Farnell element14   Przedstawicielstwo Handlowe Paweł Rutkowski   Phoenix Contact Sp. z o.o.   Fluke Europe B.V.  

Energetyka, Automatyka przemysłowa, Elektrotechnika

Dodaj firmę Ogłoszenia Poleć znajomemu Dodaj artykuł Newsletter RSS
strona główna ARTYKUŁY Energetyka Nowe podejście do lokalizacji uszkodzeń w sieciach rozdzielczych SN
drukuj stronę
poleć znajomemu

Nowe podejście do lokalizacji uszkodzeń w sieciach rozdzielczych SN

Poprawa niezawodności zasilania odbiorców niskiego napięcia (nN) wymaga skracania przerw w pracy sieci rozdzielczych średniego napięcia (SN). Złożoność struktury sieci SN, w której jedna linia może zasilać większą liczbę stacji transformatorowych SN/nN utrudnia szybką lokalizację zwarć z ziemią lub przerw w przewodzie. Wdrażanie cyfrowych układów pomiaru energii, dostępność rozmaitych czujników napięcia i prądu w linii oraz kanałów łączności radiowej otwiera nowe możliwości dla usprawnienia technologii lokalizacji uszkodzeń w sieciach SN. Innowacyjne podejście do tego ważnego zagadnienia opracowali naukowcy z Uniwersytetu Energetycznego w Kazaniu przy współpracy Instytutu Nanoelektroniki we Fraunhoferze (Niemcy).

Zaproponowali wykorzystanie pomiarów napięć po stronie nN transformatorów a nie jak dotychczas w sieci SN. W tym celu prze­widziano użycie modułów pomiarowych napięcia zabudowanych w cyfrowych licznikach energii po stronie nN transformato­rów SN/nN. Wartości mierzonych napięć są z nich przesyłane po łączach komunikacji do dyspozycji systemu w celu dalszego przetwarzania. Sposób określania miejsca prze­rwy w przewodzie fazowym SN objaśniono na przykładzie rozbudowanej sieci o strukturze drzewa pokazanej na rysunku 1.

MV network of radial tree structure

Rys. 1. Schemat jednokreskowy rozdzielczej sieci promieniowej SN o strukturze drzewa

Przy takim rodzaju uszkodzenia pojawia się znacząca niesymetria napięć strony nN przekraczająca wielokrotnie asymetrię na­pięć występującą w normalnych stanach roboczych. Przy dwufazowym zasilaniu ty­powych transformatorów SN/0,4 kV Dyn składowa przeciwna napięć przewodowych po stronie nN wynosi 0,86 x 230 = 198 V. Dla kilku przykładowych lokalizacji przerwy w przewodzie fazowym po stronie SN składowa przeciwna napięć strony nN poszcze­gólnych stacji wynosi, jak podano w tabeli.

Wartości składowej przeciwnej napięć strony nN poszczególnych stacji transformatorów:

Przerwa na odcinkuSkładowa przeciwna napięć [V]
po stronie 0,4 kV transformatorów 1-4
1U1=U2=U3=U4>160
2U1>160, U2=U3=U4<160
3U1<160, U2=U3=U4>160
4U1<160, U2>160, U3=U4<160
5U1=U2<160, U3=U4>160
6U1=U2=U4<160, U3>160
7U1=U2=U3<160, U4>160

Z danych zawartych w tabeli wynika ogól­na prawidłowość. Przy przerwie w fazie linii napięcie składowej przeciwnej w stacjach transformatorowych przyłączonych przed miejscem uszkodzenia ma stosunkowo nie­wielką wartość, a w stacjach przyłączonych za miejscem uszkodzenia przekracza 160 V. W sieciach o innej, bardziej złożonej konfigu­racji zasada ta jest także spełniona. Pewnym utrudnieniem w stosowaniu tej zasady lokali­zacji przerw w przewodzie może okazać się niesymetria napięć strony nN wywołana nie­równomiernym obciążeniem faz tej sieci. Jed­nak występująca w tych anormalnych stanach roboczych składowa przeciwna napięć jest nadal kilkukrotnie mniejsza od podanej warto­ści. Zatem wzrost tego parametru do poziomu większego niż 160 V można wykorzystać do niezawodnego wykrywania i lokalizacji z nie­zbędną czułością wszelkich przypadków prze­rwania przewodu fazowego w sieci SN.

