Sprieguma transformatoru mērīšanas ķēdēs releju aizsardzībai un automatizācijai

Šajā rakstā ir aprakstīts, kā liela daudzuma augstsprieguma jaudas iekārtu strāvas tiek modelētas ar augstu precizitāti drošai lietošanai releju aizsardzības shēmās. Strāvas transformatoru mērīšanas ķēdēs releju aizsardzībai un automatizācijai.

Tajā ir arī aprakstīts, kā spriegumu pārveidot desmitos un simtos kilovoltos, lai kontrolētu releja aizsardzības un automatizācijas ierīču darbību, pamatojoties uz diviem principiem:

1. elektroenerģijas transformācija;

2. kapacitatīvā atdalīšana.

Pirmā metode ļauj precīzāk attēlot primāro lielumu vektorus un tāpēc ir plaši izplatīta. Otro metodi izmanto, lai uzraudzītu noteiktu 110 kV tīkla sprieguma fāzi apvada kopnēs un dažos citos gadījumos. Taču pēdējos gados tas ir atradis arvien plašāku pielietojumu.

Kā tiek izgatavoti un ekspluatēti instrumentu sprieguma transformatori

Galvenā būtiskā atšķirība starp mērīšanas sprieguma transformatoriem (VT) no strāvas transformatori (CT) ir tas, ka tie, tāpat kā visi barošanas avota modeļi, ir paredzēti normālai darbībai bez sekundārā tinuma īssavienojuma.

Tajā pašā laikā, ja jaudas transformatori ir konstruēti tā, lai pārvadīto jaudu ar minimāliem zudumiem, tad mērsprieguma transformatori ir konstruēti ar mērķi veikt augstas precizitātes atkārtošanos primāro sprieguma vektoru skalā.

Darbības principi un ierīces

Sprieguma transformatora konstrukciju, kas ir līdzīga strāvas transformatoram, var attēlot ar magnētisku ķēdi ar divām spolēm ap to:

• primārs;

• otrais.

Visprecīzākajai sprieguma pārveidei ar vismazākajiem zudumiem tiek izvēlētas īpašas magnētiskās ķēdes tērauda markas, kā arī to tinumu un izolācijas slāņa metāls. Primārā un sekundārā tinuma apgriezienu skaitu aprēķina tā, lai primārajam tinumam pievadītā augstsprieguma līnijas sprieguma nominālvērtība vienmēr tiktu reproducēta kā sekundārā vērtība 100 volti ar tādu pašu vektora virzienu. neitrāli iezemētas sistēmas.

Ja primārā jaudas pārvades ķēde ir konstruēta ar izolētu neitrālu, tad mērīšanas spoles izejā būs 100 / √3 volti.

Lai izveidotu dažādas metodes primāro spriegumu modelēšanai uz magnētiskās ķēdes, var izvietot nevis vienu, bet vairākus sekundāros tinumus.

VT komutācijas ķēdes

Instrumentu transformatorus izmanto lineāro un/vai fāzes primāro lielumu mērīšanai. Lai to izdarītu, strāvas spoles ietver:

• līniju vadi līnijas sprieguma kontrolei;

• kopne vai vads un zemējums, lai ņemtu fāzes vērtību.

Svarīgs sprieguma mērīšanas transformatoru aizsargelements ir to korpusa un sekundārā tinuma zemējums. Tas jāievēro, jo, primāro tinumu izolācijai saplīstot līdz korpusam vai sekundārajām ķēdēm, tajās parādīsies augsts spriegums, kas var savainot cilvēkus un sadedzināt aprīkojumu.

Apzināta korpusa un viena sekundārā tinuma zemēšana noved pie šī bīstamā potenciāla uz zemi, kas novērš negadījuma tālāku attīstību.

1. Elektriskās iekārtas

Piemērs transformatora pievienošanai sprieguma mērīšanai 110 kilovoltu tīklā ir parādīts fotoattēlā.

Šeit tiek uzsvērts, ka katras fāzes barošanas vads ar atzaru ir savienots ar tā transformatora primārā tinuma spaili, kas atrodas uz kopēja iezemēta dzelzsbetona balsta, kas pacelta elektropersonālam drošā augstumā.

Katra mērīšanas VT korpuss ar primārā tinuma otro spaili ir iezemēts tieši uz šīs platformas.

Sekundāro tinumu izejas ir samontētas spaiļu kārbā, kas atrodas katra VT apakšā. Tie ir savienoti ar kabeļu vadītājiem, kas savākti elektrības sadales kārbā, kas atrodas netālu, apkalpošanai ērtā augstumā no zemes.

