მაღალი ძაბვის ნეიტრალური დამიწების რეჟიმის კვლევა10 კვტ დიზელი გენერატორი

0 შესავალი

გამანაწილებელი ქსელის ნეიტრალურ წერტილსა და მიწას შორის ელექტრო კავშირს ნეიტრალური წერტილის დამიწების რეჟიმი ეწოდება, რომელსაც ასევე ნეიტრალური წერტილის მუშაობის რეჟიმს უწოდებენ. ნეიტრალური წერტილისთვის დამიწების მეთოდის გამოყენება ძალიან ფართო ტექნიკური და ეკონომიკური პრობლემაა. დამიწების სხვადასხვა რეჟიმი პირდაპირ გავლენას ახდენს ელექტრომოწყობილობების ჭარბ ძაბვაზე, იზოლაციის დონეზე, ელექტრო ქსელის საიმედოობაზე, რელეური დაცვის სელექციურობასა და მგრძნობელობაზე, ასევე საკომუნიკაციო ხაზების ჩარევაზე.

1 ნეიტრალური წერტილი, საერთო სახმელეთო გზა

ენერგოსისტემებში არსებობს ოთხი ტიპის საერთო დამიწება:

(1) ნეიტრალური წერტილი პირდაპირ დამიწებულია: მაღალი ძაბვის ცვლადი დენის სისტემის ნეიტრალური წერტილი პირდაპირ დამიწებულია. როდესაც სისტემაში ერთფაზიანი დამიწების შეერთების ხარვეზი წარმოიქმნება, ერთფაზიანი დამიწების შეერთების დენი ძალიან დიდია, რაც ძალიან სასარგებლოა რელეს დაცვისთვის. მიწის მიმართ ხარვეზის არარსებობის შემთხვევაში ძაბვა არ იზრდება და არ იწვევს რკალის წყვეტილ გადაჭარბებულ ძაბვას.

(2) რკალური დენის ჩახშობის კოჭის დამიწება: მაღალი ძაბვის ცვლადი დენის ელექტროსისტემის ნეიტრალური რკალის ჩახშობის კოჭის დამიწება, ნეიტრალურ წერტილსა და დამიწებას შორის მიმდევრობით რეაქტორთან, ტევადობითი დენის კომპენსაციისთვის, ერთფაზიანი დამიწების ხარვეზის მოკლე ჩართვის დენის შეზღუდვის მიზნით.

(3)ნეიტრალური წერტილი დამიწებულია რეზისტორით (მაღალი წინაღობა, დაბალი წინაღობა): მაღალი ძაბვის ცვლადი დენის ენერგოსისტემა დამიწებულია მაღალი წინაღობით ნეიტრალურ წერტილში და მაღალი წინაღობის წინაღობა დაკავშირებულია მიმდევრობით ნეიტრალურ წერტილსა და დამიწების წერტილს შორის, ერთფაზიანი დამიწების ხარვეზის მოკლე ჩართვის დენი შემოიფარგლება 5 ~ 20A-ით, მაღალი ძაბვის ცვლადი დენის ენერგოსისტემის ნეიტრალური წერტილი დამიწებულია დაბალი წინაღობით და დაბალი წინაღობის წინაღობა დაკავშირებულია მიმდევრობით ნეიტრალურ წერტილსა და დამიწების წერტილს შორის, ერთფაზიანი დამიწების ხარვეზის მოკლე ჩართვის დენი შემოიფარგლება 100 ~ 1000A-ით.

(4)ნეიტრალური დაუმიწებელი: მაღალი ძაბვის ცვლადი დენის ენერგოსისტემის ნეიტრალური წერტილი დაუმიწებელია, ერთფაზიანი დამიწების დენი არის ტევადური დენი, როდესაც სისტემას აქვს ერთფაზიანი დამიწების ხარვეზი. როდესაც ერთფაზიანი დამიწების დენი მცირეა (არაუმეტეს 10 ა), სისტემას შეუძლია იმუშაოს ხარვეზით 1-2 საათის განმავლობაში. ნაკლი ის არის, რომ როდესაც ხდება ერთფაზიანი დამიწების ხარვეზი, ARC ვერ ახერხებს თვითჩაქრობას, როდესაც დამიწების დენი დიდია, რაც იწვევს ნაპრალის რკალის გადაჭარბებულ ძაბვას, საფრთხეს უქმნის აღჭურვილობას, აზიანებს იზოლაციას და იწვევს მრავალფაზიან მოკლე ჩართვასაც კი.

