Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики

Содержание

Разновидности и технические характеристики

В зависимости от фирмы-производителя могут меняться некоторые технические характеристики устройства. Это необходимо учитывать при выборе и покупки тс.

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики

Серии ТФМ

Трансформаторы серии ТФМ предназначаются для питания электрических измерительных приборов. Активная часть размещена на основании, на которую надета покрышка из фарфора с масляным объемом. Технические данные написаны на основании прибора. Популярный прибор ТФМ-110-II-У1 с четырьмя вторичными обмотками. Его масса 630 килограмм.

Серии ТРГ

Отличаются высоким классом точности обмоток до 0,2. Есть еще одно конкурентное преимущество — можно заменять коэффициент трансформации в соотношении 1:3:4.

Антирезонансные однофазные серии НАМИ

Однофазные устройства индуктивного типа. Они устойчивы к возникновению феррорезонанса, который возникает при соединении выключателей.

Серии ТБМО

Масштабные измерительные трансформаторы отличаются максимальным сроком службы. Они обладают высоким классом точности. Отличаются миниатюрными размерами и малым весом.

Измерительные трансформаторы тока класса напряжения 110

Выделяются на фоне зарубежных аналогов с похожим спектром действий и стойкостью при минимальных номинальных показателях тока обмотки.

Максимальные токовые защиты

Основной защитой здесь так же является МТЗ. Она должна быть всегда и обычно в проектах применяется без каких-либо дополнительных пусковых органов, хотя может комбинироваться с органами напряжения.

Также вы наверное заметили, что я отмечаю две важнейших цели МТЗ — основная защита своего присоединения и резервная защита смежных. В сетях 6-10 кВ МТЗ — это базовая фундаментальная защита, без которой невозможно надежное функционирование сети!

Токовая отсечка также обязательна на всех трансформаторах, где не применяется дифференциальная защита (ПУЭ 3.2.54), а это как раз наш случай. До мощности 6,3 МВА обычно дифф. защиту не устанавливают.

Защита от перегрузки в принципе выполняется всегда, хотя ПЭУ 3.2.69. говорит о том, что это нужно делать «…в зависимости от вероятности и значения возможной перегрузки». Я отметил ее как необязательную, но советую применять ее всегда, когда хватает токовых ступеней в устройстве. Также стоит отметить, что данную защиту может выполнять и вводной автомат 0,4 кВ так, как питание здесь одностороннее.

Токовая защита от ОЗЗ устанавливается, если есть ТТНП, а сам трансформатор подключается через кабель (что чаще всего и бывает). Иногда ей пренебрегают, считая, что повреждение на столь малом участке маловероятно. Однако, если терминал содержит эту функцию и есть возможность подключения к ТТНП, то защиту нужно вводить.

Схема размещения защит по измерительным трансформаторам

Продолжаем говорить о принципиальных схемах и сегодня рассмотрим Схему размещения защит по измерительным трансформаторам.

На самом деле на этой схеме отражаются не только защиты,  но и элементы коммерческого учета, измерители, РАС и т.д. Поэтому ее еще называют Схемой размещения ИТС (информационно-технологических систем) по ТТ и ТН.

Схема получается из Главной однолинейной (см. здесь) путем ее обработки опытным релейщиком. По-сути, на Схеме размещения есть вся необходимая информация для понимания того, какие защиты и автоматика есть на подстанции и как включаются их измерительные органы. Это самая важная информация в разделе РЗА и, соответственно, это самая важная Схема.

Какую информацию нужно искать на Схеме размещения защит:

Стадия П

  1. Виды защит и автоматики каждого присоединения и элементов подстанции (в виде сокращений или кодов ANSI)
  2. Количество комплектов РЗА для каждого присоединения (обычно от 1 до 3)
  3. Способы включения комплектов РЗА (на один или несколько ТТ, на шинный или линейный ТН и т.д.)
  4. Информация по измерительным ТТ и ТН (коэффициент трансформации, класс точности, мощность вторичных обмоток)

Стадия Р, РД

  1. Типы терминалов и шкафов РЗА
  2. Типы ТТ и ТН.

