Мерни струјни трансформатори у колима за релејну заштиту и аутоматизацију

Енергетска опрема електричних подстаница организационо је подељена на две врсте уређаја:

1. струјна кола кроз која се преноси сва снага транспортоване енергије;

2. секундарни уређаји који вам омогућавају да контролишете процесе који се одвијају у примарној петљи и контролишете их.

Енергетска опрема се налази на отвореним просторима или у затвореним расклопним апаратима, а секундарна опрема се налази на релејним панелима, у посебним орманима или засебним ћелијама.

Међувеза која врши функцију преноса информација између агрегата и органа за мерење, управљање, заштиту и контролу су мерни трансформатори. Као и сви такви уређаји, они имају две стране са различитим вредностима напона:

1. високи напон, који одговара параметрима прве петље;

2.ниског напона, омогућавајући смањење ризика од утицаја енергетске опреме на сервисно особље и трошкове материјала за израду уређаја за контролу и надзор.

Придев "мерни" одражава намену ових електричних уређаја, јер они веома прецизно симулирају све процесе који се одвијају на енергетској опреми и подељени су на трансформаторе:

1. струја (ЦТ);

2. напон (ВТ).

Они раде према општим физичким принципима трансформације, али имају различите дизајне и методе укључивања у примарно коло.

Како се праве и раде струјни трансформатори

Принципи рада и уређаји

У дизајну мерни струјни трансформатор претварање векторских вредности струја великих вредности које теку у примарном колу у пропорционално смањене величине, а на исти начин се одређују правци вектора у секундарним колима.

Уређај за магнетно коло

Структурно, струјни трансформатори, као и сваки други трансформатор, састоје се од два изолована намотаја која се налазе око заједничког магнетног кола. Израђује се од ламинираних металних плоча које се топе посебним врстама електричних челика. Ово се ради да би се смањио магнетни отпор на путу магнетних флуксова који круже у затвореној петљи око калемова и да би се смањили губици кроз вртложне струје.

Струјни трансформатор за шеме релејне заштите и аутоматизације може имати не једно магнетно језгро, већ два, која се разликују по броју плоча и укупној запремини коришћеног гвожђа. Ово се ради да би се створиле две врсте завојница које могу поуздано да раде када:

1. Називни услови рада;

2.или код значајних преоптерећења изазваних струјама кратког споја.

Први дизајн се користи за мерење, а други се користи за повезивање заштита које искључују настајуће абнормалне режиме.

Распоред калемова и прикључних стезаљки

Намотаји струјних трансформатора, пројектовани и произведени за трајни рад у колу електричне инсталације, испуњавају услове за безбедан пролазак струје и њено топлотно дејство. Због тога су направљени од бакра, челика или алуминијума са површином попречног пресека која искључује повећано загревање.

Пошто је примарна струја увек већа од секундарне, намотај за њу се значајно издваја по величини, као што је приказано на слици испод за десни трансформатор.

Лева и средња структура немају никакву моћ. Уместо тога, у кућишту је предвиђен отвор кроз који пролази жица за напајање или фиксна магистрала. Такви модели се по правилу користе у електричним инсталацијама до 1000 волти.

На стезаљкама намотаја трансформатора увек се налази фиксно учвршћење за спајање сабирница и спојних жица помоћу вијака и вијчаних стезаљки. Ово је једно од критичних места где електрични контакт може бити прекинут, што може проузроковати оштећење или пореметити тачан рад мерног система. Квалитет његовог стезања у примарном и секундарном колу увек се обраћа пажња током оперативних провера.

Прикључци струјног трансформатора су у фабрици означени током производње и означени су:

• Л1 и Л2 за улаз и излаз примарне струје;

• И1 и И2 — секундарни.

Ови индекси означавају правац намотаја завоја један према другом и утичу на исправну везу струјних и симулираних кола, карактеристику дистрибуције струјних вектора дуж кола. На њих се обраћа пажња приликом иницијалне уградње трансформатора или замене неисправних уређаја, па се чак и испитују разним методама електричних провера како пре монтаже уређаја тако и након монтаже.

