzystanie obu tych
detektorów umożliwia rozpoznanie załą-
czenia linii pod napięcie i blokowanie
sygnalizatora przez początkowy okres pra-
cy (5 s).
Rys. 1.
Sygnalizator zwarć
w liniach kablowych
typu CableTroll 3500
48
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE • ROK LXXII • 2004 nr 5
Uniwersalne zasilanie układów sterowania szaf łączeniowych
Salomon G.: Einfache Steuerspannungsver-
sorgung in Schaltschranken. Ein Typ fiir alle
Falle. Elektro Automation 2003 nr 11. Opra-
cował - Witold Bobrowski.
W ostatnich latach do zasilania elektronicz-
nych układów sterowania w szafach sterow-
niczych stosowane są różne wartości napię-
cia. Wiele czujników i elementów wykona-
wczych pracuje bowiem przy różnych po-
ziomach napięcia pomocniczego. W prak-
tyce wymaga to użycia wielu niezależnych
zasilaczy oraz budowy rozgałęzionych
układów przewodów, instalowanych nieza-
leżnie od siebie. Jedna z firm niemieckich
opracowała uniwersalny zasilacz transfor-
matorowy z izolowanymi galwanicznie
uzwojeniami (rys. 1), spełniający wymaga-
nia normy europejskiej EN 61558-2-6.
Nowy zasilacz znacznie ogranicza czas
montażu obwodów sterowniczych, zwięk-
sza możliwość wykorzystania przestrzeni
wewnątrz szafy sterowniczej, podnosi nie-
zawodność działania układów i przyczynia
się do obniżenia kosztów. Zasilacz składa
się z uzwojenia pierwotnego transformatora
wykonanego na napięcie znamionowe
230 V, z dwoma dodatkowymi odczepami
plus 5% oraz minus 5%. Trzy izolowane
galwanicznie uzwojenia wtórne dają od-
powiednio 24 V napięcia przemiennego
oraz 10 V i 24 V napięcia stałego.
Schemat połączeń elektrycznych uniwer-
salnego zasilacza transformatorowego
przedstawiono na rysunku 2.
Rys. 1. Uniwersalny zasilacz transformatorowy z izo-
lowanymi galwanicznie uzwojeniami
24VAC
Rys. 2.
Sygnalizator zwarć
w liniach napowietrznych
typu LOK 20
(powyżej zainstalowane
ogniwo słoneczne)
+ 10VDC
Sygnalizatory LOK 20 (rys. 2) umieszcza
się na słupach (drewnianych, betonowych
lub metalowych) ważnych odcinków pro-
mieniowej linii napowietrznej. Przy wy-
stąpieniu zwarcia pobudzają się jedynie
wskaźniki znajdujące się między stacją
zasilającą i miejscem uszkodzenia. Działa-
nie sygnalizatora jest niezależne od geome-
trycznej konfiguracji przewodów linii,
a także od rodzaju zwarcia (jednofazowego
lub międzyfazowego). Maksymalna nasta-
wiania czułość reakcji przy zwarciach do-
ziemnych wynosi 8 A, co sprawia, że LOK
20 nadaje się również dla sieci średnich
napięć o niewielkim prądzie ziemnozwar-
ciowym.
Dla prawidłowego działania urządzenia
czas trwania przepływu prądu zwarcia musi
wynosić co najmniej 80 ms. Za pomocą
zworek użytkownik może wybrać odległość
sygnalizatora od przewodów w zakresie
4-14 m. Po zadziałaniu sygnalizator świeci
przez 2 godziny światłem migającym, wi-
dzialnym w dzień z odległości do 300 m.
Każde wykryte zwarcie jest zapisywane na
wyświetlaczu na panelu czołowym urzą-
dzenia.
Rys. 2. Schemat połączeń elektrycznych uniwersalnego
zasilacza transformatorowego
Uzwojenie napięcia przemiennego 24 V
może być obciążane trwale prądem o warto-
ści skutecznej 4,2 A (8,0 A w wykonaniu
dla dużych urządzeń, zwłaszcza zasilają-
cych elementy wykonawcze).
Uzwojenie napięcia stałego 24 V służy do
zasilania elektronicznych układów sterowa-
nia i regulacji. Może być obciążane trwale
prądem o wartości 3,0 A, przy tętnieniach
do + 5%. Uzwojenie napięcia stałego 10 V
służy do zasilania czujników lub wymusza-
nych układów sterowania. Może być ob-
ciążane trwale prądem o wartości 1,0 A
przy tętnieniach do + 5%. Każde z uzwojeń
jest wyposażone w dwukolorową diodę
świecącą (światło zielone w czasie pracy
normalnej zasilacza lub światło czerwone
w stanach awaryjnych) oraz w dodatkowy
przekaźnik pomocniczy z zestykiem przełą-
czalnym o obciążalności do 250 V napięcia
przemiennego, prądem do l A oraz przy
mocy pobieranej do 62,5 VA.
LOK 20 wyposażono w zdalną komunika-
cję za pomocą fal promieniowania podczer-
wonego, która umożliwia nie tylko przeka-
zanie informacji o stanie sygnalizatora, lecz
także zdalne kasowanie pobudzenia i testo-
wanie. Zasilanie urządzenia zapewnia bez-
obsługowy akumulator ołowiowo-kwaso-
wy 6 V, 3,5 Ah, doładowywany ciągle
przez ogniwo słoneczne umieszczone po-
wyżej na tym samym słupie.
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE • ROK LXXII • 2004 nr
5
49
[ Pobierz całość w formacie PDF ]