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики

Также иногда указывается направление АУВ в виде стрелки от комплекта к конкретному выключателю. Это делается для сложных схем, где количество присоединений не равно количеству выключателей (мостики, заход-выход, квадраты, полуторные схемы). Для таких схем комплект автоматики управления выключателем не всегда очевиден, особенно если он совмещен с резервными защитами присоединения.

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики

Схема размещения защит релейщику говорит практически все. Опытный релейщик способен с высокой достоверностью «восстановить» возможные режимы работы подстанции, вид изоляции РУ и примерную мощность электрических машин по составу и количеству функций РЗА потому, что они связаны между собой через ПУЭ и нормы проектирования.

Например, если на РУ 110 кВ установлены 2 комплекта дифференциальной защиты шин, то скорее всего мы имеем дело с КРУЭ-110. Если на трансформаторе установлена дифференциальная защита, то это трансформатор мощностью 6,3 МВА и выше. Тоже самое можно сказать про двигатели мощностью 5 МВт. Если на схеме 110-5Н (мостик) есть ступенчатые защиты линии (ДЗ, ТЗНП, ТО), то режим работы — транзитный, и наоборот. И так далее.

Смеха размещения защит по измерительным трансформаторам дает быстрый и всесторонний обзор объекта. С этой точки зрения, целесообразно начинать рассмотрение документации на подстанцию именно с нее, а потом переходить к текстовой части ТЗ или пояснительной записке.

Из Схемы размещения защит по ТТ и ТН «нарезаются» поясняющие схемы для принципиалок по защите присоединений. Ее используют при подготовки ТКП на вторичные системы.

В общем это основа всего раздела «Релейная защита и автоматика». В подтверждении этого вот вам ссылка на сайт ФСК ЕЭС, по которой вы можете найти целый СТО, посвященный требованиям к оформлению Схемы размещения ИТС по ТТ и ТН. Рекомендую прочитать этот документ, хотя по мне там не хватает примера самой Схемы. Словами не всегда получается передать все нюансы.

Популярные статьи  Реостаты со скользящим контактом - прицнип работы и схема

В следующий раз поговорим о принципиальных схемах релейной защиты и автоматики присоединений.

Описание, особенности и каталожные данные сухих трансформаторов

ТР относится к классу сухих, если его обмотки не погружаются в масло, а их охлаждение производится за счет воздуха.

Это самые простые и безопасные трансформаторы. В них не нужно регулярно менять масло (самая частая статья расходов при эксплуатации ТР).

Преимущества сухих ТР:

  • безопасность эксплуатации (нет риска утечки масляной жидкости);
  • простота монтажа и ремонта;
  • простота эксплуатации;
  • небольшой риск перегрузок (и только на короткий срок).

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики

Это позволяет использовать их в общественных местах. Хотя и на промышленных предприятиях им нашли применение. Они могут быть как понижающими, так и повышающими.

Правда, масляное охлаждение намного эффективнее воздушного в плане скорости, поэтому сухие трансформаторы больше по размерам, чем их масляные аналоги из-за наличия больших воздушных зазоров между обмотками.

Низковольтные устройства охлаждаются естественным образом, в то время как в высоковольтных ТР с мощностью до 10 кВ*А применяется принудительное охлаждение.

С открытыми обмотками (ООО “Электрофизика”)

Трансформаторы производства данной компании превосходят аналоги других фирм по таким параметрам, как:

  • уровни перегрузки;
  • уровни изоляции;
  • климатические условия использования;
  • экологичность.

В модельном ряду компании есть ТР:

  • С заявленной мощностью до 10 кВ*А.
  • С классом U 0,66 кВ.
  • С U на обмотке ВН 10, ВН6 (обмотка выполнена из меди или алюминия).

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики

Серии ТС, ТСЗ, ТСКС (ООО энергетическая компания “Энко”)

«Энко» производит сухие трансформаторы следующих моделей:

  • ТС, ТСЗ – 4,0-10,0/380-У2.
  • ТСКС – 25/10(6)-У3.
  • ТСКС-40/145/10(6)-У3.

