Эксплуатация дугогасящих реакторов

Инструкция по эксплуатации дугогасящих реакторов

1.Общие положения.

Высоковольтные сети разделяются на сети с глухозаземленной нейтралью и сети с изолированной нейтралью. К сетям с глухозаземленной нейтралью относятся сети напряжением 110-750кВ; к сетям с изолированной нейтралью относятся сети 6-35кВ.

Статистические данные свидетельствуют, что из числа повреждений изоляции на линиях и подстанциях главное место (выше 75%) занимают повреждения изоляции одной фазы относительно земли, т.е. замыкание одной фазы на землю.

В сетях с глухозаземленной нейтралью повреждение существует непродолжительное время в течении времени работы защит. Сети с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов предназначены для нормального (без отключений и ограничений) электроснабжения потребителей при наличии в сети замыкания фазы на землю, длительность которого нормируется эксплуатационными соображениями в зависимости от места и характера повреждения, а также режимом работы сети.

Однако длительная работа с изолированной нейтралью при определенной величине емкостного тока замыкания на землю, не безопасна для оборудования. При замыкании одной фазы на землю возникают перенапряжения, превышающие номинальное рабочее в несколько раз. Для уменьшения тока замыкания на землю, снижения скорости восстановления напряжения на поврежденной фазе после гашения заземляющей дуги, уменьшения перенапряжений при повторных зажиганиях дуги и создания условий для ее самопогасания, применяется компенсация емкостного тока замыкания на землю в сетях 6-35кВ.

Компенсация должна применяться при следующих значениях емкостного тока замыкания на землю сети в нормальных режимах ее работы:

Напряжение сети 6кВ 10кВ 35кВ

Емкостной ток

замыкания на землю 30А 20А 10А

При наличии в сети линии

с железобетонными опорами 10А 10А 10А

Допускается применять компенсацию в сетях 6-35 кВ также и при значениях емкостного тока меньших от приведённых выше.

Для компенсации емкостного тока замыкания на землю должны применяться дугогасящие заземляющие реакторы (ДГР) или дугогасящие заземляющие катушки (ДГК) с плавным или ступенчатым регулированием индуктивности. При проектировании или модернизации электрических сетей рекомендовано применять только автоматическое регулирование компенсации емкостных токов.

В электрических сетях, где в процессе эксплуатации емкостной ток замыкания на землю изменяется не более чем на ±10%, применяются дугогасящие реакторы со ступенчатым регулированием индуктивности.

В электрических сетях, где в процессе эксплуатации емкостный ток замыкания на землю изменяется более чем на ±10%, рекомендуется применять реакторы с плавным регулированием индуктивности, настраиваемые вручную или автоматически.

Дугогасящие реакторы должны быть настроены на ток компенсации, как правило, равный емкостному току замыкания на землю (резонансная настройка). Допускается настройка с перекомпенсацией, при которой индуктивная составляющая тока замыкания на землю не превышает 5 А, а степень расстройки – 5%.

Если установленные в сетях 6-10кВ дугогасящие реакторы со ступенчатым регулированием индуктивности имеют большую разность токов компенсации смежных ответвлений, допускается настройка с индуктивной составляющей тока замыкания на землю не более 10 А.

В сетях 35 кВ при емкостном токе менее 15 А допускается степень расстройки не более 10%.

В сетях 6-10 кВ с емкостным током замыкания на землю менее 10 А степень расстройки не нормируется.

Работа сетей с недокомпенсацией емкостного тока, как правило не допускается. Разрешается применение настройки с недокомпенсацией только при недостаточной мощности дугогасящей реакторы и при условии, что любые аварийно возникающие несимметрии емкостей фаз сети (обрыв проводов, растяжка жил кабеля) не могут привести к появлению напряжения смещения нейтрали, превышающего 70% фазного напряжения. При недокомпенсации расстройка не должна превышать 5%.

В сетях с компенсацией емкостного тока степень несимметрии фазных напряжений не должна превышать 0,75% фазного напряжения. При отсутствия в сети замыкания на землю напряжение смещения нейтрали допускается не выше 15% фазного напряжения длительно и не выше 30% в течение 1 часа. Снижение напряжения несимметрии и смещения нейтрали до указанных значений должно быть осуществлено выравниваем емкостей фаз относительно земли (транспозицией проводов ВЛ, а также распределением конденсаторов высокочастотной связи между фазами линий).

Пофазные включения и отключения воздушных и кабельных линий, которые могут приводить к напряжению смещения нейтрали, превышающие указанные значения, запрещается.

