Áramváltók mérőáramköreiben relévédelemhez és automatizáláshoz

Az elektromos alállomások erősáramú berendezései szervezetileg kétféle eszközre oszlanak:

1. tápáramkörök, amelyeken keresztül a szállított energia teljes teljesítménye továbbítódik;

2. másodlagos eszközök, amelyek lehetővé teszik az elsődleges hurokban zajló folyamatok vezérlését és azok irányítását.

Az erősáramú berendezések nyílt területeken vagy zárt kapcsolóberendezésekben, a másodlagos berendezések pedig relépaneleken, speciális szekrényekben vagy külön cellákban találhatók.

A tápegység és a mérő-, kezelő-, védelmi és ellenőrző szervek közötti információtovábbítási funkciót betöltő köztes kapcsolat a mérőtranszformátorok. Mint minden ilyen eszköznek, ezeknek is két oldaluk van különböző feszültségértékekkel:

1. nagyfeszültség, amely megfelel az első hurok paramétereinek;

2.alacsony feszültség, amely lehetővé teszi az energetikai berendezések kiszolgáló személyzetre gyakorolt ​​hatásának kockázatát, valamint a vezérlő- és felügyeleti eszközök létrehozásához szükséges anyagok költségeit.

A "mérés" jelző tükrözi ezeknek az elektromos eszközöknek a célját, mivel nagyon pontosan szimulálják az erőátviteli berendezéseken zajló összes folyamatot, és transzformátorokra vannak osztva:

1. áram (CT);

2. feszültség (VT).

Az átalakítás általános fizikai elvei szerint működnek, de a primer körbe való beépítésük és beépítésük módja eltérő.

Hogyan készülnek és működnek az áramváltók

Működési elvek és eszközök

A tervezésben mérőáramváltó a primer áramkörben folyó nagy értékű áramok vektorértékeinek átalakítása arányosan csökkentett nagyságrendűvé, és ugyanúgy meghatározzák a szekunder körökben lévő vektorok irányait.

Mágneses áramköri eszköz

Szerkezetileg az áramváltók, mint bármely más transzformátor, két szigetelt tekercsből állnak, amelyek egy közös mágneses áramkör körül helyezkednek el. Laminált fémlemezekből készül, amelyeket speciális elektromos acélok segítségével olvasztnak meg. Ez azért történik, hogy csökkentsék a mágneses ellenállást a tekercsek körül zárt hurokban keringő mágneses fluxusok útján, és csökkentsék az átmenő veszteségeket. légörvény.

A relévédelmi és automatizálási sémák áramváltójának nem egy mágneses magja lehet, hanem kettő, amelyek különböznek a lemezek számától és a felhasznált vas teljes mennyiségétől. Ez kétféle tekercs létrehozására szolgál, amelyek megbízhatóan működhetnek, ha:

1. Névleges munkafeltételek;

2.vagy rövidzárlati áramok okozta jelentős túlterheléseknél.

Az első kialakítás mérések elvégzésére szolgál, a második pedig a feltörekvő abnormális üzemmódokat kikapcsoló védelmek csatlakoztatására szolgál.

A tekercsek és a csatlakozó kapcsok elrendezése

A villamos berendezés áramkörében állandó működésre tervezett és gyártott áramváltók tekercsei megfelelnek az áram biztonságos áthaladására és hőhatására vonatkozó követelményeknek. Ezért rézből, acélból vagy alumíniumból készülnek, olyan keresztmetszettel, amely kizárja a fokozott fűtést.

Mivel a primer áram mindig nagyobb, mint a szekunder áram, a tekercs mérete jelentősen kiemelkedik, amint az az alábbi képen látható a megfelelő transzformátornál.

A bal és a középső szerkezetnek egyáltalán nincs hatalma. Ehelyett a házban egy nyílás van kialakítva, amelyen egy tápvezeték vagy egy rögzített busz halad át. Az ilyen modelleket általában 1000 V-ig terjedő elektromos berendezésekben használják.

A transzformátor tekercseinek kivezetésein mindig van egy rögzített rögzítő a gyűjtősínek és a csatlakozó vezetékek csavarokkal és csavaros bilincsekkel történő csatlakoztatásához. Ez az egyik kritikus hely, ahol az elektromos érintkezés megszakadhat, ami károkat okozhat, vagy megzavarhatja a mérőrendszer pontos működését. A primer és szekunder körökben történő rögzítésének minőségére az üzemi ellenőrzések során mindig figyelni kell.

Az áramtranszformátor sorkapcsait gyárilag a gyártás során megjelölik, és a következő jelzésekkel látják el:

• L1 és L2 a primer áram be- és kimenetére;

• I1 és I2 — másodlagos.

Ezek az indexek a fordulatok egymáshoz viszonyított tekercselési irányát jelentik, és befolyásolják a teljesítmény és a szimulált áramkörök helyes csatlakoztatását, az áramvektorok áramköri eloszlásának jellemzőit. Figyelembe veszik a transzformátorok kezdeti beszerelése vagy a hibás készülékek cseréje során, sőt különféle elektromos ellenőrzési módszerekkel megvizsgálják mind a készülékek összeszerelése előtt, mind a telepítés után.

A W1 primer áramkörben és a W2 szekunder körben a fordulatok száma nem azonos, de nagyon eltérő. A nagyfeszültségű áramtranszformátoroknak általában csak egy egyenes busza van a mágneses áramkörön, amely a táptekercsként működik. A szekunder tekercsnek nagyobb a menetszáma, ami befolyásolja az átalakítási arányt. A használat megkönnyítése érdekében a két tekercsben lévő áram névleges értékének tört kifejezéseként van megírva.

Például a doboz adattábláján a 600/5 bejegyzés azt jelenti, hogy a transzformátort 600 amper névleges áramerősségű nagyfeszültségű berendezéshez kívánják csatlakoztatni, és csak 5-öt alakítanak át a szekunder áramkörben.

Minden mérőáram-transzformátor a primer hálózat saját fázisához csatlakozik. A relévédelmi és automatizálási eszközök másodlagos tekercseinek számát általában megnövelik az áramköri magokban való külön használathoz a következőkhöz:

• Mérőeszközök;

• általános védelem;

• gumiabroncs és gumiabroncs védelem.

Ez a módszer kiküszöböli a kevésbé kritikus áramkörök befolyását a jelentősebbekre, egyszerűsíti karbantartásukat és tesztelésüket a működő berendezéseken üzemi feszültség mellett.

Az ilyen szekunder tekercsek kivezetéseinek jelölésére az 1I1, 1I2, 1I3 jelölést használják az elejére és a 2I1, 2I2, 2I3 a végekre.

Elszigetelő készülék

Minden áramváltó modellt úgy terveztek, hogy bizonyos mennyiségű nagy feszültséggel működjön a primer tekercsen. A tekercsek és a ház között elhelyezkedő szigetelőrétegnek hosszú ideig ki kell bírnia az osztályába tartozó elektromos hálózat potenciálját.

A nagyfeszültségű áramváltók szigetelésének külső felületén a céltól függően a következők használhatók:

• porcelán terítő;

• tömörített epoxigyanták;

• bizonyos típusú műanyagok.

Ugyanezek az anyagok kiegészíthetők transzformátorpapírral vagy olajjal, hogy szigeteljék a tekercseken lévő belső vezetékek kereszteződéseit, és kiküszöböljék a fordulat-forduló hibákat.

TT pontossági osztály

Ideális esetben a transzformátornak elméletileg pontosan, hibák nélkül kell működnie. A valós szerkezetekben azonban energiaveszteség keletkezik a vezetékek belső felmelegítéséhez, a mágneses ellenállás leküzdéséhez és az örvényáramok kialakulásához.

Emiatt legalább egy kicsit, de az átalakítási folyamat megzavarodik, ami befolyásolja az elsődleges áramvektorok skálájának reprodukálásának pontosságát a másodlagos értéküktől a térbeli orientáció eltéréseivel. Minden áramváltónak van egy bizonyos mérési hibája, amelyet az abszolút hiba és a névleges érték arányának százalékában normalizálnak az amplitúdóban és a szögben.

Pontossági osztály Az áramváltókat a "0,2", "0,5", "1", "3", "5", "10" számértékek fejezik ki.

A 0.2 osztályú transzformátorok kritikus laboratóriumi mérésekhez használhatók.A 0.5 osztály az 1. szintű mérők által kereskedelmi célokra használt áramok pontos mérésére szolgál.

A 2. szintű relék és vezérlőszámlák működéséhez szükséges áramméréseket az 1. osztályban végezzük. A hajtások működtetőtekercsei a 10. pontossági osztályú áramváltókra csatlakoznak. Pontosan az elsődleges hálózat zárlati üzemmódjában működnek.

TT kapcsoló áramkörök

Az energiaiparban elsősorban három-négy vezetékes vezetékeket használnak. A rajtuk áthaladó áramok szabályozására különféle sémákat használnak a mérőtranszformátorok csatlakoztatására.

1. Elektromos berendezések

A képen egy 10 kilovoltos háromvezetékes áramkör áramának mérési változata látható két áramváltó segítségével.

Itt látható, hogy az A és C primer fázis csatlakozó sínek az áramváltók kapcsaira vannak csavarozva, a szekunder áramkörök pedig kerítés mögé vannak rejtve, és külön kábelkötegből egy védőcsőbe vezetik, amelyet a relétérbe vezetnek. áramkörök csatlakoztatásához a sorkapcsokhoz.

Ugyanez a beépítési elv más rendszerekben is érvényes. nagyfeszültségű berendezéseka képen látható 110 kV-os hálózathoz.

Itt a műszertranszformátorok burkolatait a biztonsági előírások által megkövetelt, földelt vasbeton platform segítségével magasba szerelik. A primer tekercsek csatlakoztatása a tápvezetékekhez vágással történik, és az összes szekunder áramkör egy közeli dobozban kerül kivezetésre, kapocscsatlakozóval.

