Мерни напонски трансформатори у колима за релејну заштиту и аутоматизацију

Овај чланак описује како се струје огромне количине високонапонске опреме за напајање моделују са високом прецизношћу за безбедну употребу у круговима релејне заштите— Мерни струјни трансформатори у колима за релејну заштиту и аутоматизацију.

Такође описује како претворити напоне у десетине и стотине киловолти за контролу рада уређаја за заштиту и аутоматизацију на основу два принципа:

1. трансформација електричне енергије;

2. капацитивно одвајање.

Први метод омогућава прецизнији приказ вектора примарних величина и стога је широко распрострањен. Други метод се користи за праћење одређене фазе напона мреже 110 кВ у обилазним сабирницама иу неким другим случајевима. Али последњих година налази све више и више примене.

Како се праве и раде инструменти напонских трансформатора

Главна фундаментална разлика између мерних трансформатора напона (ВТ) од струјни трансформатори (ЦТ) је да су они, као и сви модели напајања, дизајнирани за нормалан рад без кратког споја секундарног намотаја.

Истовремено, ако су енергетски трансформатори пројектовани да преносе преносну снагу са минималним губицима, онда су мерни трансформатори напона пројектовани са циљем високопрецизног понављања у скали примарних вектора напона.

Принципи рада и уређаји

Дизајн напонског трансформатора, сличан струјном трансформатору, може се представити магнетним колом са два намотаја око њега:

• Примарна;

• друго.

Посебне класе челика за магнетно коло, као и метал њихових намотаја и изолационог слоја, одабрани су за најтачнију конверзију напона са најмањим губицима. Број завоја примарног и секундарног намотаја се израчунава тако да се номинална вредност високонапонског међулинијског напона примењеног на примарни намотај увек репродукује као секундарна вредност од 100 волти са истим смером вектора за неутрално уземљени системи.

Ако је примарни круг за пренос снаге пројектован са изолованим неутралним елементом, тада ће на излазу мерног намотаја бити присутно 100 / √3 волти.

Да би се створиле различите методе симулације примарних напона на магнетном колу, може се лоцирати не један, већ неколико секундарних намотаја.

ВТ склопна кола

Мерни трансформатори се користе за мерење линеарних и/или фазних примарних величина. Да бисте то урадили, намотаји за напајање укључују између:

• линијски проводници за контролу линијских напона;

• сабирница или жица и земља за преузимање вредности фазе.

Важан заштитни елемент мерних напонских трансформатора је уземљење њиховог кућишта и секундарног намотаја. Показује се опрез јер када се изолација примарног намотаја поквари на кућиште или на секундарна кола, у њима ће се појавити потенцијал високог напона који може да повреди људе и спали опрему.

Намерно уземљење кућишта и једног секундарног намотаја доводи овај опасни потенцијал у земљу, што спречава даљи развој удеса.

1. Електрична опрема

Пример повезивања трансформатора за мерење напона у мрежи од 110 киловолти приказан је на фотографији.

Овде је наглашено да је напојна жица сваке фазе повезана огранком са терминалом примарног намотаја њеног трансформатора, који се налази на заједничком уземљеном армирано-бетонском носачу, подигнутом на висину безбедну за електричаре.

Тело сваког мерног ВТ са другим терминалом примарног намотаја је уземљено директно на овој платформи.

Излази секундарних намотаја су састављени у прикључну кутију која се налази на дну сваког ВТ. Прикључују се на проводнике каблова сакупљених у разводној кутији која се налази у близини на висини погодној за сервисирање са земље.

Он не само да пребацује круг, већ и инсталира аутоматске прекидаче на секундарним напонским круговима и прекидачима или блоковима за обављање оперативног пребацивања и обављање безбедног одржавања опреме.

Овде прикупљене напонске сабирнице се напајају на уређаје за заштиту и аутоматизацију релеја посебним каблом за напајање, који подлеже повећаним захтевима за смањење губитака напона. Овај веома важан параметар мерних кола је покривен у посебном чланку овде — Губитак и пад напона

Кабловске трасе за мерење ВТ такође су заштићене металним кутијама или армирано-бетонским плочама од случајних механичких оштећења, као и ЦТ.

Друга опција за повезивање напонског мерног трансформатора типа НАМИ, који се налази у ћелији мреже од 10 кВ, приказана је на слици испод.

Трансформатор напона на страни високог напона је заштићен стакленим осигурачима у свакој фази и може се одвојити од ручног актуатора из струјног кола ради провере перформанси.

Свака фаза примарне мреже повезана је са одговарајућим улазом доводног намотаја. Проводници секундарних кола се изводе посебним каблом на терминални блок.

2. Секундарни намотаји и њихова кола

Испод је једноставан дијаграм за повезивање једног трансформатора на мрежни напон струјног кола.

Овај дизајн се може наћи у круговима до и укључујући 10 кВ. Са сваке стране је заштићен осигурачима одговарајуће снаге.

У мрежи од 110 кВ, такав напонски трансформатор се може инсталирати у једној фази система бајпас сабирнице како би се обезбедила синхрона контрола прикључених спојних кола и СНР-а.

На секундарној страни се користе два намотаја: главни и додатни, који обезбеђују имплементацију синхроног режима када се прекидачима контролише блок плоча.

За повезивање напонског трансформатора на две фазе система бајпас сабирнице приликом управљања прекидачима са главне плоче користи се следећа шема.