1.1 ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ დამიწების მეთოდის შერჩევაზე

დამიწების რეჟიმის შერჩევაზე მოქმედი ფაქტორებია: 1. ელექტრომომარაგების საიმედოობა; 2. პირადი და აღჭურვილობის უსაფრთხოება; 3. გადაძაბვის კოეფიციენტი; 4. რელეური დაცვა; 5. ინვესტიცია.

1.2 ნეიტრალური დამიწების საერთო რეჟიმების ყოვლისმომცველი შედარება

ნეიტრალური დამიწების საერთო რეჟიმების ყოვლისმომცველი შედარება ნაჩვენებია ცხრილში 1.

ცხრილი 1. ნეიტრალური დამიწების საერთო რეჟიმების ყოვლისმომცველი შედარება

2 მაღალი ძაბვის 10 კვტ დიზელის გენერატორი

როდესაც ნეიტრალური წერტილი დაუმიწებელია, თუ ერთფაზიანი დამიწების შემაერთებელი ხარვეზი მდებარეობს მაღალი ძაბვის 10 კვტ დიზელის გენერატორის გარეთ, თუ ტევადობის დენი გარკვეულ მნიშვნელობაზე მეტია, ხარვეზის რკალი თავისით ვერ ჩაქრება, რასაც ხშირად თან ახლავს წყვეტილი რკალი, დაგროვილი ფაზა წარმოქმნის ძაბვის გადაჭარბებას, რაც იწვევს იზოლაციის დაზიანებას და გენერატორთან დაკავშირებული მაღალი რიგის ჰარმონიკა წარმოქმნის მარყუჟოვან გათბობას, ამიტომ ზოგადად გამოიყენება y შეერთება. გამძლე ძაბვის სტანდარტი არის ნომინალური ხაზის ძაბვის 1.5-ჯერ მეტი, ანუ 2.6 μ ფაზა.

მაღალი ძაბვის 10 კვტ-იანი ელექტროგადამცემი ხაზის უსაფრთხო მუშაობის უზრუნველსაყოფადდიზელის გენერატორისისტემაში აუცილებელია იმის უზრუნველყოფა, რომ სისტემის ერთფაზიანი დამიწების უკმარისობის შემთხვევაში, არაგადამდები ფაზის გადაჭარბებული ძაბვა 2.6 ერთზე ნაკლები იყოს, ხოლო მაღალი ძაბვის 10 კვტ-იანი დიზელის გენერატორის სისტემის ერთფაზიანი დამიწების უკმარისობის შემთხვევაში, არაგადამდები ფაზის გადაჭარბებული ძაბვა 2.6 ერთზე ნაკლები იყოს. თუ არ არის უფსკრული რკალის ძაბვა, დამიწების წერტილის წინაღობის დენი IR უნდა იყოს მეტი მთლიანი ტევადობის დენზე I ∑ C, ზოგადად IR ≥(1.0 ~ 1.5) I ∑ C, რომელსაც შეუძლია კიდევ უფრო შეამციროს 2.5 ერთზე ნაკლები ფაზის გადაჭარბებული ძაბვის ჯერადი. როდესაც IR ≥3.0 I ∑ C (ან Xc/r ≥3.0)-ია, შესაძლებელია შიდა გადაჭარბებული ძაბვის ჩახშობის ეფექტის დაკმაყოფილება, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახ. 1-ში.

მაღალი წინაღობის დამიწების რეჟიმი მხოლოდ მაშინ გამოიყენება, როდესაც დამიწების დენი მცირეა, ავტომატური რკალური ჩაქრობის ეფექტი აშკარაა, ზოგადად გამოიყენება 10 ა-ზე ნაკლები დამიწების ტევადობის დენის შემთხვევაში მაღალი ძაბვის სისტემაში, შანხაის ცენტრში 10 კვტ სიმძლავრის დიზელის გენერატორის სისტემის ტევადობის დენი I ∑ C არის 6 ა.

გენერატორის ნეიტრალური წერტილის წინაღობის დამიწების მექანიზმის ანალიზის საფუძველზე, გენერატორის დამიწების ტიპის ძირითადი მოთხოვნის დასაკმაყოფილებლად, ელექტროგენერატორის დამიწების ტიპში უნდა იქნას გამოყენებული მაღალი წინაღობის დამიწების ტიპი.

