Влияние защитного реле КИВ-500 с ТПС на состояние ВВ вводов с RIP изоляцией

Ботов С.В., Русов В.А., фирма «Димрус», г. Пермь

Защитное устройство марки КИВ-500 (контроль изоляции вводов), предназначенное для мониторинга технического состояния вводов трансформаторного оборудования, давно и достаточно успешно используется для защиты вводов традиционной конструкции, имеющих изоляцию «бумага – масло». Основным достоинствами применения реле КИВ-500 является эффективно работающая сбалансированная схема контроля емкости C1 вводов, и простая схема подключения, не требующая использования опорных сигналов от измерительных трансформаторов напряжения. Несмотря на сравнительно низкую помехозащищенность, известно большое количество практических случаев, когда КИВ-500 позволял своевременно отключать трансформаторное оборудование, имеющее проблемы в изоляции вводов.

Широкое применение вводов с твердой RIP изоляцией неожиданно привело к резкому увеличению аварийности трансформаторного оборудования. Принудительное оснащение таких вводов системами КИВ-500, (а иногда и современными системами производства других фирм, всегда подключаемыми параллельно с КИВ-500, что обусловлено существующей нормативной базой), не позволило существенно снизить эту аварийность.

На первом этапе все технические претензии эксплуатационными службами предъявлялись к вводам отечественного производства. Всем казалось, что перейдя на продукцию мировых фирм, аварийность удастся, если не свести к нулю, то хотя бы существенно снизить. Практика показала, что с ростом в эксплуатации количества вводов с RIP изоляцией, пусть даже производства любой известной фирмы, количество аварийных ситуаций все равно превышает допустимые пределы. Что очень важно, эта опасная тенденция в наибольшей мере связана с эксплуатацией вводов с RIP изоляцией именно в России.

Наиболее часто встречающимися причинами выхода из строя вводов с RIP изоляцией, согласно заключениям комиссий, являются две:

• Перекрытие нескольких выравнивающих обкладок внутри ввода, приводящее к увеличению тока проводимости изоляции. При тестировании ввода дефект диагностируется как увеличение емкости ввода C1, пропорциональное количеству перекрытых изоляционных промежутков.

• Нарушение контакта между измерительным выводом ввода, и последней (внешней) обкладкой остова. Этот дефект обычно диагностируется как резкое уменьшение емкости ввода C1 до очень маленького значения, до нескольких пикофарад.

Как уже отмечено выше, наибольшим отличием условий эксплуатации высоковольтных вводов в России, от других стран, является обязательное использование (особенно для напряжения 500 кВ, где и наблюдается повышенная аварийность вводов с твердой изоляцией) систем защиты марки КИВ-500. Поэтому естественным является желание оценить возможное влияние такой системы защиты на эксплуатационную аварийность высоковольтных вводов с RIP изоляцией, попытаться решить вопрос, а не является ли сама эта система источником повышенной аварийности вводов с твердой изоляцией.

На рисунке 1 приведена упрощенная схема замещения цепи контроля состояния ввода, по которой протекает ток проводимости RIP изоляции. Она включает в себя главную емкость ввода C1 и первичную обмотку трансформатора марки ТПС (трансформатор промежуточный согласующий), являющийся составной частью реле КИВ-500. Влияние емкости ввода C2 мы пока учитывать не будем, это будет сделано ниже. Также не будем учитывать влияние цепей защиты измерительного вывода, которые по определению выбираются так, чтобы не оказывать влияния на величину рабочих токов проводимости изоляции ввода.

Токи и напряжения в такой цепи, если производить расчеты на промышленной частоте 50 Гц, вполне предсказуемы, и не выходят за рамки допустимых значений, обеспечивающих нормальную безаварийную эксплуатацию ввода. На рабочей частоте трансформаторный ввод является практически идеальным источником тока, выходной ток которого (ток проводимости изоляции), не зависит от величины нагрузки, которой в данном случае является ТПС системы КИВ-500. Процессы, происходящие в последовательной комплексной цепи на этой частоте, включающей в себя XC1, XLТПС и R, не носят резонансного характера. Причина этого понятна - индуктивное сопротивление ТПС многократно меньше емкостного сопротивления ввода.

Продолжение >>>

Размещено компанией Димрус