Selektywną lokalizację zwarć jednofazo­wych w sieciach SN z izolowanym punktem neutralnym utrudnia niska wartość prądu zwarcia i niezależność tej wartości od miej­sca uszkodzenia. Jednym z możliwych roz­wiązań tego problemu jest badanie wyższych harmonicznych napięcia. W odróżnieniu od metalicznych zwarć z ziemią, przy łukowych doziemieniach powstają wyższe harmoniczne zawierające tzw. harmoniczne „rezonanso­we”. Zaletą tej metody jest zależność poziomu i częstotliwości tych składowych od miejsca zwarcia. Nowością technologii opracowanej przez autorów publikacji jest przeniesienie analizy napięć na stronę nN. Badania poka­zały, że dla wysokich częstotliwości linie SN wykazują własności linii długich i występuje bezpośredni związek między odległością do miejsca zwarcia i największymi harmoniczny­mi (umownie nazwanymi „rezonansowymi” z powodu ich podwyższonej wartości) zarów­no pod względem ich częstotliwości jak i am­plitudy. Przez porównanie amplitud wyższych harmonicznych można określić, w jakiej czę­ści sieci promieniowej nastąpiło doziemienie, a na podstawie ich częstotliwości uściślić jego położenie. Na rys. 2 pokazano przykładową procentową zawartość poszczególnych wyż­szych harmonicznych napięcia strony 0,4 kV transformatorów T1-T4 przy zwarciu z zie­mią na odcinku 2 (tj. odczepie do T1 - rys. 1).

Voltage higher harmonics amplitudes referred to fundamental harmonie at 0,4 kV side of transformers in case of earth fault at line

Rys. 2. Amplitudy wyższych harmonicznych napięcia strony 0,4 kV transformatorów T1-T4 odniesione do amplitudy harmonicznej podstawowej przy doziemieniu na doczepie do T1

Z rysunku 2 wynika, że największe wartości podczas zwarcia łukowego z ziemią przyjmują wyższe harmoniczne napięcia na uszkodzonym odczepie. Właściwość ta umożliwia realizację selektywnego systemu lokalizacji doziemień w sieciach SN izolo­wanych względem ziemi. Zarejestrowane w stacjach transformatorowych wartości harmonicznych napięcia są przesyłane do centralnej dyspozycji sieci w celu dalszego przetwarzania dla lokalizacji zwarcia. Jeżeli stacja nie ma kanału łączności i układu kon­troli jakości energii elektrycznej, konieczne jest użycie specjalistycznego czujnika napię­cia z własnym środkiem komunikacji. Nie­miecki Instytut Nanoelektroniki dostarczył do prób nowej technologii bezstykowe czuj­niki pojemnościowe na bazie mikrokontro­lera. Można je instalować po każdej stronie transformatora. Zaprezentowana metodyka pozwala więc na znaczne skrócenie czasu poszukiwania i usuwania przerw w przewo­dzie i zwarć z ziemią w sieciach promienio­wych SN o strukturze drzewa.

Na podstawie artykułu Fiedotow A. i in.: „Opriedielenije miest obrywa i odnofaznych zamykanij na ziemliu w raspriedielitielnych elektriczeskich sietiach po parametram rieżima na storonie 0,4 kV poniżajuszczich podstancij”. Promyszlennaja Energetika 4/2016 - opracował Piotr Olszowiec.

follow us in feedly
Średnia ocena:
 
REKLAMA

Otrzymuj wiadomości z rynku elektrotechniki i informacje o nowościach produktowych bezpośrednio na swój adres e-mail.

Zapisz się
Administratorem danych osobowych jest Media Pakiet Sp. z o.o. z siedzibą w Białymstoku, adres: 15-617 Białystok ul. Nowosielska 50, @: biuro@elektroonline.pl. W Polityce Prywatności Administrator informuje o celu, okresie i podstawach prawnych przetwarzania danych osobowych, a także o prawach jakie przysługują osobom, których przetwarzane dane osobowe dotyczą, podmiotom którym Administrator może powierzyć do przetwarzania dane osobowe, oraz o zasadach zautomatyzowanego przetwarzania danych osobowych.
Komentarze (0)
Dodaj komentarz:  
Twój pseudonim: Zaloguj
Twój komentarz:
dodaj komentarz
$nbsp;
REKLAMA
Nasze serwisy:
elektrykapradnietyka.com
przegladelektryczny.pl
rynekelektroniki.pl
automatykairobotyka.pl
budowainfo.pl