Feszültségtranszformátorok mérőáramköreiben relévédelemhez és automatizáláshoz

Ez a cikk leírja, hogyan modellezik nagy pontossággal nagy mennyiségű nagyfeszültségű tápegység áramait a relévédelmi áramkörökben való biztonságos használat érdekében. Áramváltók mérőáramköreiben relévédelemhez és automatizáláshoz.

Leírja azt is, hogyan lehet a feszültségeket tíz és száz kilovoltra alakítani a relévédelmi és automatizálási eszközök működésének vezérléséhez két alapelv alapján:

1. villamos energia átalakítása;

2. kapacitív szétválasztás.

Az első módszer az elsődleges mennyiségek vektorainak pontosabb megjelenítését teszi lehetővé, ezért széles körben elterjedt. A második módszer a 110 kV-os hálózati feszültség egy meghatározott fázisának monitorozására szolgál a bypass buszokban és néhány más esetben. De az utóbbi években egyre több alkalmazásra talált.

Hogyan készülnek és működnek a műszerfeszültség-transzformátorok

A fő alapvető különbség a feszültségmérő transzformátorok (VT) között áramváltók (CT) az, hogy ezeket, mint minden tápegység modellt, normál működésre tervezték, a szekunder tekercs rövidre zárása nélkül.

Ugyanakkor, ha a teljesítménytranszformátorokat a szállított teljesítmény minimális veszteségekkel történő továbbítására tervezzük, akkor a mérőfeszültség transzformátorokat a primer feszültségvektorok skáláján történő nagy pontosságú ismétlés céljával.

Működési elvek és eszközök

Az áramváltóhoz hasonló feszültségváltó kialakítása egy mágneses áramkörrel ábrázolható, amelybe két tekercs van feltekerve:

• elsődleges;

• második.

A mágneses áramkör speciális acélminőségeit, valamint a tekercsek és a szigetelőréteg fémeit a legpontosabb feszültségátalakítás érdekében választják ki a legalacsonyabb veszteséggel. A primer és a szekunder tekercs fordulatszámát úgy kell kiszámítani, hogy a primer tekercsre adott nagyfeszültségű vonali feszültség névleges értéke mindig 100 voltos szekunder értékként legyen reprodukálva, azonos vektorirány mellett a semleges földelt rendszerek.

Ha az elsődleges erőátviteli áramkört leválasztott nullával tervezték, akkor a mérőtekercs kimenetén 100 / √3 volt lesz jelen.

A mágneses áramkör primer feszültségeinek szimulálására különböző módszerek létrehozása érdekében nem egy, hanem több szekunder tekercs helyezhető el.

VT kapcsoló áramkörök

A műszertranszformátorok lineáris és/vagy fázisú primer mennyiségek mérésére szolgálnak. Ehhez a táptekercsek a következőket tartalmazzák:

• Vonalvezetők vonali feszültségek vezérléséhez;

• buszt vagy vezetéket és földelést a fázisérték felvételéhez.

A feszültségmérő transzformátorok fontos védőeleme a házuk és a szekunder tekercs földelése. Óvatosan kell eljárni vele, mert amikor a primer tekercs szigetelése a házig vagy a szekunder áramkörökig lebomlik, akkor bennük nagy feszültség keletkezik, ami személyi sérüléseket és berendezéseket égethet.

A burkolat és egy szekunder tekercs szándékos földelése ezt a veszélyes potenciált a földbe vezeti, ami megakadályozza a baleset további fejlődését.

1. Elektromos berendezések

A képen egy példa látható a transzformátor csatlakoztatására a 110 kilovoltos hálózat feszültségméréséhez.

Itt hangsúlyozzuk, hogy az egyes fázisok tápvezetéke egy elágazáson keresztül csatlakozik a transzformátor primer tekercsének termináljához, amely egy közös földelt vasbeton tartón helyezkedik el, elektromos személyzet számára biztonságos magasságba emelve.

Minden mérő VT teste az elsődleges tekercs második kivezetésével közvetlenül ezen a platformon van földelve.

A szekunder tekercsek kimenetei minden VT alján található kapocsdobozban vannak összeszerelve. A kábelek vezetékeihez csatlakoznak, amelyeket egy közeli elektromos elosztódobozban gyűjtenek össze, olyan magasságban, amely kényelmes a földről történő kiszolgáláshoz.

Nemcsak az áramkört kapcsolja át, hanem automatikus kapcsolókat is telepít a szekunder feszültségáramkörökre és kapcsolókra vagy blokkokra az üzemi kapcsolás végrehajtásához és a berendezések biztonságos karbantartásához.

Az itt összegyűjtött feszültségsíneket speciális tápkábellel táplálják a relévédelmi és automatizálási eszközökre, amelyre fokozott követelmények vonatkoznak a feszültségveszteségek csökkentésére. A mérőáramkörök e nagyon fontos paraméterével itt egy külön cikk foglalkozik - Veszteség és feszültségesés

A VT mérésére szolgáló kábelvezetőket fémdobozok vagy vasbeton lemezek is védik a véletlen mechanikai sérülésektől, akárcsak a CT.

Egy másik lehetőség a NAMI típusú feszültségmérő transzformátor csatlakoztatására, amely egy 10 kV-os hálózati cellában található, az alábbi képen látható.

A nagyfeszültségű oldalon lévő feszültségtranszformátort minden fázisban üvegbiztosítékok védik, és teljesítmény-ellenőrzés céljából leválasztható a kézi működtetőről a tápáramkörről.

Az elsődleges hálózat minden fázisa a táptekercs megfelelő bemenetéhez csatlakozik. A szekunder áramkörök vezetékei külön kábellel kerülnek kivezetésre a sorkapocsba.

2. Szekunder tekercsek és áramköreik

Az alábbiakban egy egyszerű diagram látható egy transzformátor csatlakoztatásához a tápáramkör hálózati feszültségéhez.

Ez a kialakítás 10 kV-ig terjedő áramkörökben található. Mindkét oldalon megfelelő teljesítményű biztosítékok védik.

110 kV-os hálózatban a bypass buszrendszer egyik fázisába beépíthető egy ilyen feszültségváltó, amely biztosítja a csatlakoztatott csatlakozó áramkörök és az SNR szinkron vezérlését.

A szekunder oldalon két tekercset használnak: a fő és a kiegészítő, amelyek biztosítják a szinkron üzemmód megvalósítását, amikor a megszakítókat a blokkkártya vezérli.

A feszültségtranszformátor csatlakoztatásához a bypass buszrendszer két fázisához, amikor a megszakítókat az alaplapról vezérli, a következő sémát használjuk.

Itt az «uk» vektor hozzáadódik az előző séma szerint kialakított «kf» másodlagos vektorhoz.

A következő sémát "nyitott háromszögnek" vagy hiányos csillagnak nevezik.

Lehetővé teszi egy két- vagy háromfázisú feszültségű rendszer szimulálását.

Három feszültségtranszformátor csatlakoztatása a teljes csillagrendszer szerint a legnagyobb lehetőségeket kínálja. Ebben az esetben a szekunder áramkörökben minden fázis- és hálózati feszültséget kaphat.

Ennek a lehetőségnek köszönhetően ezt az opciót minden kritikus alállomáson alkalmazzák, és az ilyen VT-k másodlagos áramkörei kétféle tekercseléssel jönnek létre a csillag és a delta áramkör szerint.

A tekercsek bekapcsolására vonatkozó megadott sémák a legjellemzőbbek és messze nem az egyetlenek. A modern mérőtranszformátorok különböző képességekkel rendelkeznek, és bizonyos módosításokat végeztek a tervezésben és a csatlakozási sémában.

Feszültségmérő transzformátorok pontossági osztályai

A metrológiai mérések hibáinak meghatározásához a VT-ket egy ekvivalens áramkör és vektordiagram vezérli.

Ez a meglehetősen bonyolult műszaki módszer lehetővé teszi az egyes VT mérések hibáinak meghatározását a szekunder feszültség amplitúdója és a primer feszültségtől való eltérési szöge tekintetében, valamint minden vizsgált transzformátor pontossági osztályának meghatározását.

Minden paramétert névleges terheléseken mérnek a szekunder körökben, amelyekhez a VT létrejön. Ha üzem közben vagy ellenőrzés során túllépik, akkor a hiba meghaladja a névleges értéket.

A mérőfeszültség transzformátorok 4 pontossági osztályúak.

Feszültségmérő transzformátorok pontossági osztályai

A VT mérés pontossági osztályai Megengedett hibák maximális határértékei FU,% δU, min 3 3,0 nincs meghatározva 1 1,0 40 0,5 0,5 20 0,2 0,2 ​​10

A 3. osztályt olyan relévédelmi és automatizálási eszközökben működő modellekben használják, amelyek nem igényelnek nagy pontosságot, például riasztóelemek kiváltására az áramkörökben előforduló hibaüzemek esetén.