«Энко» специализируется на производстве сухих ТР разного вольтажа. Также предприятие занимается обслуживанием приборов, которые оно выпускает.

С литой изоляцией (“НТТ-ЭЛЕКТРО”)

«НТТ-ЭЛЕКТРО» производит ТР с литой изоляцией. Мощность изделий варьируется от 25 до 16000 кВ*А, а U – от 0,1 до 35 кВ.

Устройства компании широко применяются в промышленности и используются при модернизации старого оборудования на распределительных подстанциях.

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики

CTR-трансформаторы экологически безопасные и обладают высокой пожаробезопасностью. Они имеют повышенную стойкость к работе при продолжительных перегрузках. При этом они мало шумят и имеют пониженный уровень излучения от электромагнитных волн.

Модель S Номинальное U Частота U КЗ Класс нагревостойкости
СTR с литой изоляцией 0,16-20 МВ*А 0,1-35 кВ 50-60 Гц 4-10% F/F

H/H

Серии ТС, ТСЗ, ТСЗП (“РосЭнергоТранс”)

Трансформаторы, которые выпускает «РосЭнергоТранс», могут иметь три исполнения:

  1. Левое.
  2. Правое.
  3. Вверх.

Исполнения отличаются расположением обмотки высокого напряжения. При первом исполнении обмотка располагается слева, если смотреть с лицевой стороны. При втором, соответственно, справа. При третьем обмотка выводится на крышу устройства.

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Основные характеристики трансформатора:

  • входное напряжение;
  • значения выходных напряжений;
  • мощность;
  • напряжение и ток холостого хода.

Отношение напряжений на первичной и вторичной обмотках представляет собой коэффициент трансформации. Он зависит только от соотношения количества витков в обмотках и остается постоянным в любых режимах работы.

Мощность трансформатора зависит от сечения сердечника и диаметра проводов в обмотках (соответственно — допустимого тока). Мощность со стороны первичной обмотки всегда равна сумме мощностей вторичных за вычетом потерь в обмотках и сердечнике.

Напряжение холостого хода — это напряжение на вторичных обмотках без нагрузки. Разница между ним и напряжением под нагрузкой характеризует потери в обмотках за счет сопротивления провода. Таким образом, чем толще проводники в обмотках, тем меньше будут потери и меньше разница в напряжениях.

Величина тока холостого хода зависит, в основном от качества сердечника. В идеальном трансформаторе ток, проходящий через первичную обмотку, создает переменное магнитное поле в сердечнике, которое, в свою очередь, за счет магнитной индукции создает ЭДС противоположного направления.

Индуцированная ЭДС компенсирует подаваемое напряжение и ТХХ равен нулю. В реальных условиях, за счет потерь в сердечнике, величина ЭДС всегда меньше первичного напряжения, в результате чего возникает ТХХ. Для уменьшения тока для изготовления сердечника нужен материал высокого качества, между пластинами должен отсутствовать немагнитный зазор.

Последнему требованию в максимальной степени соответствуют тороидальные сердечники — в них немагнитный зазор отсутствует.

Виды и классификации

Основные классификации трансформаторов:

  1. По числу фаз.
  2. По наличию или отсутствию заземления вывода,
  3. По принципу действия.
  4. По числу ступеней трансформации.
  5. По наличию компенсационной обмотки или обмотки для контроля изоляции сети.
  6. По виду изоляции:
  7. По особенностям конструктивного исполнения.

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматикиСтарый 3-х фазный масляный ТН

Место установки:

  • наружная,
  • внутренняя,
  • встроенный в силовой трансформатор,
  • установка отдельным элементом.

Основные признаки трансформаторов и их обозначения приведены в таблице:

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики

Трёхобмоточный трансформатор следует изготовлять с двумя вторичными обмотками:

  • основной,
  • дополнительной.

