Strāvas transformatoru mērīšanas ķēdēs releju aizsardzībai un automatizācijai

Elektrisko apakšstaciju energoiekārtas organizatoriski ir sadalītas divu veidu ierīcēs:

1. strāvas ķēdes, caur kurām tiek pārvadīta visa transportētās enerģijas jauda;

2. sekundārās ierīces, kas ļauj kontrolēt primārajā lokā notiekošos procesus un kontrolēt tos.

Strāvas iekārtas atrodas atklātās vietās vai slēgtās sadales iekārtās, un sekundārās iekārtas atrodas uz releju paneļiem, īpašos skapjos vai atsevišķās šūnās.

Starpsavienojums, kas veic informācijas pārraides funkciju starp barošanas bloku un mērīšanas, vadības, aizsardzības un kontroles iestādēm, ir mērīšanas transformatori. Tāpat kā visām šādām ierīcēm, tām ir divas puses ar dažādām sprieguma vērtībām:

1. augstspriegums, kas atbilst pirmās cilpas parametriem;

2.zemsprieguma, ļaujot samazināt energoiekārtu ietekmes risku uz apkalpojošo personālu un materiālu izmaksas vadības un uzraudzības ierīču izveidei.

Īpašības vārds "mērīšana" atspoguļo šo elektrisko ierīču mērķi, jo tās ļoti precīzi simulē visus energoiekārtās notiekošos procesus un ir sadalītas transformatoros:

1. strāva (CT);

2. spriegums (VT).

Tie darbojas saskaņā ar vispārējiem fizikālajiem transformācijas principiem, taču tiem ir atšķirīgs dizains un iekļaušanas metodes primārajā ķēdē.

Kā tiek izgatavoti un darbojas strāvas transformatori

Darbības principi un ierīces

Dizainā mērīšanas strāvas transformators primārajā ķēdē plūstošo lielu vērtību strāvu vektora vērtību pārvēršana proporcionāli samazinātā lielumā, un tādā pašā veidā tiek noteikti vektoru virzieni sekundārajās ķēdēs.

Magnētiskās ķēdes ierīce

Strukturāli strāvas transformatori, tāpat kā jebkurš cits transformators, sastāv no diviem izolētiem tinumiem, kas atrodas ap kopēju magnētisko ķēdi. Tas ir izgatavots no laminētām metāla plāksnēm, kuras kausē, izmantojot īpašus elektrotēraudu veidus. Tas tiek darīts, lai samazinātu magnētisko pretestību magnētisko plūsmu ceļā, kas cirkulē slēgtā kontūrā ap spolēm, un samazinātu zudumus caur virpuļstrāvas.

Strāvas transformatoram releja aizsardzības un automatizācijas shēmām var būt nevis viens magnētiskais kodols, bet divi, kas atšķiras ar plākšņu skaitu un kopējo izmantotā dzelzs tilpumu. Tas tiek darīts, lai izveidotu divu veidu spoles, kas var droši darboties, ja:

1. Nominālie darba apstākļi;

2.vai pie ievērojamām pārslodzēm, ko izraisa īssavienojuma strāvas.

Pirmo dizainu izmanto mērījumu veikšanai, bet otro izmanto, lai savienotu aizsargierīces, kas izslēdz jaunos neparastos režīmus.

Spolu un savienojošo spaiļu izvietojums

Strāvas transformatoru tinumi, kas projektēti un ražoti pastāvīgai darbībai elektroinstalācijas ķēdē, atbilst prasībām par drošu strāvas pāreju un tās termisko efektu. Tāpēc tie ir izgatavoti no vara, tērauda vai alumīnija ar šķērsgriezuma laukumu, kas izslēdz palielinātu apkuri.

Tā kā primārā strāva vienmēr ir lielāka par sekundāro, tā tinums ievērojami izceļas pēc izmēra, kā parādīts zemāk esošajā fotoattēlā pareizajam transformatoram.