უპირატესობები: 1. ელექტროენერგიის მიწოდების უწყვეტობის უზრუნველსაყოფად, როდესაც ერთფაზიანი დამიწების შემაერთებელი ავარიული დენი დაბალია მაღალი ძაბვის 10 კვტ დიზელის გენერატორის უსაფრთხოების ტოლერანტობაზე, ავარიული მუშაობის დროს (ძირითადად 2 საათი). 2. ღრეჩოს რკალის გადაჭარბებული ძაბვა ჩახშობილია, რაც ფაზის გადაჭარბებულ ძაბვას 2.6 მიკროგრამაზე დაბალს ხდის. 3. მარტივი რელეური დაცვა.

ნაკლოვანებები: 1. შესაფერისია მცირე მასშტაბის მაღალი ძაბვის სისტემის დამიწების ტევადობის დენის (10 ა-ზე ნაკლები) შემთხვევაში, რაც ზღუდავს ოპტიკური სამიზნეს გამოყენებას. როდესაც ერთფაზიანი დამიწების შეერთების მოკლე ჩართვის დენი დიდია, წინაღობაში გამავალი დენი გამოიწვევს გათბობის პრობლემას და თუ დრო ძალიან გრძელია, წინაღობა დაიწვება.

ნახ. 1 სისტემის წინაღობისა და გარდამავალი გადაძაბვის მრავლობითის დიაგრამა

3. შანხაის ცენტრში ავარიული მაღალი ძაბვის 10 კვტ დიზელის გენერატორისთვის ნეიტრალური დამიწების წინაღობის შერჩევა

3.1 ნეიტრალური დამიწების წინააღმდეგობის შერჩევა

10 კვტ-იანი დიზელის გენერატორის თითოეულ კომპანიას აქვს 10 კვტ-იანი დიზელის გენერატორის ნეიტრალური დამიწების წინაღობის შერჩევისა და კონტროლის განსხვავებული მეთოდები და ჩინეთში ამის ერთიანი რეგულაცია არ არსებობს.

(1)დამიწების დენი კონტროლდება 100 ~ 150A, 10 ~ 30a და ნომინალური დენის 10%-ზე.

(2)მრავალჯერადი 10 კვტ დიზელის გენერატორი + მრავალჯერადი კონტაქტორი + ერთი წინაღობის დამიწების სქემა და მრავალჯერადი 10 კვტ დიზელის გენერატორი + მრავალჯერადი კონტაქტორი + მრავალჯერადი წინაღობის დამიწების სქემა. პირველს აქვს დაბალი ღირებულება და მცირე ფართობი, მაგრამ მისი მართვის ლოგიკა რთულია, მეორეს კი - პირიქით.

(3)ცირკულაციის კონტროლისთვის მუშაობს რამდენიმე 10 კვტ სიმძლავრის დიზელის გენერატორი ერთი კონტაქტორით, რომელიც იხურება ცირკულაციის კონტროლერით და რამდენიმე კონტაქტორიც იხურება ცირკულაციის კონტროლერით.

შანხაის ცენტრის ავარიული მაღალი ძაბვის 10 კვტ დიზელის გენერატორის ნეიტრალური დამიწების წინაღობაა

ამიტომ, შერჩეულია 2500 კვტ (ლოდინის რეჟიმი)/10.5 კვ სიმძლავრის 4 კომპლექტი, 303 მაღალი ძაბვის წინააღმდეგობის ყუთის 1 კომპლექტი ტემპერატურის სიგნალიზაციით და მაღალი ძაბვის ცვლადი დენის კონტაქტორების 4 კომპლექტი.

მაღალი წინააღმდეგობის მქონე ერთფაზიანი დამიწების რღვევის მოკლე ჩართვის დენის 4 გაანგარიშება

ერთფაზიანი დამიწების შემაერთებელი კაბელის მოკლე ჩართვის დენის სქემატური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 2-ში.

ნახ. 2. ერთფაზიანი დამიწების შემაერთებელი კაბელის მოკლე ჩართვის დენის სქემატური დიაგრამა

კაბელის სრული მეტალური თვისების მქონე ერთფაზიანი დამიწების რღვევის მოკლე ჩართვის დენი არის

ICX არის დაცული ხაზის ტევადობის დენი, შანხაის ცენტრში ყველაზე უმოკლესი კაბელის ტევადობის დენი არის 0.15 A, ხოლო ყველაზე გრძელი კაბელის ტევადობის დენი არის 0.7 a.

5 კაბელის რღვევის წერტილი გადის გარდამავალ წინაღობაში RG = (30 ~ 300), ხოლო ერთფაზიანი დამიწების რღვევის მოკლე ჩართვის დენი არის

10 კვტ სიმძლავრის მაღალი ძაბვის ავარიულ დიზელის გენერატორულ სისტემაში ერთფაზიანი დამიწების შეერთებისას მოკლე ჩართვის დენი შეადგენს 20.7 ა-ს. მაქსიმალური მუშაობის რეჟიმია

ოთხი 10 კვტ სიმძლავრის დიზელის გენერატორისთვის 5.2 ა, მინიმალური მუშაობის რეჟიმია 310 კვტ სიმძლავრის დიზელის გენერატორი, თითოეული დენის დატვირთვაა 6.9 ა, რაც გავლენას არ ახდენს 10 კვტ სიმძლავრის დიზელის გენერატორის მუშაობაზე.

5მაღალი წინაღობის დამიწების ხაზისთვის ნულოვანი მიმდევრობის დენის დაცვის და მაღალი ძაბვის წინაღობის ყუთისთვის ნულოვანი მიმდევრობის დენის დაცვის გაანგარიშება

5.1 ნულოვანი მიმდევრობის დენის დაცვის გადამცემი ხაზების Idz0x გაანგარიშება

ნულოვანი მიმდევრობის დენის დაცვის პარამეტრი არის Idz0x = KIcx, დაცული ხაზის ტევადობის დენის მდგომარეობის მიხედვით.

K-ის ფარგლებში —— საიმედოობის კოეფიციენტი, 4 ~ 5.

მგრძნობელობაა: კმ = ID/IDZ0X ≥2

კმ ≥2 ძირითადი დაცვისთვის და კმ ≥1.5 სარეზერვო დაცვისთვის.

LINE ZERO SEQUENCE CT კონვერტაციის კოეფიციენტია 100/1, ნულოვანი დენის 1 დენის დაცვის პარამეტრი (მეორადი მხარე) არისIdz0x=5×0.53/100=0.0265 A

0.06 ა/0.8 წმ-ზე მგრძნობელობააკმ=20.7/(0.06×100)≈3.4≥2

ნულოვანი დენის 2 დენის დაცვის (მეორადი მხარე) დაყენებული მნიშვნელობააIdz0x= 4×0.53/100=0.0212 A

0.03/1.6 წმ-ზე მგრძნობელობააკმ=11.3/(0.03×100)≈3.8≥2

5.2 მაღალი ძაბვის წინააღმდეგობის ყუთისთვის ნულოვანი მიმდევრობის დენის დაცვის Idz0R გაანგარიშება

ის 1.1 ~ 1.2-ჯერ აღემატება ქვედა ნულოვანი მიმდევრობის დაცვის დადგენილ მნიშვნელობას და დროის ლიმიტი 0.3 წმ-ია.

მაღალი ძაბვის წინაღობის ყუთის ნულოვანი მიმდევრობის CT კოეფიციენტია 50/5, ხოლო ნულოვანი დენის 1 დენის დაცვის მნიშვნელობა (მეორადი მხარე) არისIdz0R= 1.1×0.06×100/10=0.66 A

0.7 ა/1.1 წმ-ზე მგრძნობელობააკმ=20.7/(0.7×10)≈2.9≥2

ნულოვანი დენის 2 დენის დაცვის (მეორადი მხარე) დაყენებული მნიშვნელობააIdz0R= 1.1×0.03×100/10=0.33 A

0.4 ა/1.9 წმ-ზე მგრძნობელობააკმ = 11.3/(0.410)≈2.8≥2 პირადი უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად, კონტაქტის ძაბვა უნდა შეესაბამებოდეს ეროვნულ სტანდარტს: როდესაც დაცვის მუშაობის დრო 1 წამზე მეტია, კონტაქტის ძაბვის მნიშვნელობაა 50 ვ.

დამიწების ძაბვასთან დაკავშირებული შეცდომის წერტილი არისUgz= IdRjd=20,7×1=20,7 V<50 V

მათ შორის, RJD არის დამიწების წინაღობის მნიშვნელობა, ≤1.0.