Принцип действия

Емкостной трансформатор — необычный с точки зрения своего конструктивного устройства и принципа действия прибор. Особенность в том, что вторичное напряжение строго пропорционально первичному. В результате этого при определенном коэффициентом соотношении трансформации получаемый ток изменяется во вторичном напряжении.

При этом от класса точности, качества материала изготовления зависит то, какова будет погрешность, отклонения при функционировании устройства

Потому важно подбирать емкостные трансформаторы напряжения 110 кв и иные характеристики с качественными обмотками. Только в таком случае можно быть уверенными, что коэффициент измерения и погрешность будут минимальными, преступаемый к приборам пользователей ток имеет стабилизированное значение. 

Емкостной трансформатор принцип работы заключается в том, что используется специальная технология уменьшения напряжения поэтапно. Применяется емкостный делитель, который обеспечивает переброс показателей на обмотки, в результат которого наблюдается стабилизация напряжения. ЭМУ — функциональный элемент тс, который обеспечивает беспрерывность и эффективность работы.

Емкостные трансформаторы напряжения — их принцип работы заключается в делении при помощи бумажно-пленочного диэлектрика. Он помещается перед монтированием в конструкцию в специальную диэлектрическую жидкость, которая выступает в роли синтетика. Пропитывается до необходимых показателей на протяжении часов. После установки диэлектрика, состоящий из пленки и бумаги позволяет соблюдать температурные показатели в районе приемлемых. К емкостного трансформатора тн температурные показатели составляет от 40 до 60 градусов со знаком плюс.

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики

Секции емкостного оборудования помещаются в специальную композиционную покрышку с жидкостью. Монтируются дополнительно сифоны из нержавеющей стали, которые предназначены для компенсации расширения диэлектрических устройств. При работе с емкостными тс напряжение 100 кв и других показателей не требуется специальное защитное оборудование.

Популярные статьи  Схемы включения ламп накаливания

Электромагнитное устройство

Оно находится в специальном металлическом баке, который надежно загерметизирован. При этом бак не подвержен коррозийным изменениям, так как он покрыт защищающей пленкой. На передней стенке, в доступности к пользователю, находится бок с вторичными обмотками.

При этом специалисты изготовляют вторичные обмотки с другими значениями, если того требует ситуация. В обязательном порядке указываются на пломбировке значения коэффициентов, позволяющие высчитать неопытным путем энергетическую емкость и мощность.

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики

Схема полной звезды ТТ

В схеме полной звезды (рис. 1, а) в реле проходят вторичные токи измерительных трансформаторов, поэтому коэффициент схемы kcx=1.

Защита может срабатывать при любом виде КЗ. Эта схема применяется обычно в сетях с глухозаземленной нейтралью, в которых могут возникать не только междуфазные, но и однофазные КЗ, сопровождающиеся протеканием тока в одной фазе. В сетях с изолированной (компенсированной) нейтралью (6-35 кВ) схема, как правило, не применяется, так как в этих сетях могут возникать лишь междуфазные КЗ, для фиксации которых достаточно иметь трансформаторы тока в двух фазах. Схема относительно дорогая, так как требует трех ТТ и трех реле тока.

Трансформатор напряжения принцип работы

Для непосредственного включения на высокое напряжение потребовались бы очень громоздкие приборы и реле вследствие необходимости их выполнения с высоковольтной изоляцией. Изготовление и применение такой аппаратуры практически неосуществимо, особенно при напряжении 35 кВ и выше.

Применение трансформаторов напряжения позволяет использовать для измерения на высоком напряжении стандартные измерительные приборы, расширяя их пределы измерения; обмотки реле, включаемых через трансформаторы напряжения, также могут иметь стандартные исполнения.

Кроме того, трансформатор напряжения изолирует (отделяет) измерительные приборы и реле от высокого напряжения, благодаря чего он обеспечивает безопасность их обслуживания на подстанции.

В то же время, если силовые трансформаторы предназначены для передачи транспортируемой мощности с минимальными потерями, то измерительные трансформаторы напряжения конструируются с целью высокоточного повторения в масштабе векторов первичного напряжения.