Kreisajai un vidējai struktūrai vispār nav spēka. Tā vietā korpusā ir paredzēta atvere, caur kuru iet barošanas vads vai fiksētā kopne. Šādi modeļi parasti tiek izmantoti elektroinstalācijās līdz 1000 voltiem.

Uz transformatora tinumu spailēm vienmēr ir fiksēts stiprinājums kopņu un vadu savienošanai, izmantojot skrūves un skrūvju skavas. Šī ir viena no kritiskajām vietām, kur var pārraut elektriskais kontakts, kas var radīt bojājumus vai traucēt mērīšanas sistēmas precīzu darbību. Ekspluatācijas pārbaudēs vienmēr tiek pievērsta uzmanība tā stiprinājuma kvalitātei primārajā un sekundārajā ķēdē.

Strāvas transformatoru spailes ir marķētas rūpnīcā ražošanas laikā un ir marķētas:

• L1 un L2 primārās strāvas ievadei un izvadei;

• I1 un I2 — sekundāri.

Šie indeksi nozīmē pagriezienu tinumu virzienu attiecībā pret otru un ietekmē pareizu jaudas un simulēto ķēžu savienojumu, strāvas vektoru sadalījuma raksturlielumus pa ķēdi. Tiem tiek pievērsta uzmanība sākotnējās transformatoru uzstādīšanas vai bojāto ierīču nomaiņas laikā, un pat tiek pārbaudīti ar dažādām elektriskās pārbaudes metodēm gan pirms ierīču montāžas, gan pēc uzstādīšanas.

Pagriezienu skaits primārajā ķēdē W1 un sekundārajā W2 nav vienāds, bet ļoti atšķirīgs. Augstsprieguma strāvas transformatoriem parasti ir tikai viena taisna kopne pāri magnētiskajai ķēdei, kas darbojas kā barošanas tinums. Sekundārajam tinumam ir lielāks apgriezienu skaits, kas ietekmē transformācijas koeficientu. Lietošanas ērtībai tas ir uzrakstīts kā strāvu nominālo vērtību daļēja izteiksme abos tinumos.

Piemēram, ieraksts 600/5 uz kastes datu plāksnītes nozīmē, ka transformatoru paredzēts pievienot augstsprieguma iekārtām ar nominālo strāvu 600 ampēri, un sekundārajā ķēdē tiks pārveidoti tikai 5.

Katrs mērīšanas strāvas transformators ir savienots ar savu primārā tīkla fāzi. Sekundāro tinumu skaits releju aizsardzības un automatizācijas ierīcēm parasti tiek palielināts, lai tos izmantotu atsevišķi strāvas ķēdes serdeņos:

• Mērinstrumenti;

• vispārējā aizsardzība;

• riepu un riepu aizsardzība.

Šī metode novērš mazāk kritisko ķēžu ietekmi uz nozīmīgākām, vienkāršo to apkopi un testēšanu darba iekārtās pie darba sprieguma.

Lai marķētu šādu sekundāro tinumu spailes, sākumam tiek lietots apzīmējums 1I1, 1I2, 1I3, bet galiem - 2I1, 2I2, 2I3.

Izolācijas ierīce

Katrs strāvas transformatora modelis ir paredzēts darbam ar noteiktu augsta sprieguma daudzumu primārajā tinumā. Izolācijas slānim, kas atrodas starp tinumiem un korpusu, ilgstoši jāiztur savas klases elektrotīkla potenciāls.

Augstsprieguma strāvas transformatoru izolācijas ārpusē atkarībā no mērķa var izmantot:

• porcelāna galdauts;

• sablīvēti epoksīda sveķi;

• daži plastmasas veidi.

Tos pašus materiālus var papildināt ar transformatora papīru vai eļļu, lai izolētu iekšējos vadu krustojumus uz tinumiem un novērstu pagrieziena uz pagriezienu defektus.

Precizitātes klase TT

Ideālā gadījumā transformatoram teorētiski jādarbojas precīzi, neradot kļūdas. Tomēr reālās konstrukcijās enerģija tiek zaudēta, lai iekšēji sasildītu vadus, pārvarētu magnētisko pretestību un veidotu virpuļstrāvas.