A legnagyobb, 0,2-es pontosságot a kritikus, nagy pontosságú mérésekhez használt műszerek érik el összetett eszközök beállításakor, átvételi tesztek lefolytatása, automatikus frekvenciaszabályozás beállítása és hasonló munkák során. A 0,5 és 1,0 pontossági osztályú VT-ket leggyakrabban nagyfeszültségű berendezésekre telepítik a szekunder feszültség kapcsolótáblákra, vezérlő- és szabályozásmérőkre, reteszkészletekre, védelemre és áramkörök szinkronizálására történő átvitelére.

Kapacitív feszültségfelvételi módszer

Ennek a módszernek az elve a feszültség fordítottan arányos feloldása egy sorba kapcsolt, különböző kapacitású kondenzátorlapokból álló áramkörön.

Az Uph1 busz- vagy vonalfázisfeszültséggel sorba kapcsolt kondenzátorok névleges értékeinek kiszámítása és kiválasztása után a C3 végső kondenzátoron megkaphatjuk az Uph2 szekunder értéket, amelyet közvetlenül a tartályból vagy egy transzformátoron keresztül távolítanak el. megkönnyíti a beállításokat az állítható tekercsszámmal.

A mérőfeszültség transzformátorok és szekunder áramköreik teljesítményjellemzői

Telepítési követelmények

Biztonsági okokból minden VT szekunder áramkört védeni kell. AP-50 típusú automatikus megszakítók és legalább 4 mm négyzetméter keresztmetszetű rézhuzallal földelve.

Ha az alállomáson kétbuszos rendszert használnak, akkor az egyes mérőtranszformátorok áramköreit a szakaszoló helyzet átjátszóinak relé áramkörén keresztül kell csatlakoztatni, ami kizárja egy relé védőeszköz egyidejű feszültségellátását a különböző VT-kről.

Minden másodlagos áramkört a VT terminálcsomóponttól a relévédelmi és automatizálási eszközökig egyetlen tápkábellel kell végrehajtani úgy, hogy az összes mag áramainak összege nulla legyen. Ebből a célból tilos:

• különítse el a «B» és «K» gyűjtősíneket, és egyesítse őket a közös földelés érdekében;

• csatlakoztassa a „B” buszt a szinkronizáló eszközökhöz kapcsolóérintkezőkön, kapcsolókon, reléken keresztül;

• kapcsolja át a számlálók «B» buszát az RPR érintkezőkkel.

Üzemi kapcsolás

Az üzemi berendezésekkel végzett minden munkát speciálisan képzett személyzet végzi tisztviselők felügyelete mellett és a váltási űrlapok szerint. Ebből a célból megszakítók, biztosítékok és automata kapcsolók vannak beépítve a feszültségváltó áramköreibe.

Amikor a feszültségáramkörök egy bizonyos szakaszát üzemen kívül helyezik, fel kell tüntetni a megtett intézkedés ellenőrzésének módját.

Időszakos karbantartás

Üzem közben a transzformátorok szekunder és primer áramköreit különböző ellenőrzési időszakoknak vetik alá, amelyek a készülék üzembe helyezése óta eltelt időhöz kötöttek, és eltérő hatókört tartalmaznak az elektromos mérések és a berendezések speciálisan képzett javítószemélyzet általi tisztítása. .

A fő hiba, amely a feszültségáramkörökben előfordulhat működésük során, a tekercsek közötti rövidzárlati áramok előfordulása. Leggyakrabban ez akkor fordul elő, ha a villanyszerelők nem dolgoznak körültekintően a meglévő feszültségű áramkörökben.

A tekercsek véletlenszerű rövidzárlata esetén a mérő VT kapocsdobozában található védőkapcsolók kikapcsolnak, és eltűnnek a teljesítményreléket, reteszkészleteket, szinkronizálást, távolságvédelmet és egyéb eszközöket tápláló feszültségáramkörök.

Ebben az esetben lehetséges a meglévő védelmek téves aktiválása vagy működésük hibája az elsődleges hurok hibái esetén. Az ilyen rövidzárlatokat nemcsak gyorsan meg kell szüntetni, hanem minden automatikusan letiltott eszközt is magában kell foglalni.

Áram- és feszültségmérő transzformátorok minden elektromos alállomáson kötelezőek. A relévédelmi és automatizálási eszközök megbízható működéséhez szükségesek.