Измерения емкостных токов замыкания на землю, напряжений несимметрии и смещения нейтрали с целью настройки компенсации емкостного тока должны проводиться при вводе дугогасящих реакторов в эксплуатацию и при значительных изменениях схемы сети, но не реже одного раза в 6 лет.

В сетях 6-35 кВ с изолированной нейтралью расчёты емкостных токов замыкания на землю должны проводиться при вводе данной сети в эксплуатацию, а также при изменении схемы сети.

Для подключения дугогасящих реакторов должны использоваться силовые трансформаторы со схемой соединения обмоток «звезда с выведенной нейтралью - треугольник». Трансформаторы с дугогасящими реакторами в нейтрали должны подключаться к шинам ПС через выключатель. Подключения реакторы к нейтрали трансформатора рекомендуется выполнять сталеалюминевыми поводами или шинами с сечением 50-70мм².

Подключение дугогасящих реакторов к трансформаторам, защищённых плавкими предохранителями, запрещается.

Дугогасящие реакторы должны быть присоединены к нейтралям заземляющих трансформаторов через разъединитель. Возле привода разъединителя должна быть установлена световая сигнализация (две параллельно включённые лампы), подключённая к сигнальной обмотке реакторы и сигнализирующая о наличии в сети замыкания на землю.

В цепи заземления реакторы должен быть установлен трансформатор тока.

Установка дугогасящих реакторов в РУ должна выполняться в соответствии с действующими Правилами устройства электроустановок и инструкциями заводов-изготовителей.

 

2. Принцип действия и основные технические данные дугогасящих реакторов

Дугогасящий реактор представляет собой регулируемую индуктивность. По способу регулирования тока компенсации дугогасящие реакторы, установленные на подстанциях Северной ЭС, делятся на два вида:

- ступенчатого регулирования с переключением ответвлений обмоток;

- плавного регулирование с изменением зазора в магнитной системе.

Плавно регулируемые дугогасящие реакторы оборудованы автоматическим регулятором настройки компенсации емкостных токов типа РАНК – 2. Принцип действия и основные технические данные приведены в Приложении №1.

Основные характеристики дугогасящих реакторов, установленных на подстанциях Северной ЭС приведены в Приложении № 2.

Схема подключения ДГР приведена в Приложении №3.

Принцип действия компенсации емкостного тока заключается в следующем:

при замыкании на землю в сети через место повреждения проходит емкостной ток сети, на который накладывается индуктивный ток дугогасящей реакторы. Поскольку эти токи сдвинуты по фазе на 180˚, то результирующий реактивный ток (плюс незначительный ток активный и высших гармоник) будет зависеть от правильности настройки дугогасящей реакторы и при резонансной настройке, когда емкостной ток сети будет равен индуктивному току дугогасящей реакторы, через место повреждения будет протекать только незначительный ток активной составляющей.

Дугогасящие реакторы должны устанавливаться, как правило, на питающих узловых подстанциях, связанных с компенсируемой сетью не менее чем двумя линиями. Установка их на тупиковых подстанциях недопустима, так как неполнофазные режимы питания трансформатора с дугогасящим реактором, возникающие из-за обрыва проводов на питающей линии, приводят к неполнофазной компенсации. При этом смещение нейтрали может достигнуть опасных величин.

 

3. Ввод дугогасящих реакторов в эксплуатацию.

Перед вводом в эксплуатацию дугогасящий реактор должна быть испытана в соответствии с требованиями, указанными в СОУ-НЕЕ 20.302:2007 «Нормы испытания электрооборудования».

Дугогасящие реакторы должны устанавливаться в распределительных устройствах таким образом, чтобы были обеспечены и безопасные условия для наблюдения за уровнем масла в расширителе, показаниями термометров и термосигнализаторов, газовыми реле, а также для отбора проб масла и проведения оперативных действий по переключениям ответвлений.

ДГР установленные на открытых распредустройствах ПС у которых нижняя кромка фарфорового изолятора (высоковольтный ввод), расположенный над уровнем планировки на высоте не менее 2.5 м допускается не ограждать, при расположении высоковольтного ввода на высоте менее 2.5 м ДГР должна быть ограждена.

Для дугогасящих реакторов должны устраиваться маслоприемники на 20% объема масла, содержащегося в аппарате.

Перед вводом в эксплуатацию ДГР, СДИЗП производит измерение емкостного тока в сети на каждой секции. При этом обращается внимание на то, чтобы все линии были включены, т.е. был нормальный режим сети. По результатам измерения емкостных токов производится настройка дугогасящих реакторов. Результаты настройки заносятся в таблицу Приложение №4.

У оперативного персонала в журнале выполненных ремонтных и наладочных работ на оборудованиях ПС должна быть запись о возможности включения ДГР в работу.