A szekunder áramkörök kábelcsatlakozásait fémburkolatok és betonlemezek védik a véletlen külső mechanikai hatásoktól.

2.Másodlagos tekercsek

Amint fentebb megjegyeztük, az áramváltók kimeneti vezetékeit mérőeszközökkel vagy védőeszközökkel való működéshez összehozzák. Ez befolyásolja az áramkör összeszerelését.

Ha a terhelési áramot minden fázisban ampermérővel kell szabályozni, akkor a klasszikus csatlakozási lehetőséget használják - egy teljes csillag áramkört.

Ebben az esetben minden eszköz megmutatja a fázisának aktuális értékét, figyelembe véve a köztük lévő szöget. Az automatikus rögzítők ebben a módban a legkényelmesebben lehetővé teszik a szinuszok alakjának megjelenítését és ezek alapján a terheléseloszlás vektordiagramjainak elkészítését.

Gyakran előfordul, hogy a 6 ÷ 10 kV-os kimenő betáplálókra a megtakarítás érdekében nem három, hanem két mérőáram-transzformátort szerelnek fel, egy B fázis használata nélkül. Ez az eset a fenti képen látható. Lehetővé teszi ampermérők csatlakoztatását egy hiányos csillagáramkörhöz.

A kiegészítő eszköz áramainak újraelosztása miatt kiderül, hogy az A és C fázis vektorösszege jelenik meg, amely a hálózat szimmetrikus terhelési üzemmódjában a B fázis vektorával ellentétes irányú.

Két mérőáram-transzformátor bekapcsolásának esete a vonali áram relével történő felügyeletére az alábbi képen látható.

A séma lehetővé teszi a kiegyensúlyozott terhelés és a háromfázisú rövidzárlatok teljes szabályozását. Amikor kétfázisú rövidzárlat lép fel, különösen az AB vagy a BC, az ilyen szűrő érzékenységét nagymértékben alábecsülik.

A nulla sorrendű áramok megfigyelésének közös sémája úgy jön létre, hogy a mérőáram-transzformátorokat egy teljes csillagáramkörben és a vezérlőrelé tekercselését egy kombinált nulla vezetékhez csatlakoztatják.

A tekercsen átfolyó áramot a három fázisvektor összeadásával hozzák létre. Szimmetrikus üzemmódban kiegyensúlyozott, és egyfázisú vagy kétfázisú rövidzárlatok fellépése során a kiegyensúlyozatlan komponens felszabadul a relében.

Mérőáramváltók és szekunder áramköreik teljesítményjellemzői

Üzemi kapcsolás

Az áramváltó működése során a mágneses fluxusok egyensúlya jön létre, amelyet a primer és szekunder tekercsben lévő áramok alakítanak ki, ennek eredményeként azok nagyságrendileg kiegyensúlyozottak, ellentétes irányúak és kompenzálják a zárt áramkörökben keletkező EMF hatását. .

Ha az elsődleges tekercs nyitva van, az áram leáll rajta, és az összes szekunder áramkör egyszerűen lekapcsol. De a szekunder áramkört nem lehet kinyitni, amikor az áram áthalad a primeren, különben a szekunder tekercsben lévő mágneses fluxus hatására elektromotoros erő keletkezik, amelyet nem fordítanak el az áramáramra zárt hurokban, alacsony ellenállással. , de készenléti módban használatos.

Ez a nyitott érintkezők nagy potenciáljának megjelenéséhez vezet, amely eléri a több kilovoltot, és képes megszakítani a szekunder áramkörök szigetelését, megzavarja a berendezés működését és elektromos sérüléseket okozhat a szervizben.

Emiatt az áramváltók szekunder köreiben minden kapcsolás szigorúan meghatározott technológia szerint és mindig a felügyelők felügyelete alatt történik, az áramkörök megszakítása nélkül. Ehhez használja:

• speciális típusú sorkapcsok, amelyek lehetővé teszik további rövidzár beépítését a használaton kívüli szakasz megszakításának idejére;

• áramblokkok tesztelése rövid jumperekkel;

• speciális kulcskialakítás.

Rögzítők vészhelyzeti folyamatokhoz

A mérőeszközök a rögzítési paraméterek típusa szerint vannak felosztva:

• névleges munkakörülmények;

• túláram előfordulása a rendszerben.

A felvevő készülékek érzékeny elemei egyenesen arányosan érzékelik a bejövő jelet és megjelenítik is. Ha az aktuális értéket a bemenetükön torzítva adják meg, akkor ez a hiba bekerül a leolvasásokba.

Emiatt a névleges helyett vészáramok mérésére tervezett eszközök az áramváltó védőmagjához csatlakoznak, nem pedig a mérésekhez.

A feszültségmérő transzformátorok készülékéről és működési elveiről itt olvashat: Feszültségtranszformátorok mérőáramköreiben relévédelemhez és automatizáláshoz