6 მაღალი წინაღობის დამიწების ოპერაციის სტრატეგია

(1)როდესაც სისტემაში ხდება ერთფაზიანი დამიწების შეერთების ხარვეზი, მოკლე ჩართვის დენი ძალიან მცირეა მაღალი ძაბვის წინაღობის ყუთის ტემპერატურის განგაშის გამოსაწვევად და ეს გავლენას არ ახდენს 10 კვტ-იანი დიზელის გენერატორის მუშაობაზე. ოთხი 10 კვტ-იანი დიზელის გენერატორი დაკავშირებულია მაღალი წინაღობის დამიწებასთან ნეიტრალურ წერტილში.

(2)როდესაც სისტემაში ხდება ერთფაზიანი დამიწების გაუმართაობა, მოკლე ჩართვის დენი უფრო დიდია, რაც იწვევს მაღალი ძაბვის წინააღმდეგობის ყუთის ტემპერატურის სიგნალიზაციას, ხოლო 10 კვტ-იანი დიზელის გენერატორის მართვის სისტემა აკონტროლებს ოთხ მაღალი ძაბვის ცვლადი დენის კონტაქტორს ნეიტრალური დამიწების მაღალი წინააღმდეგობის გამოსართავად, ოთხი 10 კვტ-იანი დიზელის გენერატორი მუშაობს ნეიტრალურ, დაუმიწებელ რეჟიმში.

(3)ოთხი 10 კვტ სიმძლავრის დიზელის გენერატორი მუშაობს ნეიტრალური წერტილის დაუმიწებელ რეჟიმში და სისტემური კაბელის მიწასთან შეერთების ტევადობის დენი I ∑ cL გამოითვლება ცხრილი 2-ის მიხედვით. როგორც ცხრილი 2-დან ჩანს, შანხაის ცენტრის ხაზის ტევადობის დენი დაახლოებით 4A-ია.

ცხრილი 2. სისტემის კაბელის დამიწების ტევადობის დენის I ∑ cL გაანგარიშება

გამანაწილებელი კარადისა და კაბელი-მიწის ფორმირების სისტემის ტევადობის დენი არისI∑c= α(1+β)I∑cL=1.3×(1+15%)×4=6 A

ფორმულა შემდეგია: (1.2 ~ 1.8) როგორც თავისუფლების კოეფიციენტი, (15% ~ 20%) როგორც ენერგოგამანაწილებელი მოწყობილობების გავლენის კოეფიციენტი.

(4) ნულოვანი მიმდევრობის დენის დაცვის მგრძნობელობა (სარეზერვო დაცვა ≥1.5) არის

Km= (I∑c-Icx)/Idz0x=(6-0.53)/3≈1.8≥1.5

(4)10 კვტ სიმძლავრის დიზელის გენერატორზე ნეიტრალური წერტილის დაუმიწებელი მუშაობის რეჟიმის გავლენა. ერთფაზიანი დამიწების შეერთების დენი არის 6A, 410 კვტ სიმძლავრის დიზელის გენერატორისთვის მაქსიმალური მუშაობის რეჟიმია 1.5A, ხოლო 310 კვტ სიმძლავრის დიზელის გენერატორისთვის მინიმალური მუშაობის რეჟიმია 2.0A, გავლენას არ ახდენს 10 კვტ სიმძლავრის დიზელის გენერატორზე.

7 ნეიტრალური დამიწების წინაღობის სისტემის დიაგრამა

შანხაის ცენტრის საავარიო მაღალი ძაბვის 10 კვტ-იანი დიზელის გენერატორის ნეიტრალური დამიწების რეზისტორის სისტემა ნაჩვენებია ნახაზ 3-ში.

ნახ. 3. ავარიული მაღალი ძაბვის 10 კვტ დიზელის გენერატორის ნეიტრალური დამიწების რეზისტორის სისტემა

8. დასკვნა

მაღალი ძაბვის 10 კვტ დიზელის გენერატორის ნეიტრალური დამიწება ეკონომიკური საკითხების ძალიან ფართო სპექტრია. ქვეყნის სხვადასხვა ქვეყანასა და ქალაქს აქვს ნეიტრალური დამიწების განსხვავებული მეთოდები, რომლებიც ძირითადად მათ საკუთარ საოპერაციო გამოცდილებასა და ტრადიციებზეა დაფუძნებული.