Овде се вектор «ук» додаје секундарном вектору «кф» формираном претходном шемом.

Следећа шема се зове «отворени троугао» или непотпуна звезда.

Омогућава вам да симулирате систем од две или три фазе напона.

Највеће могућности има повезивање три напонска трансформатора по шеми пуне звезде. У овом случају можете добити и све фазне и линијске напоне у секундарним колима.

Због ове могућности, ова опција се користи на свим критичним трафостаницама, а секундарна кола за такве ВТ се креирају са два типа намотаја укључених према кругу звезда и трокут.

Дате шеме за укључивање калемова су најтипичније и далеко од једине. Савремени мерни трансформатори имају различите могућности и за њих су извршена одређена прилагођавања у дизајну и шеми повезивања.

Класе тачности напонских мерних трансформатора

Да би се утврдиле грешке у метролошким мерењима, ВТ су вођени еквивалентним колом и векторским дијаграмом.

Ова прилично сложена техничка метода омогућава да се утврде грешке сваког мерења ВТ у погледу амплитуде и угла одступања секундарног напона од примарног и да се одреди класа тачности за сваки испитивани трансформатор.

Сви параметри се мере при називним оптерећењима у секундарним колима за које је креиран ВТ. Ако се прекораче током рада или инспекције, онда ће грешка премашити вредност номиналне вредности.

Мерни напонски трансформатори имају 4 класе тачности.

Класе тачности напонских мерних трансформатора

Класе тачности мерења ВТ Максималне границе за дозвољене грешке ФУ,% δУ, мин 3 3,0 није дефинисано 1 1,0 40 0,5 0,5 20 0,2 0,2 ​​10

Класа бр. 3 се користи у моделима који раде у уређајима за релејну заштиту и аутоматизацију који не захтевају високу тачност, на пример, за активирање алармних елемената за појаву режима квара у струјним колима.

Највећу тачност од 0,2 постижу инструменти који се користе за критична мерења високе прецизности при постављању сложених уређаја, спровођењу пријемних испитивања, постављању аутоматске контроле фреквенције и сличним пословима. ВТ са класама тачности 0,5 и 1,0 најчешће се уграђују на високонапонску опрему за пренос секундарног напона на разводне табле, контролне и регулационе бројила, релејне сетове блокада, заштите и синхронизацију кола.

Капацитивни метод извлачења напона

Принцип ове методе састоји се у обрнуто пропорционалном ослобађању напона на колу кондензаторских плоча различитог капацитета повезаних у серију.

Након израчунавања и одабира називних вредности кондензатора повезаних у серију са фазним напоном магистрале или линије Упх1, могуће је на крајњем кондензатору Ц3 добити секундарну вредност Упх2, која се уклања директно из контејнера или преко трансформаторског уређаја прикљученог на олакшавају подешавања са подесивим бројем намотаја.

Карактеристике перформанси мерних напонских трансформатора и њихових секундарних кола

Захтеви за инсталацију

Из безбедносних разлога, сва секундарна кола ВТ морају бити заштићена. аутоматски прекидачи типа АП-50 и уземљен бакарном жицом са попречним пресеком од најмање 4 мм ск.

Ако се у трафостаници користи систем са двоструком сабирницом, онда се кола сваког мерног трансформатора морају повезати преко релејног кола репетитора положаја растављача, што искључује истовремено напајање напона на један релејни заштитни уређај из различитих ВТ.

Сва секундарна кола од терминалног чвора ВТ до уређаја за релејну заштиту и аутоматизацију морају бити изведена једним каблом за напајање тако да збир струја свих језгара буде једнак нули. У ту сврху забрањено је:

• одвојити сабирнице «Б» и «К» и комбиновати их за заједничко уземљење;

• повежите сабирницу „Б“ са уређајима за синхронизацију преко прекидачких контаката, прекидача, релеја;

• пребацити сабирницу «Б» бројача са РПР контактима.

Оперативно пребацивање

Све радове са оперативном опремом изводи посебно обучено особље под надзором службених лица и према обрасцима за пребацивање. У ту сврху у струјне кругове напонског трансформатора уграђују се прекидачи, осигурачи и аутоматски прекидачи.

Када се одређени део напонских кола искључи из употребе, мора се навести начин провере предузете мере.

Периодично одржавање

Током рада, секундарна и примарна кола трансформатора су подвргнута различитим периодима провере, који су везани за време протекло од пуштања уређаја у рад и обухватају различит обим електричних мерења и чишћења опреме од стране посебно обученог особља за поправку. .

Главни квар који може настати у напонским круговима током њиховог рада је појава струја кратког споја између намотаја. Најчешће се то дешава када електричари не раде пажљиво у постојећим напонским круговима.

У случају случајног кратког споја намотаја, заштитни прекидачи који се налазе у прикључној кутији мерног ВТ се искључују, а напонски кругови који напајају енергетски релеји, комплети блокада, синхронизација, дистанциона заштита и други уређаји нестају.

У овом случају је могуће лажно активирање постојећих заштита или неисправност њиховог рада у случају кварова у примарној петљи. Такви кратки спојеви не само да се морају брзо елиминисати, већ морају укључити и све аутоматски онеспособљене уређаје.

Струјни и напонски мерни трансформатори су обавезни у свакој електричној трафостаници. Они су неопходни за поуздан рад уређаја за релејну заштиту и аутоматизацију.