Sakarā ar to vismaz nedaudz, bet tiek traucēts transformācijas process, kas ietekmē reproducēšanas precizitāti primāro strāvas vektoru skalā no to sekundārajām vērtībām ar novirzēm orientācijā telpā. Visiem strāvas transformatoriem ir noteikta mērījumu kļūda, kas tiek normalizēta procentos no absolūtās kļūdas attiecības pret nominālo vērtību amplitūdā un leņķī.

Precizitātes klase strāvas transformatorus izsaka ar skaitliskām vērtībām «0.2», «0.5», «1», «3», «5», «10».

0,2 klases transformatori strādā kritiskiem laboratorijas mērījumiem.0.5 klase ir paredzēta precīzai strāvu mērīšanai, ko 1. līmeņa skaitītāji izmanto komerciālos nolūkos.

Strāvas mērījumi 2.līmeņa releju un vadības kontu darbībai tiek veikti 1.klasē. Piedziņu iedarbināšanas spoles ir savienotas ar 10.precizitātes klases strāvas transformatoriem. Tie darbojas tieši primārā tīkla īssavienojuma režīmā.

TT komutācijas ķēdes

Enerģētikas nozarē galvenokārt izmanto trīs vai četru vadu elektropārvades līnijas. Lai kontrolētu caur tām plūstošās strāvas, mērtransformatoru pieslēgšanai tiek izmantotas dažādas shēmas.

1. Elektriskās iekārtas

Fotoattēlā parādīts trīs vadu strāvas ķēdes 10 kilovoltu strāvu mērīšanas variants, izmantojot divus strāvas transformatorus.

Šeit redzams, ka A un C primārās fāzes pieslēguma kopnes ir pieskrūvētas pie strāvas transformatoru spailēm un sekundārās ķēdes ir paslēptas aiz žoga un no atsevišķas kabeļu instalācijas tiek novadītas aizsargcaurulē, kas tiek novadīta uz releja nodalījumu. ķēžu savienošanai ar spaiļu blokiem.

Tas pats uzstādīšanas princips attiecas uz citām shēmām. augstsprieguma iekārtaskā parādīts attēlā 110 kV tīklam.

Šeit instrumentu transformatoru korpusi tiek montēti augstumā, izmantojot iezemētu dzelzsbetona platformu, ko pieprasa drošības noteikumi. Primāro tinumu savienojums ar barošanas vadiem tiek veikts griezumā, un visas sekundārās ķēdes tiek izvadītas blakus esošajā kastē ar spaiļu savienojumu.

Sekundāro strāvas ķēžu kabeļu savienojumus no nejaušas ārējās mehāniskās ietekmes aizsargā metāla pārsegi un betona plāksnes.

2.Sekundārie tinumi

Kā minēts iepriekš, strāvas transformatoru izejas vadi tiek apvienoti darbam ar mērierīcēm vai aizsargierīcēm. Tas ietekmē ķēdes montāžu.

Ja ir nepieciešams kontrolēt slodzes strāvu katrā fāzē, izmantojot ampērmetrus, tad tiek izmantota klasiskā savienojuma iespēja - pilnas zvaigznes ķēde.

Šajā gadījumā katra ierīce parāda tās fāzes pašreizējo vērtību, ņemot vērā leņķi starp tām. Automātisko ierakstītāju izmantošana šajā režīmā visērtāk ļauj attēlot sinusoīdu formu un, pamatojoties uz tiem, veidot slodzes sadalījuma vektoru diagrammas.

Bieži vien uz izejošajiem padevējiem 6 ÷ 10 kV taupības nolūkos tiek uzstādīti nevis trīs, bet divi mērīšanas strāvas transformatori, neizmantojot vienu B fāzi. Šis gadījums ir parādīts augstāk esošajā fotoattēlā. Ļauj pievienot ampērmetrus nepilnīgai zvaigznes ķēdei.