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматикиизмерительный трансформатор напряжения

Принципы работы трансформатора напряжения

Конструкцию трансформатора напряжения, как и трансформатора тока, можно представить магнитопроводом с намотанными вокруг него двумя обмотками:

  • первичной;
  • вторичной.

Специальные сорта стали для магнитопровода, а также металл их обмоток и слой изоляции подбираются для максимально точного преобразования напряжения с наименьшими потерями. Число витков первичной и вторичной катушек рассчитывается таким образом, чтобы номинальное значение высоковольтного линейного напряжения сети, подаваемое на первичную обмотку, всегда воспроизводилось вторичной величиной 100 вольт с тем же направлением вектора для систем, собранных с заземленной нейтралью.

Если же первичная схема передачи энергии создана с изолированной нейтралью, то на выходе измерительной обмотки будет присутствовать 100/√3 вольт.

Для создания разных способов моделирования первичных напряжений на магнитопроводе может располагаться не одна, а несколько вторичных обмоток.

Устройство однофазного трансформатора напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматикиустройство однофазного трансформатора напряжения

Устройство однофазного трансформатора напряжения:

  • а — общий вид трансформатора напряжения;
  • б — выемная часть;
  • 1,5 — проходные изоляторы;
  • 2 — болт для заземления;
  • 3 — сливная пробка;
  • 4 — бак;
  • 6 — обмотка;
  • 7 — сердечник;
  • 8 — винтовая пробка;
  • 9 — контакт высоковольтного ввода

Однофазные трансформаторы напряжения получили наибольшее распространение. Они выпускаются на рабочие напряжения от 380 В до 500 кВ.

Конструктивные размеры и масса ТН определяются не мощностью, как у силовых трансформаторов, а в основном объемом изоляции первичной обмотки и размерами её выводов высокого напряжения.

Трансформаторы напряжения с номинальным напряжением от 380 В до 6 кВ имеют исполнение с сухой изоляцией (обмотки выполняются проводом марки ПЭЛ и пропитываются асфальтовым лаком).

Свердловский завод трансформаторов тока выпускает трансформаторы напряжения на 6, 10, 35 кВ с литой изоляцией.

У трансформаторов напряжением 10 — 500 кВ изоляция масляная (магнитопровод погружен в трансформаторное масло).

Пример назначение и область применение трансформаторов напряжения ЗНОЛ-НТЗ

Трансформаторы предназначены для наружной установки в открытых распределительных устройствах (ОРУ). Трансформаторы обеспечивают передачу сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления, предназначены для использования в цепях коммерческого учета электроэнергии в электрических установках переменного тока на класс напряжения 35 кВ. Трансформаторы выполнены в виде опорной конструкции.

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики

Корпус трансформаторов выполнен из компаунда на основе гидрофобной циклоалифатической смолы «Huntsman», который одновременно является основной изоляцией и обеспечивает защиту обмоток от механических и климатических воздействий. Рабочее положение трансформаторов в пространстве — вертикальное, высоковольтными выводами вверх.

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматикисхема включения обмоток трансформатора напряжения ЗНОЛ-НТЗ

См.  трансформаторы ЗНОЛ, схемы характеристики в таблице

Особенности и виды измерительных трансформаторов

Эти агрегаты предназначаются для использования в оборудовании с переменным током. Нужно это для того, чтобы выполнить изоляцию цепи, в которую подключены измерительные устройства, а также реле от сети с высоким напряжением. В противном варианте прикосновение к ним было бы опасным для жизни либо такие приборы имели бы очень сложную конструкцию.

Также, измерительные трансформаторы способны расширить предел измерения данных устройств измерения.

Измерительные трансформаторы бывают:

  • Трансформатор тока. Данные агрегаты выполняются двухобмоточного типа и представляют собой повышающий трансформатор. Исходная обмотка тут является проводом, который проходит сквозь магнитопровод. В электрическом оборудовании «ТТ» используют для осуществления питания токовых катушек устройств измерения. Обе обмотки намотаны на один сердечник. Первичная катушка подсоединяется последовательно, а вот к вторичной подключаются сами приборы. Если «ТТ» работает, то его вторичная обмотка обязательно должна быть с нагрузкой.
  • Трансформатор напряжения. Конструкция данных агрегатов схожа с силовыми трансформаторами. Первичная и вторичная обмотка тут объединена магнитной цепью, изготовленной из специального ферромагнитного материала. Оптимальный режим работы трансформаторов напряжения считается «режим холостого хода». Обусловлено это отсутствием возможности передавать мощность. Также, отличительной особенностью таких устройств является отсутствие фазового сигнала между напряжениями вторичной и первичной обмотки.

При использовании этих двух устройств можно примерять одно и то же измерительное оборудование, с помощью которого осуществляется контроль параметров тока и напряжения. Вторичная катушка «ТТ» и «ТН» необходимо заземлить. Это позволит уберечь измерительные приборы от случайного появления завышенного напряжения, способного возникнуть при аварийных ситуациях, таких как пробой изоляции и т.д.

Данные устройства классифицируются на конвертор тока в ток, тока в неэлектрическую величину (к примеру, световой поток) и тока в напряжение. К последнему типу относятся трансреакторы либо магнитные трансформаторы.

Популярные статьи  Схемы включения амперметров через трансформаторы тока

Вся измеренная данными агрегатами информация способна отображаться в аналоговом или дискретном виде.

Кроме всего этого, измерительные трансформаторы подразделяются согласно:

  • Способу монтажа. Сюда относятся проходные, встраиваемые и опорные агрегаты.
  • Виду установки. Работа на открытом воздухе, в помещении, встроенные в электрическое оборудование, установленные в специальные установки.
  • Согласно числу коэффициента трансформации (один или несколько).
  • Количеству ступеней трансформации. Измерительные трансформаторы могут быть каскадные либо одноступенчатые.
  • Виду первичной обмотки (один или много витков).

Сегодня в электрическом оборудовании напряжение способно достигать отметки в 750 кВ и даже больше. Ну а токи могут доходить до десяток кило Ампер. Для того чтобы их измерять, используют данные устройства, которые предназначаются для изоляции приборов и реле от цепей с высоким током или напряжением.

Также, эти агрегаты уменьшают напряжение и ток до тех величин, которые удобно измерить.

Благодаря измерительным трансформаторам тока и напряжения удаётся подсоединить амперметр, вольтметр, различные приборы релейной защиты, ваттметр, счётчики энергии.

Ключевое отличие ТТ от ТН

Трансформаторы  I по конструктиву значительно отличаются от трансформаторов U. По внешнему виду ТН ассоциируется с трансформатором в общепринятом понимании, то есть с многовитковой первичной и вторичной обмоткой. ТТ больше напоминает дроссель ввиде W2, одетой на провод большого сечения.

Назначение

Преобразователи U предотвращают массу происшествий с техникой по причине девиаций параметров сети: порчи от низкого вольтажа или экстремально высокого U2. Тем самым они увеличивают степень безопасности и предотвращают порчу приборов от нестабильных параметров электропитания, поскольку в трансформаторных блоках питания СБТ рабочее напряжение снижается в несколько раз.

Разница заключается в том,  что преобразователи I сконструированы под измерительную аппаратуру или выступают в качестве защитного устройства.

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики

Место в электрической цепи

ТТ в основном они применяются для понижения I до величины, пригодной для измерения. Они используются в тех местах локализации проводников, где требуется определить значение силы переменного тока. Подключение первичной обмотки производится в разрыв цепи, а вторичную катушку электромагнитного устройства подключают к эталонному резистору с известным номиналом.

С помощью амперметра и вольтметра производят замеры параметров, которые после несложного пересчета дают значение искомой силы тока в первичной обмотке. ТТ используют в силовых распределительных щитах, электрических счетчиках, устройствах релейной защиты.

Различие по месту в электрической цепи

ТТ от ТН связано с применением последних аппаратов в качестве:

  • гальванической развязки цепей с высоким напряжением от каскадов с низким вольтажом;
  • повышающих или понижающих напряжение устройств;
  • устройств согласования каскадов с разным импедансом.