Tas ne tikai pārslēdz ķēdi, bet arī uzstāda automātiskos slēdžus uz sekundārā sprieguma ķēdēm un slēdžiem vai blokiem, lai veiktu operatīvu pārslēgšanu un veiktu iekārtu drošu apkopi.

Šeit savāktās sprieguma kopnes tiek pievadītas relejaizsardzības un automatizācijas ierīcēm ar speciālu barošanas kabeli, kam tiek izvirzītas paaugstinātas prasības sprieguma zudumu samazināšanai. Šis ļoti svarīgais mērījumu ķēžu parametrs ir apskatīts atsevišķā rakstā šeit - Zudumi un sprieguma kritums

Kabeļu trases VT mērīšanai ir aizsargātas arī ar metāla kastēm vai dzelzsbetona plātnēm no nejaušiem mehāniskiem bojājumiem, tāpat kā CT.

Vēl viena iespēja pievienot NAMI tipa sprieguma mērīšanas transformatoru, kas atrodas 10 kV tīkla šūnā, ir parādīta zemāk esošajā fotoattēlā.

Sprieguma transformators augstsprieguma pusē ir aizsargāts ar stikla drošinātājiem katrā fāzē, un to var atdalīt no manuālās izpildmehānisma no barošanas ķēdes veiktspējas pārbaudēm.

Katra primārā tīkla fāze ir savienota ar atbilstošo barošanas tinuma ieeju. Sekundāro ķēžu vadītāji tiek izvadīti ar atsevišķu kabeli spaiļu blokā.

2. Sekundārie tinumi un to ķēdes

Zemāk ir vienkārša shēma viena transformatora pievienošanai barošanas ķēdes tīkla spriegumam.

Šo dizainu var atrast ķēdēs līdz 10 kV ieskaitot. To katrā pusē aizsargā atbilstošas ​​jaudas drošinātāji.

110 kV tīklā šādu sprieguma transformatoru var uzstādīt vienā apvada kopnes sistēmas fāzē, lai nodrošinātu pievienoto savienojošo ķēžu un SNR sinhronu vadību.

Sekundārajā pusē tiek izmantoti divi tinumi: galvenais un papildu, kas nodrošina sinhronā režīma ieviešanu, kad slēdžus kontrolē bloka plate.

Lai savienotu sprieguma transformatoru ar divām apvada kopnes sistēmas fāzēm, vadot slēdžus no galvenās plates, tiek izmantota šāda shēma.

Šeit vektors «uk» tiek pievienots sekundārajam vektoram «kf», ko veido iepriekšējā shēma.

Sekojošo shēmu sauc par "atvērtu trīsstūri" vai nepilnu zvaigzni.

Tas ļauj simulēt divu vai trīs fāžu spriegumu sistēmu.

Trīs sprieguma transformatoru savienošanai pēc pilnas zvaigžņu shēmas ir vislielākās iespējas. Šajā gadījumā jūs varat iegūt gan visus fāzes, gan līnijas spriegumus sekundārajās ķēdēs.

Pateicoties šai iespējai, šī opcija tiek izmantota visās kritiskajās apakšstacijās, un šādu VT sekundārās ķēdes tiek veidotas ar divu veidu tinumiem, kas iekļauti atbilstoši zvaigznes un trīsstūra ķēdei.

Dotās shēmas spoļu ieslēgšanai ir tipiskākās un tālu no vienīgās. Mūsdienu mērtransformatoriem ir dažādas iespējas, un tiem ir veiktas noteiktas korekcijas konstrukcijā un savienojuma shēmā.

Sprieguma mērīšanas transformatoru precizitātes klases

Lai noteiktu kļūdas metroloģiskos mērījumos, VT vadās pēc līdzvērtīgas shēmas un vektoru diagrammas.

Šī diezgan sarežģītā tehniskā metode ļauj noteikt katra VT mērījuma kļūdas sekundārā sprieguma amplitūdas un novirzes leņķa izteiksmē no primārā un katram pārbaudītajam transformatoram noteikt precizitātes klasi.

Visi parametri tiek mērīti pie nominālajām slodzēm sekundārajās ķēdēs, kurām ir izveidots VT. Ja tie tiek pārsniegti ekspluatācijas vai pārbaudes laikā, kļūda pārsniegs nominālvērtību.

Mērīšanas sprieguma transformatoriem ir 4 precizitātes klases.

Sprieguma mērīšanas transformatoru precizitātes klases

VT mērījumu precizitātes klases Maksimālās pieļaujamās kļūdas robežas FU,% δU, min 3 3,0 nav noteikts 1 1,0 40 0,5 0,5 20 0,2 0,2 ​​10

Klase Nr.3 tiek izmantota modeļos, kas darbojas relejaizsardzības un automatizācijas ierīcēs, kurām nav nepieciešama augsta precizitāte, piemēram, lai iedarbinātu trauksmes elementus par bojājuma režīmu rašanos strāvas ķēdēs.