Papildierīces strāvu pārdales dēļ izrādās, ka tiek parādīta A un C fāžu vektora summa, kas ir pretēji vērsta B fāzes vektoram tīkla simetriskā slodzes režīmā.

Divu mērīšanas strāvas transformatoru ieslēgšanas gadījums līnijas strāvas uzraudzībai ar releju ir parādīts zemāk esošajā fotoattēlā.

Shēma ļauj pilnībā kontrolēt līdzsvarotu slodzi un trīsfāzu īssavienojumus. Ja rodas divfāžu īssavienojums, īpaši AB vai BC, šāda filtra jutība ir ļoti zemu novērtēta.

Kopēja shēma nulles secības strāvu uzraudzībai tiek izveidota, savienojot mērīšanas strāvas transformatorus pilnas zvaigznes ķēdē un vadības releja tinumu ar kombinētu neitrālu vadu.

Strāva, kas plūst caur spoli, tiek izveidota, pievienojot trīs fāzu vektorus. Simetriskā režīmā tas ir līdzsvarots, un vienfāzes vai divfāzu īssavienojumu rašanās laikā relejā tiek atbrīvota disbalansa sastāvdaļa.

Mērstrāvas transformatoru un to sekundāro ķēžu darbības raksturlielumi

Darbības pārslēgšana

Strāvas transformatora darbības laikā tiek radīts magnētisko plūsmu līdzsvars, ko veido strāvas primārajos un sekundārajos tinumos, kā rezultātā tās tiek līdzsvarotas pēc lieluma, vērstas pretēji un kompensē radītā EML ietekmi slēgtās ķēdēs. .

Ja primārais tinums ir atvērts, strāva pārtrauks plūst caur to un visas sekundārās ķēdes tiks vienkārši atvienotas. Bet sekundāro ķēdi nevar atvērt, kad strāva iet caur primāro, pretējā gadījumā magnētiskās plūsmas iedarbībā sekundārajā tinumā tiek ģenerēts elektromotors spēks, kas netiek tērēts strāvas plūsmai slēgtā kontūrā ar zemu pretestību. , bet tiek izmantots gaidstāves režīmā.

Tas noved pie augsta atvērto kontaktu potenciāla parādīšanās, kas sasniedz vairākus kilovoltus un spēj pārraut sekundāro ķēžu izolāciju, traucēt iekārtu darbību un izraisīt elektriskas traumas apkalpojošajam personālam.

Šī iemesla dēļ visas pārslēgšanas strāvas transformatoru sekundārajās ķēdēs tiek veiktas pēc stingri noteiktas tehnoloģijas un vienmēr uzraugu uzraudzībā, nepārtraucot strāvas ķēdes. Lai to izdarītu, izmantojiet:

• īpaši spaiļu bloku veidi, kas ļauj uzstādīt papildu īssavienojumu uz laiku, kad tiek pārtraukta sekcijas darbība, kas izņemta no ekspluatācijas;

• strāvas bloku pārbaude ar īsiem džemperiem;

• īpašs atslēgas dizains.

Reģistratori ārkārtas procesiem

Mērierīces tiek sadalītas pēc fiksācijas parametru veida:

• nominālie darba apstākļi;

• pārstrāvas rašanās sistēmā.

Ierakstīšanas ierīču jutīgie elementi tieši proporcionāli uztver ienākošo signālu un arī to parāda. Ja pašreizējā vērtība tiek ievadīta to ievadē ar kropļojumiem, šī kļūda tiks ievadīta rādījumos.

Šī iemesla dēļ ierīces, kas paredzētas avārijas strāvu mērīšanai, nevis nominālajām, ir savienotas ar strāvas transformatora aizsardzības serdi, nevis mērījumiem.

Par mērīšanas sprieguma transformatoru ierīci un darbības principiem lasiet šeit: Sprieguma transformatoru mērīšanas ķēdēs releju aizsardzībai un automatizācijai