Выбор мест установки ИКЗ при проектировании и дооснащении реальных сетей среднего напряжения

Поиск мест повреждений кабельных линий распределительных сетей среднего напряжения является серьезной проблемой, а с учетом их распространенности, это может служить причиной значительного недоотпуска электроэнергии потребителям.

Для понимания причин, влияющих на время поиска замыкания, обратимся к типовым схемам распределительных сетей, применяемых в России (Рисунок 1).

Рисунок 1 - Типовые схемы распределительных сетей 6-10 кВ:

• а — радиальная;
• б — магистральная;
• в и г — петлевые (с двумя и одним источником питания соответственно).

Рассмотрим подробнее петлевую схему на конкретном примере (Рисунок 2).

Рисунок 2 – Пример петлевой схемы

В этой схеме кольцо образуется, проходя от РТП2 через ПС1, ПС2 и ПС3 до РТП1. При этом, данное кольцо имеет выключатели только на РТП1 и РТП2, остальные линии этого кольца имеют выключатели нагрузки, которые не позволяют отключать токи короткого замыкания.

Поэтому в случае возникновения замыкания происходит отключение потребителей на всей петле, а не только потребители, соединенные с поврежденным кабелем. Отключение выключателей на РТП1 и РТП2 происходит при любом коротком замыкании на выделенных красным цветом линиях (Рисунок 3)

Рисунок 3 – Отключение кабельных линиях при коротком замыкании в петлевой схеме

И помимо того, что одно короткое замыкание отключает всех потребителей от питания, то это же усложняет поиск места повреждения. Для поиска повреждения необходимо производить последовательную проверку каждого кабеля до тех пор, пока не будет найден поврежденный кабель. Учитывая, что проверка происходит оффлайн методами, то отыскание поврежденного кабеля может занимать много времени.

Чтобы снизить время на поиск поврежденного кабеля используются индикаторы короткого замыкания.

Индикатор короткого замыкания является небольшим устройством, которое устанавливается в ячейку, а датчики (трансформаторы тока) устанавливаются пофазно на сам кабель, либо на шину (Рисунок 4). Важным преимуществом этих приборов является легкость установки, что дает возможность дооснастить находящиеся в эксплуатации ячейки.

Рисунок 4 – Пример установки индикатора короткого замыкания и датчиков тока

Прибор устанавливается на каждый кабель, что позволяет определить, в каком из них произошло короткое замыкание или замыкание на землю.

Рассмотрим принцип локализации повреждения на примере петлевой схемы с секционным выключателем на одной из подстанций. (Рисунок 5). В данных схемах участки работают независимо, так как секционный выключатель (С.В.) разомкнут в нормальном режиме.

Рисунок 5 – Пример петлевой схемы с секционным выключателем

В этом примере датчики установлены на каждой подстанции. Ниже указаны индикаторы, которые сработают при возникновении короткого замыкания в указанной точке. (Рисунок 6) Принцип локализации таков: точка повреждения находится между последним сработавшим и первым несработавшим индикатором. На схеме видно, что последний перед точкой замыкания индикатор со стороны питающей подстанции сработает, а следующий за точкой повреждения – нет.

Рисунок 6 – Срабатывание индикаторов короткого замыкания в петлевой схеме с С.В.

Выездная бригада направляется к подстанциям по очереди, но для определения состояния кабеля не требуется разболчивать кабели, производить замеры для каждого кабеля, а чаще для каждой фазы. Достаточно проверить наличие визуальной индикации на самом приборе, либо на выносной сигнальной лампе, которая позволяет не тратить время на открытие ТП. (Рисунок 7)

Рисунок 7 – Выносная сигнальная лампа

Для дополнительного снижения времени локализации к индикаторам короткого замыкания подключаются блоки передачи данных (БПД), которые позволяют отправлять данные в SCADA систему либо по SMS / email оповещениям. Передачу данных можно организовать и локально, если на ТП есть интеллектуальная система. Данные от индикаторов КЗ может быть передана по сухому контакту, либо через порт RS485.

На примере рассмотренной выше петлевой схемы с секционным выключателем пронаблюдаем, как БПД помогают снижать время поиска поврежденного кабеля (Рисунок 8). В данном примере индикаторы КЗ с БПД устанавливаются примерно через каждые 5 подстанций. Подстанции между ними оснащены индикаторами без передачи данных.

Рисунок 8 - Срабатывание индикаторов короткого замыкания с блоками передачи данных в петлевой схеме с С.В.

В случае возникновения КЗ удаленно приходит информация от индикаторов с БПД. По указанному ранее принципу, замыкание находится между последним сработавшим и первым не сработавшим индикатором. На этой схеме дистанционно приходит информация о том, что КЗ находится между ИКЗ+БПД 2 и ИКЗ+БПД 3. Выездная бригада выезжает для визуального определения поврежденного кабеля между точками 2 и 3, а не всего поврежденного участка от СВ1 (это происходит по методике, описанной для рисунка 6). Это позволяет еще больше сократить время поиска повреждения.

Вывод: Применение индикаторов короткого замыкания сокращает время на локализацию поврежденного кабеля в распределительных сетях, что уменьшает время недоотпуска электроэнергии. А использование блоков передачи данных уменьшает это время еще больше. Возможность дооснастить находящиеся в работе ячейки этими приборами позволяет модернизировать существующую сеть и ускорить обслуживание электрических сетей.

Заполните форму. Мы поможем выбрать ИКЗ и места их установки на основании вашей схемы сети, а также рассмотрим возможность тестовой эксплуатации приборов: