Схемы сигнализации и контроля служат для указания замыканий на землю (с оценкой продолжительности и характера повреждения — полное или неполное замыкание с дугой, «клевок» или заплывающий пробой), определения поврежденной фазы и измерения тока компенсации катушки и позволяют судить о различных ненормальностях в работе дугогасящих катушек.
Предложено много схем контроля и сигнализации. В настоящее время наибольшее применение находят упрощенные схемы сигнализации, для которых характерны использование минимального количества реле и отказ от записывающих приборов — амперметров и вольтметров, вместо которых применяют простейшие счетчики импульсов, почти полностью обеспечивающие регистрацию замыканий на землю.
Правда, счетчики замыканий могут не зафиксировать весьма кратковременные замыкания, продолжительностью до периода промышленной частоты, поскольку не успевают сработать реле схемы сигнализации.
Записывающий же амперметр фиксирует кратковременное протекание тока компенсации, что будет замечено персоналом при очередном просмотре самописцев. Фиксация кратковременных заплывающих пробоев предупреждает персонал об ослаблении изоляции относительно земли. Однако нечувствительность схем сигнализации к кратковременным повреждениям нельзя считать большим недостатком, так как необходимости отключения сразу не возникает, поскольку от момента
Рис. 34. Схема сигнализации работы дугогасящих катушек с включением реле в обмотку трансформатора тока.
появления заплывающего пробоя до окончательного повреждения может пройти несколько суток и даже недель.
Схемы сигнализации выполняются различно, в зависимости от конкретных условий, например от того, где установлена дугогасящая катушка, — на подстанции с постоянным дежурным персоналом или централизованным обслуживанием. Сигнализация может осуществляться как о токовых реле, включенных в цепь трансформатора тока катушки, так и от реле напряжения, питающихся от трансформатора напряжения в нейтрали или трансформатора контроля изоляции на подстанции, а также от сигнальной обмотки дугогасящей катушки. На подстанциях с постоянным дежурством в схемах сигнализации желательны щитовые пли регистрирующие приборы, которые надо устанавливать наряду с сигнальными лампами и счетчиком замыканий, на отдельной панели щита управления. Некоторые схемы при установке катушек на обслуживаемых подстанциях имеют указательные реле (с выпадающими блинкерами), включенные после газовых и тепловых реле, которыми снабжены некоторые конструкции катушек. Иногда при большой мощности катушек цепь отключающих контактов газового реле заводится на промежуточное реле, управляющее цепью питания катушки отключения выключателя трансформатора, к нейтрали которого присоединена катушка.
На рис. 34 и 35 приводятся упрощенные схемы сигнализации дугогасящих катушек. На рис. 34 дана схема включения дугогасящей катушки на 6 или 10 кВ. В цепи трансформатора тока имеются амперметр и токовое реле РТ, контакты которого заведены на промежуточное реле РП, включающее сигнальную лампу CJI, счетчик замыканий Сч и подающее напряжение на цепь центральной предупредительной сигнализации ЦП С.
Рис. 35. Схема сигнализации катушек 35 кВ с включением реле в сигнальную обмотку.
Схемы сигнализации катушек на 35 кВ (рис. 35) часто задействованы от реле напряжения РН, срабатывающего при появлении напряжения смещения нейтрали в случае замыкания на землю.
Схемы сигнализации содержат обязательно элементы запрещающей блокировки ЗБ, устраняющей возможность проведения операций с разъединителями катушки при замыкании на землю.
Вольтметры контроля изоляции на подстанциях и схемы сигнализации дугогасящих катушек информируют персонал о происшедшем в сети замыкании на землю, не указывая однако поврежденного участка пли линии. Релейные защиты от замыканий на землю в распределительных сетях, как правило, действуют на сигнал и только в тех случаях, когда работа с заземленной фазой неприемлема по условиям безопасности (например, па линиях, питающих торфоразработки, передвижные механизмы на строительных площадках и т. п.), на отключение. В сети с компенсацией емкостного тока при настройках, близких к резонансным, почти неприменимы устройства релейных защит, основанные на использовании установившихся токов, — токи, возникающие при замыканиях на землю в поврежденных и неповрежденных элементах сети недостаточно четко различаются, и поэтому весьма трудно добиться селективности земляной сигнализации.
Избирательная сигнализация поврежденных участков сети строится на использовании токов переходного процесса замыкания на землю или токов высших гармоник, которые не компенсируются дугогасящими катушками. Много лет успешно работает в Одессаэнерго избирательная сигнализация замыканий на землю, основанная на сравнении знаков первых полуволн высокочастотного тока (как было показано в § 6, на поврежденной и неповрежденных линиях эти знаки различны). Сигнальное устройство выполнено на тиратронах с холодным катодом и имеет несложный фильтр для выделения первого полупериода тока. Предложена также более сложная схема с импульсным реле мощности (разработка Энергетического института имени Г. М. Кржижановского).
В настоящее время наиболее совершенной является универсальная защита типа УСЗ, разработанная ВНИИЭ и изготовляемая Чебоксарским электроаппаратостроительным заводом. Она состоит из элемента, реагирующего на знак мощности переходного процесса, и элемента, реагирующего на высшие гармоники, а также элементов, образующих логическую часть схемы.
Защита типа УСЗ, выполненная в нескольких модификациях, способна селективно фиксировать установившиеся и кратковременные замыкания на землю.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Руководящие указания по защите от перенапряжении электротехнических установок переменного тока 3—220 кВ. М., Госэнергоиздат, 1954.
Вильгейм Р. и Уотерс А. Заземление нейтрали в высоковольтных системах. М., Госэнергоиздат, 1959, 416 с.
Инструкция по выбору, установке и эксплуатации дугогасящих катушек. М„ «Энергия», 1971, 104 с. (Министерство энергетики и электрификации СССР. Глав. техн. упр. по эксплуатации энергосистем ОРГРЭС).
Лихачев Ф. А. Выбор, установка и эксплуатация дугогасящих аппаратов. М., Госэнергоиздат, 1954, 144 с.
Лихачев Ф. А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и компенсацией емкостных токов. Москва, «Энергия», 1971, 152 с.