4. Эксплуатация дугогасящих реакторов в нормальном режиме.

4.1 Эксплуатация ДГР должна осуществляться в установленном объеме с периодическим ремонтом и контролем за его состоянием.

Объем ремонтов установлен технологическими картами и выполняется ремонтным персоналом СПС.

Контроль за состоянием включает осмотр и профилактические испытания.

Осмотры должны осуществляться оперативным, административно-техническим персоналом подстанций, согласно данной инструкции и графика работ оперативного персонала, а также специалистами СДИЗП, СРЗА и СДИЗП МЭС. Профилактические испытания ДГР выполняются специалистами СДИЗП МЭС.

4.2 Оперативные действия с ДГР производятся оперативным персоналом подстанции с разрешения ДД МЭС.

Изменение настройки ДГР путем переключения анцапф или вывод ДГР в ремонт осуществляется с полным отключением его от сети.

Вывод дугогасящей реакторы в ремонт или для испытаний производится по заявке (в аварийных случаях по аварийной заявке). При этом должны быть выполнены все технические мероприятия по подготовке рабочего места для работы требующей снятия напряжения, согласно ПБЭЭ.

При выводе в ремонт системы шин, к которой подключен ДГР, присоединение его отключается если к системе шин остались присоединены две линии. При вводе системы шин в работу ДГР, включается после включения двух линий присоединенных к системе шин. В случае когда к системе шин подключена только одна линия ДГР необходимо вывести из работы.

4.3 Порядок отключения ДГР:

1) Проверить отсутствие замыкания на землю.

2) Отключить разъединитель ДГР.

3) Отключить выключатель заземляющего трансформатора.

4) Проверить отключенное положение выключателя.

4.4 Порядок включения ДГР:

1) Проверить отсутствие замыкания на землю.

2) Включить выключатель заземляющего трансформатора.

3) Включить разъединитель ДГР.

При наличии в сети замыкания на землю включать и отключать дугогасящий реактор запрещается.

5. Действия при возникновении в сети замыкания на землю

5.1 Показания приборов контроля изоляции и амперметра ДГР в зависимости от характера замыкания на землю будут различными:

а) При металлическом замыкании на землю одной фазы. Амперметр в цепи ДГР покажет ток настройки ДГР, вольтметр контроля изоляции заземлившейся фазы – отсутствие напряжения, вольтметры двух других фаз – линейное напряжение.

б) Неполное замыкание на землю одной из фаз (через сопротивление). Амперметр покажет ток ниже номинального, вольтметр контроля изоляции заземлившейся фазы покажет напряжение ниже фазного, вольтметры других фаз – напряжение выше фазного.

в) При замыкании фазы на землю через дугу показания приборов будут неустойчивыми.

К поиску заземлившегося направления приступать немедленно.

5.2 При длительном замыкании на землю в сети, оперативный персонал обязан вести тщательное наблюдение за ДГР и производить записи температур верхних слоев масла и показания амперметра в цепи ДГР каждые 30 минут.

При длительном замыкании на землю оперативному персоналу следует учитывать допустимое время работы ДГР. Допустимое время работы ДГР в режиме замыкания на землю приведено в Приложениях № 2. Запрещается эксплуатация ДГР в режиме замыкания на землю более указанного времени.

5.3 Все случаи работы ДГР при замыкании на землю должны регистрироваться в оперативном журнале.

 

6. Ликвидация аварийных режимов.

В случаях не терпящих отлагательств ДГР и заземляющий трансформатор могут быть отключены оперативным персоналом ПС с последующим уведомлением ДД МЭС при:

а) Пожаре на ДГР или заземляющем трансформаторе.

б) Несчастных случаях с людьми и др.

в) При превышении температуры масла в баке ДГР выше 110˚С.

г) При резких толчках по току и сильной вибрации ДГР.

Отключение ДГР в этих случаях производится выключением заземляющего трансформатора. В случае неисправности этого выключателя отключение ДГР можно произвести вводным или секционным выключателем с последующими отключениями присоединения ДГР и включением указанных выше выключателей (вводного или секционного). О всех случаях аварий с ДГР оперативный персонал ПС сообщает ДД МЭС.

7. Меры безопасности.

При эксплуатации ДГР необходимо предотвращать и минимизировать возникновение рисков в соответствии с требованиями инструкции по охране труда, а также с учетом «Карточек идентификации опасности и оценки рисков»

- Не допускается включать или отключать дугогасящий реактор при возникновении в сети замыкания на землю.