Augstākā precizitāte 0,2 tiek sasniegta ar instrumentiem, ko izmanto kritiskiem augstas precizitātes mērījumiem, uzstādot sarežģītas ierīces, veicot pieņemšanas testus, uzstādot automātisko frekvences kontroli un tamlīdzīgus darbus. VT ar precizitātes klasēm 0,5 un 1,0 visbiežāk tiek uzstādītas uz augstsprieguma iekārtām sekundārā sprieguma pārnešanai uz sadales paneļiem, vadības un regulēšanas skaitītājiem, bloķēšanas releju komplektiem, aizsardzībām un ķēžu sinhronizāciju.

Kapacitatīvā sprieguma piesaistes metode

Šīs metodes princips sastāv no apgriezti proporcionālas sprieguma izlaišanas virknē savienotu dažādu jaudu kondensatoru plākšņu ķēdē.

Pēc virknē ar kopnes vai līnijas fāzes spriegumu Uph1 savienoto kondensatoru nominālo vērtību aprēķināšanas un izvēles uz gala kondensatora C3 var iegūt sekundāro vērtību Uph2, kas tiek izņemta tieši no tvertnes vai caur transformatora ierīci, kas pievienota atvieglo iestatījumus ar regulējamu spoļu skaitu.

Mērsprieguma transformatoru un to sekundāro ķēžu darbības raksturlielumi

Uzstādīšanas prasības

Drošības apsvērumu dēļ visas VT sekundārās ķēdes ir jāaizsargā. automātiskie automātiskie slēdži, tips AP-50 un iezemēts ar vara stiepli, kura šķērsgriezums ir vismaz 4 mm kv.

Ja apakšstacijā tiek izmantota divkopu sistēma, tad katra mērtransformatora ķēdes ir jāsavieno caur atdalītāja pozīcijas retranslatoru releju ķēdi, kas izslēdz vienlaicīgu sprieguma padevi vienai releja aizsargierīcei no dažādiem VT.

Visas sekundārās ķēdes no termināla mezgla VT līdz releja aizsardzības un automatizācijas ierīcēm jāveic ar vienu barošanas kabeli tā, lai visu serdeņu strāvu summa būtu vienāda ar nulli. Šim nolūkam ir aizliegts:

• atdalīt kopnes «B» un «K» un apvienot tās kopīgai zemēšanai;

• savienot kopni “B” ar sinhronizācijas ierīcēm, izmantojot slēdžu kontaktus, slēdžus, relejus;

• pārslēdziet skaitītāju «B» kopni ar RPR kontaktiem.

Darbības pārslēgšana

Visus darbus ar operatīvo aprīkojumu veic speciāli apmācīts personāls amatpersonu uzraudzībā un saskaņā ar pārslēgšanas veidlapām. Šim nolūkam sprieguma transformatora ķēdēs ir uzstādīti automātiskie slēdži, drošinātāji un automātiskie slēdži.

Kad noteikta sprieguma ķēžu sadaļa tiek pārtraukta, jānorāda veiktā pasākuma pārbaudes metode.

Periodiskā apkope

Ekspluatācijas laikā transformatoru sekundārās un primārās ķēdes tiek pakļautas dažādiem pārbaudes periodiem, kas ir saistīti ar laiku, kas pagājis kopš ierīces nodošanas ekspluatācijā un ietver atšķirīgu elektrisko mērījumu apjomu un iekārtu tīrīšanu, ko veic speciāli apmācīts remontdarbu speciālists. .

Galvenais darbības traucējums, kas var rasties sprieguma ķēdēs to darbības laikā, ir īssavienojuma strāvu rašanās starp tinumiem. Visbiežāk tas notiek, ja elektriķi nestrādā rūpīgi esošajās sprieguma ķēdēs.

Nejaušas tinumu īssavienojuma gadījumā tiek izslēgti aizsargslēdži, kas atrodas mērīšanas VT spaiļu kārbā, un pazūd sprieguma ķēdes, kas nodrošina barošanas relejus, bloķēšanas komplektus, sinhronizāciju, attāluma aizsardzību un citas ierīces.

Šajā gadījumā ir iespējama esošo aizsardzību nepareiza aktivizēšana vai to darbības traucējumi primārās cilpas bojājumu gadījumā. Šādi īssavienojumi ir ne tikai ātri jānovērš, bet arī jāiekļauj visas automātiski atspējotas ierīces.

Strāvas un sprieguma mērīšanas transformatori ir obligāti katrā elektriskajā apakšstacijā. Tie ir nepieciešami releja aizsardzības un automatizācijas ierīču drošai darbībai.