Број завоја у примарном колу В1 и секундарном В2 није исти, али веома различит. Високонапонски струјни трансформатори обично имају само једну равну магистралу преко магнетног кола која служи као намотај за напајање. Секундарни намотај има већи број завоја, што утиче на однос трансформације. Ради лакшег коришћења, написан је као фракциони израз номиналних вредности струја у два намотаја.

На пример, унос 600/5 на натписној плочици кутије значи да је трансформатор предвиђен за прикључење на високонапонску опрему са називном струјом од 600 ампера, а само 5 ће се трансформисати у секундарном колу.

Сваки мерни струјни трансформатор је повезан на своју фазу примарне мреже. Број секундарних намотаја за уређаје за релејну заштиту и аутоматизацију обично се повећава за одвојену употребу у језгри струјног кола за:

• Мерни алат;

• општа заштита;

• заштита гума и гума.

Ова метода елиминише утицај мање критичних кола на значајнија, поједностављује њихово одржавање и испитивање на радној опреми на радном напону.

У сврху означавања терминала таквих секундарних намотаја, ознака 1И1, 1И2, 1И3 се користи за почетак и 2И1, 2И2, 2И3 за крајеве.

Уређај за изолацију

Сваки модел струјног трансформатора је дизајниран да ради са одређеном количином високог напона на примарном намотају. Изолациони слој који се налази између намотаја и кућишта мора дуго да издржи потенцијал енергетске мреже своје класе.

На спољној страни изолације високонапонских струјних трансформатора, у зависности од намене, могу се користити:

• порцелански столњак;

• збијене епоксидне смоле;

• неке врсте пластике.

Исти материјали се могу допунити трансформаторским папиром или уљем да изолују унутрашње прелазе жица на намотајима и елиминишу кварове.

Класа тачности ТТ

У идеалном случају, трансформатор би теоретски требало да ради тачно без уношења грешака. У стварним структурама, међутим, енергија се губи за унутрашње загревање жица, превазилажење магнетног отпора и формирање вртложних струја.

Због тога је бар мало, али је поремећен процес трансформације, што утиче на тачност репродукције у скали примарних вектора струје од њихових секундарних вредности са одступањима у оријентацији у простору. Сви струјни трансформатори имају одређену грешку мерења, која се нормализује као проценат односа апсолутне грешке према називној вредности у амплитуди и углу.

Класа тачности струјни трансформатори су изражени бројчаним вредностима «0,2», «0,5», «1», «3», «5», «10».

Трансформатори класе 0.2 раде за критична лабораторијска мерења.Класа 0.5 је намењена за прецизно мерење струја које користе мерачи нивоа 1 у комерцијалне сврхе.

Мерења струје за рад релеја и контролних рачуна 2. нивоа се спроводе у класи 1. Намотаји за активирање погона су повезани са струјним трансформаторима 10. класе тачности. Они раде тачно у режиму кратког споја примарне мреже.

ТТ склопна кола

У електроенергетици се углавном користе трожилни или четворожични водови. Да би се контролисале струје које пролазе кроз њих, користе се различите шеме за повезивање мерних трансформатора.

1. Електрична опрема

На фотографији је приказана варијанта мерења струја трожилног струјног кола од 10 киловолти помоћу два струјна трансформатора.

Овде се може видети да су сабирнице за примарну фазу А и Ц причвршћене вијцима на терминале струјних трансформатора, а секундарна кола су скривена иза ограде и вођена из посебног кабловског снопа у заштитну цев која се води у одељак релеја. за повезивање струјних кола на прикључне блокове.

Исти принцип инсталације важи и за друге шеме. високонапонска опремакао што је приказано на слици за 110 кВ мрежу.

Овде се кућишта инструментних трансформатора монтирају на висини помоћу уземљене армирано-бетонске платформе, што захтевају безбедносни прописи. Повезивање примарних намотаја са напојним жицама врши се у резу, а сва секундарна кола се изводе у оближњу кутију са прикључним спојем.