- При возникновении режима замыкания на землю в сети 6-35кВ запрещается приближаться к ДГР 6-35кВ, заземляющим трансформаторам и к месту замыкания на землю на расстояние менее 8 м.

- Переключение ответвлений ДГР со ступенчатым регулированием тока может производиться только после отключения реакторы.

- Не допускается объединять нейтрали раздельно работающих трансформаторов, к которым подключены дугогасящие реакторы.

- Контроль за показаниями термометров необходимо проводить с помощью оптических приборов, с соблюдением требований п.2 данного раздела.

- Измерения емкостных токов замыкания на землю, напряжений несимметрий и смещения нейтрали с целью настройки компенсации емкостного тока должны производиться по программам, составленным и утвержденным в установленном порядке с выполнением организационно-технических мероприятий

Приложение № 1

Принцип работы, схема подключения и эксплуатация регулятора автоматической настройки компенсации типа РАНК-2.

1.1 Принцип работы, схема подключения.

1.1.1 Регулятор автоматической настройки компенсации типа РАНК-2 работает по принципу измерения фазовых углов между напряжением на ДГР (Uсигн ) и задаётся опорным напряжением (Uоп ). Напряжение сигнала снимается со вторичной обмотки трансформатора напряжения, подключённого параллельно ДГР, а в качестве опорного используется линейное напряжений, снимаемое со вторичных обмоток трансформатора напряжения контроля изоляции, подключённого к системе шин.

Схема подключения РАНК-2 приведена на рис.1.Приложение1.

1.1.2 Для стабилизации напряжения несимметрии в сети введена искусственная (жесткая) несимметрия подключением к одной из фаз конденсатора КМ емкостью

С= 0,1-0,5 мкФ

1.2 Эксплуатация РАНК-2.

1.2.1 Схема подключения РАНК-2 допускает возможность настройки ДГР как в автоматическом так и в ручном режимах.

Для выбора режима настройки ДГР (автоматического или ручного) на панели управления

РАНК-2 установлен ключ рода работы КУ-1 .

1.2.2 В рабочем положении ключ рода работы КУ-1 должен находиться в положении «Автоматическое управление». В положении ключа рода работы КУ-1 «Ручное управление» регулятор автоматической настройки компенсации РАНК-2 – отключён и настройка ДГР осуществляется ключем ручного управления КУ-2.

1.2.3 При возникновении в сети однофазного замыкания на землю загорается сигнальная лампа 1ЛС «Работа ДГР», а амперметр контроля величины тока ДГР “А” показывает величину тока компенсации. Вольтметр контроля напряжения на ДГР показывает величину напряжения в нейтрали сети. Регулятор автоматической настройки компенсации (РАНК-2) автоматически включается и происходит процесс компенсации емкостного тока замыкания на землю.

1.2.4. Во время замыкания на землю в сети перевод ключа рода работы КУ-1 в положение «Ручное управление» запрещено.

1.3 Включение РАНК-2 в работу.

1.3.1. Проверить включение конденсаторов, создающих искусственную несимметрию.

1.3.2. Проверить отсутствие замыкания в сети (по отсутствию свечения контрольной лампы 1 ЛС «Работа ДГР» и показаниям амперметра ДГР.

1.3.3 Ключ рода работы КУ-1 установить в положение “ Ручное управление ”. Ключом ручного управления КУ-2 изменить настройку ДГР в пределах ± 5-10 А.

1.3.4 Ключ рода работы КУ-1 установить в положение “Автоматическое управление”. При этом загорается одна из сигнальных ламп 2 ЛС или 3ЛС «Работа РАНК-2» и регулятор РАНК-2 возвращает ДГР в режим резонансной настройки. Об этом свидетельствует нулевое показание индикатора настройки ДГР, установленного на лицевой панели РАНК-2. После настройки ДГР в резонанс сигнальные лампы “2 ЛС или 3ЛС «Работа РАНК-2» должны погаснуть.

1.4 Отключение РАНК-2 производится в следующих случаях с последующим уведомлением ОДС МЭС.

1.4.1 При выводе в ремонт ДГР или заземляющего трансформатора.

1.4.2 Если сигнальная лампа 1ЛС «Работа ДГР» горит более 3 минут, а стрелка индикатора настройки ДГР находится не в нулевом положении, в этом случае необходимо отключить «РАНК-2» и сообщить ОДС и СРЗА МЭС.

1.4.3 В случае когда плунжер ДГР находится в крайнем положении (стрелка индикатора настройки ДГР отклонена максимально) более 3 часов, то «РАНК-2» необходимо отключить переводом ключа КУ-1 в положение «Ручное управление» .

 

Рис.1 Схема подключения автоматического регулятора РАНК-2