ТН применяются как в качестве мощных трансформаторов подстанций и промышленных объектов, так и среднемощного электросварочного оборудования, блоков питания СБТ и маломощных бытовых электроприемников.

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики

Режим работы

Благоприятным режимом работы ТН является режим, приближенный  к холостому ходу, тогда нагрузка на выходную катушку минимальная. Оптимальным сопротивлением нагрузки ТН считается та, которая  равна или до 1,5 раз больше сопротивления вторичной обмотки.

Напротив, ТТ нельзя включать без нагрузки во вторичной обмотке. Потому что при «бесконечном» сопротивлении на ней будет очень высокое (теоретически «бесконечное») напряжение, способное вызвать пробой изоляции и вывести аппарат из строя.

Принцип работы ограничителя перенапряжений

Защитное действие ограничителя перенапряжений обусловлено тем, что появление опасного для изоляции перенапряжения, вследствие высокой нелинейности резисторов через ограничитель перенапряжений протекает значительный импульсный ток, в результате чего величина перенапряжения снижается до уровня, безопасного для изоляции защищаемого оборудования.

В нормальном рабочем режиме ток через ограничитель имеет емкостный характер и составляет десятые доли миллиампера. Но при возникновении перенапряжений резисторы ОПН переходят в проводящее состояние и ограничивают дальнейшее нарастание перенапряжения до уровня, безопасного для изоляции защищаемой электроустановки. Когда перенапряжение снижается, ограничитель вновь возвращается в непроводящее состояние.

Вольтамперная характеристика ограничителя состоит из 3 участков (рис. 5):

  1. — область малых токов;
  2. — область средних токов;
  3. — область больших токов.

В первой области варисторы работают под рабочим напряжением, не превышающим наибольшее допустимое рабочее напряжение (сопротивление варисторов велико, через них протекает очень малый ток утечки). В режим средних токов варистор переходит при возникновении перенапряжения в сети. При этом на границе 1 и 2 областей происходит перегиб ВАХ, сопротивление варисторов существенно уменьшается и через них протекает кратковременный импульс тока. Варистор поглощает энергию импульса и рассеивает её в окружающее пространство в виде тепла. За счёт поглощения энергии импульс перенапряжения резко падает. Третья область для ограничителя является аварийной, сопротивление варисторов в ней вновь резко возрастает.

Осциллограммы перенапряжений, возникающих при коммутации ВВ без ОПН и с ОПН показаны на рис. 7 и рис. 8.

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики
Рис. 7. Осциллограммы перенапряжений при коммутации ВВ без ОПН.

Измерительные трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты и автоматики
Рис. 8. Осциллограммы перенапряжений при коммутации ВВ с ОПН.

Вторая группа мероприятий — это усиление изоляции входных витков; установка емкостных колец и электростатических экранов (емкостная компенсация).

Емкостные кольца представляют собой разомкнутые шайбообразные экраны, изготовляемые из металлизированного электрокартона. Этими кольцами прикрывают начало и конец обмотки, тем самым поднимают кривую начального распределения напряжения, приближая ее к кривой конечного распределения.

Уменьшение неравномерности начального распределения напряжения и сближение его с конечным распределением достигаются применением в трансформаторах дополнительных электростатических экранов в виде разомкнутых металлических колец (витков), охватывающих начальную часть обмотки и соединенных с ее вводом. Такой экран создает дополнительные емкости, через которые заряжаются поперечные емкости в обход продольных емкостей.

В результате кривая начального распределения напряжения значительно спрямляется и становится почти такой же, как и кривая конечного распределения для обмоток с заземленной нейтралью. Трансформаторы с изолированной нейтралью также могут снабжаться электростатическими экранами, но в этом случае применяют специальные устройства импидоры, включаемые между нейтралью и землей. Это устройство содержит емкость, включенную параллельно разряднику и реактору, которая при волновых процессах заземляет нейтраль трансформатора, а при промышленной частоте имеет большое сопротивление и практически изолирует нейтраль.

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: