Tipy

Novinky z elektrotechniky Řízení izolace statorů rotačních strojů. Zařízení. Aplikace

Izolace je jedním z nejdůležitějších prvků, které určují spolehlivost elektrického stroje, ale zároveň je jeho nejzranitelnější částí.

PORUCHA IZOLACE JE DRAHÁ
Mechanická pevnost izolace je nižší než u ostatních konstrukčních prvků, její elektrická pevnost je extrémně závislá na vlhkosti, je náchylnější ke stárnutí než ostatní a je také nejméně tepelně odolná. A poškození izolace zase vede k vážným nehodám, dlouhým prostojům a poruchám procesu. Sledování stavu izolace je tedy jedním z nejsložitějších a nejdůležitějších úkolů prevence elektrických strojů. Účinné prostředky a metody pro diagnostiku stavu izolace by mohly do značné míry vyřešit problém provozní spolehlivosti. Bohužel neexistují žádná zařízení, která by měřila jednu z hlavních charakteristik v dynamice procesu – izolační odpor, jehož hodnota závisí na povrchové nebo objemové vlhkosti a znečištění. U bezvadné termosetické izolace je povrchová vlhkost nejtypičtější při teplotě okolního vzduchu pod rosným bodem. Směsová izolace je hygroskopičtější a lze ji zvlhčovat jak povrchově, tak objemově.

TRADIČNÍ METODA OVLÁDÁNÍ
V současné době se v sítích 6-10-35 kV provádí regulace izolace vysokého napětí pomocí transformátorů napětí pro regulaci izolace (ICVT) instalovaných na každém přípojnicovém systému (sekci), jehož jedno ze sekundárních vinutí je zapojeno do otevřeného trojúhelníku. Za normálního provozu se v otevřeném trojúhelníku vyskytuje na svorkách malé nevyvážené napětí (v důsledku neidentity vinutí transformátoru napětí a asymetrie kapacitních vodivostí fází vůči zemi) a také napětí třetí harmonické.
Při zemním spojení se ve vinutí objeví napětí signalizující poškození vysokonapěťové izolace jedné z fází a dále napětí nevyváženosti, které lze kvůli jeho malé hodnotě zanedbat. Ochrana se provádí pomocí napěťového relé připojeného k vinutí s otevřeným trojúhelníkem a časového relé. Tento mechanismus umožňuje pouze konstatovat poškození izolace a neumožňuje posoudit její stav během provozu a v předhavarijním období.

NOVÉ ZAŘÍZENÍ: PRINCIP FUNKCE, MOŽNOSTI POUŽITÍ
Námi vyvinuté zařízení pro monitorování izolačního odporu (IMD) umožňuje měření izolačního odporu (R60) přímo v absolutní hodnotě a také automatické monitorování R60 na základě jeho odchylky od této hodnoty. (Připomeňme, že R60 je termín dle RD 34.45-51.300-97 „Objemy a normy pro zkoušení elektrických zařízení“, s. 2, „Obecné pokyny pro zkoušení elektrických zařízení“, pododstavec 2.3: „. při měření izolačního odporu se odečty megaohmmetru odečítají 60 sekund po zahájení měření“).
Princip činnosti zařízení je založen na dodávání měřicích impulsů do neutrálu TNKI nebo přímo do neutrálu vysokonapěťového motoru. Jsou k nim přiváděny impulsy vysokonapěťového stejnosměrného proudu a měří se svodové proudy. Při použití tohoto zařízení, na rozdíl od měření megaohmmetrem, vůbec nezáleží na tom, zda je instalace pod napětím či nikoli.
Tato metoda sledování stavu izolace byla vyvinuta již v 60. letech minulého století a používala se u vedení vysokého napětí ke kontrole izolačního odporu dlouhých rozvětvených sítí bez jejich odpojení. Pak byl z nějakého důvodu tento princip zapomenut a nyní je oživena pomocí digitálních technologií.
Rozsah měření zařízení je až 1 gigaohm
Zvažme tři možnosti připojení tohoto zařízení.
První možnost: měření na zastaveném stroji.
Varianta je implementována pro monitorování izolace statorového vinutí elektromotoru o výkonu 12,5 MW STD-1250 na KS-25 Petrovského LPU MG OOO YugTransGaz (obr. 1). Ruční nebo automatické monitorování stavu izolace zahrnuje vinutí motoru, transformátoru a kabelové připojení k vypínači.

Přečtěte si více

Jak opravit prověšené dveře auta

Obr. 1. Blokové schéma spínacího zařízení pro monitorování izolace statorového vinutí točivého stroje (UKIO-1VM).

Druhá možnost: měření na stroji pracujícím v bloku s transformátorem.
Ruční nebo automatické sledování stavu izolace zahrnuje vinutí generátoru, transformátoru a kabelové nebo přípojnicové spoje (obr. 2).

Obr. 2. Blokové schéma spínacího zařízení pro monitorování izolace statorového vinutí točivého stroje (UKIO-1VM).

Třetí možnost: ovládání zařízení obsažených v autobusové sekci.
Manuální nebo automatické sledování změn dynamiky celkového izolačního odporu (obr. 3). Vzhledem k tomu, že měřený odpor sítě má integrovaný charakter, je v případě jeho prudkého poklesu nutné lokalizovat úsek s vadou rozdělením sítě na sekce s následným vyjasněním vadného zařízení tradičními metodami.

Obr. 3. Blokové schéma zapojení zařízení pro kontrolu izolace pro zařízení zařazená do přípojnicové sekce (UKI-20S).