Кабловски прикључци струјних кола секундарне струје заштићени су од случајног спољашњег механичког удара металним поклопцима и бетонским плочама.

2.Секундарни намотаји

Као што је горе наведено, излазни проводници струјних трансформатора се спајају за рад са мерним или заштитним уређајима. Ово утиче на склапање кола.

Ако је потребно контролисати струју оптерећења у свакој фази помоћу амперметара, онда се користи класична опција повезивања - коло пуне звезде.

У овом случају, сваки уређај показује тренутну вредност своје фазе, узимајући у обзир угао између њих. Употреба аутоматских снимача у овом режиму најпогодније вам омогућава да прикажете облик синусоида и на основу њих направите векторске дијаграме расподеле оптерећења.

Често се на излазним фидерима 6 ÷ 10 кВ, ради уштеде, уграђују не три, већ два мерна струјна трансформатора, без употребе једне фазе Б. Овај случај је приказан на слици изнад. Омогућава вам да укључите амперметре у некомплетно звездасто коло.

Услед прерасподеле струја додатног уређаја, испоставља се да је приказан векторски збир фаза А и Ц, који је супротно усмерен на вектор фазе Б у режиму симетричног оптерећења мреже.

Случај укључивања два мерна струјна трансформатора за праћење линијске струје помоћу релеја приказан је на фотографији испод.

Шема омогућава потпуну контролу балансираног оптерећења и трофазних кратких спојева. Када дође до двофазног кратког споја, посебно АБ или БЦ, осетљивост таквог филтера је веома потцењена.

Уобичајена шема за праћење струја нулте секвенце ствара се повезивањем мерних струјних трансформатора у коло са пуном звездом и намотајем контролног релеја на комбиновану неутралну жицу.

Струја која тече кроз калем се ствара додавањем трофазних вектора. У симетричном режиму је избалансиран, а приликом појаве једнофазних или двофазних кратких спојева, дисбалансна компонента се ослобађа у релеју.

Карактеристике перформанси мерних струјних трансформатора и њихових секундарних кола

Оперативно пребацивање

Током рада струјног трансформатора ствара се равнотежа магнетних флуксова, формираних струјама у примарном и секундарном намотају.Као резултат тога, они су балансирани по величини, усмерени супротно и компензују утицај генерисаног ЕМФ у затвореним колима. .

Ако је примарни намотај отворен, струја ће престати да тече кроз њега и сви секундарни кругови ће једноставно бити искључени. Али секундарно коло се не може отворити када струја пролази кроз примарни, иначе, под дејством магнетног флукса у секундарном намотају, ствара се електромоторна сила, која се не троши на струјни ток у затвореној петљи са малим отпором. , али се користи у режиму приправности.

То доводи до појаве високог потенцијала отворених контаката, који достиже неколико киловолти и може да разбије изолацију секундарних кола, поремети рад опреме и изазове електричне повреде сервисера.

Из тог разлога, сва пребацивања у секундарним колима струјних трансформатора се врше по строго дефинисаној технологији и увек под надзором надзорника, без прекида струјних кола. Да бисте то урадили, користите:

• посебне врсте терминалних блокова који вам омогућавају да инсталирате додатни кратки спој за време прекида дела који је ван употребе;

• испитивање струјних блокова са кратким краткоспојницима;

• посебан дизајн кључа.

Рекордери за хитне процесе

Мерни уређаји су подељени према врсти параметара причвршћивања за:

• номинални услови рада;

• појава прекомерне струје у систему.

Осетљиви елементи уређаја за снимање директно пропорционално перципирају долазни сигнал и такође га приказују. Ако се тренутна вредност унесе на њихов улаз са изобличењем, онда ће ова грешка бити унета у очитавања.

Из тог разлога, уређаји дизајнирани за мерење хитних струја, а не називних, су прикључени на језгро заштите струјног трансформатора, а не на мерења.

О уређају и принципима рада мерних напонских трансформатора прочитајте овде: Мерни напонски трансформатори у колима за релејну заштиту и аутоматизацију