Måling af spændingstransformatorer i kredsløb til relæbeskyttelse og automatisering

Denne artikel beskriver, hvordan strømmene i enorme mængder højspændingsudstyr er modelleret med høj nøjagtighed til sikker brug i relæbeskyttelseskredsløb— Måling af strømtransformatorer i kredsløb til relæbeskyttelse og automatisering.

Den beskriver også, hvordan man konverterer spændinger til titusinder og hundreder af kilovolt for at styre driften af ​​relæbeskyttelse og automatiseringsenheder baseret på to principper:

1. transformation af elektricitet;

2. kapacitiv adskillelse.

Den første metode muliggør en mere nøjagtig visning af vektorerne for de primære mængder og er derfor udbredt. Den anden metode bruges til at overvåge en specifik fase af 110 kV netværksspændingen i bypass-busserne og i nogle andre tilfælde. Men i de senere år har den fundet mere og mere anvendelse.

Hvordan instrumentspændingstransformatorer fremstilles og betjenes

Den vigtigste grundlæggende forskel mellem at måle spændingstransformatorer (VT) fra strømtransformatorer (CT) er, at de, som alle strømforsyningsmodeller, er designet til normal drift uden at kortslutte sekundærviklingen.

På samme tid, hvis krafttransformatorer er designet til at transmittere den transporterede effekt med minimale tab, så er målespændingstransformatorer designet med henblik på højpræcisionsgentagelse i skalaen af ​​de primære spændingsvektorer.

Principper for drift og enheder

Designet af en spændingstransformator, der ligner en strømtransformator, kan repræsenteres af et magnetisk kredsløb med to spoler viklet omkring det:

• primær;

• anden.

Særlige stålkvaliteter til det magnetiske kredsløb, såvel som metallet i deres viklinger og isoleringslag, er valgt til den mest nøjagtige spændingskonvertering med de laveste tab. Antallet af vindinger af primær- og sekundærviklingerne beregnes således, at den nominelle værdi af højspændings-linje-til-linje-spændingen påført primærviklingen altid gengives som en sekundær værdi på 100 volt med samme vektorretning for neutralt jordede systemer.

Hvis det primære strømtransmissionskredsløb er designet med en isoleret nul, så vil 100 / √3 volt være til stede ved udgangen af ​​målespolen.

For at skabe forskellige metoder til at simulere primære spændinger på det magnetiske kredsløb, kan ikke en, men flere sekundære viklinger lokaliseres.

VT omskifterkredsløb

Instrumenttransformatorer bruges til at måle lineære og/eller fase primære størrelser. For at gøre dette inkluderer strømspoler mellem:

• ledningsledere til styring af ledningsspændinger;

• bus eller ledning og jord for at tage faseværdien.

Et vigtigt beskyttelseselement ved måling af spændingstransformatorer er jordingen af ​​deres hus og sekundærviklingen. Forsigtighed gives til det, fordi når den primære viklingsisolering bryder ned til kabinettet eller til de sekundære kredsløb, vil potentialet for høje spændinger vises i dem, hvilket kan skade mennesker og brænde udstyr.

Bevidst jording af huset og en sekundær vikling fører dette farlige potentiale til jord, hvilket forhindrer yderligere udvikling af ulykken.

1. Elektrisk udstyr

Et eksempel på tilslutning af en transformer til måling af spænding i et 110 kilovolt netværk er vist på billedet.

Det understreges her, at forsyningsledningen til hver fase er forbundet med en gren til terminalen af ​​den primære vikling af dens transformator, placeret på en fælles jordet armeret betonstøtte, hævet i en højde, der er sikker for elektrisk personale.

Kroppen af ​​hver måle-VT med den anden terminal af primærviklingen er jordet direkte på denne platform.

Udgangene fra de sekundære viklinger er samlet i en klemkasse placeret i bunden af ​​hver VT. De er forbundet til lederne af kablerne, der er samlet i en elektrisk distributionsboks, der er placeret i nærheden i en højde, der er praktisk til service fra jorden.

Det skifter ikke kun kredsløbet, men installerer også automatiske kontakter på sekundære spændingskredsløb og kontakter eller blokke for at udføre operationel kobling og udføre sikker vedligeholdelse af udstyr.

De her opsamlede spændingsskinner føres til relæbeskyttelsen og automatiseringsenhederne med et specielt strømkabel, som er underlagt øgede krav for at reducere spændingstab. Denne meget vigtige parameter for målekredsløb er dækket i en separat artikel her - Tab og spændingsfald

Kabelruter til måling af VT er også beskyttet af metalkasser eller armerede betonplader mod utilsigtet mekanisk skade, ligesom CT.

En anden mulighed for tilslutning af en spændingsmåletransformator af NAMI-typen, placeret i en 10 kV netcelle, er vist på billedet nedenfor.

Spændingstransformatoren på højspændingssiden er beskyttet af glassikringer i hver fase og kan adskilles fra den manuelle aktuator fra forsyningskredsløbet til ydelseskontrol.

Hver fase af det primære netværk er forbundet med den tilsvarende indgang på forsyningsviklingen. Lederne i de sekundære kredsløb føres ud med et separat kabel til klemrækken.

2. Sekundære viklinger og deres kredsløb

Nedenfor er et simpelt diagram for tilslutning af en transformer til forsyningskredsløbets netspænding.

Dette design kan findes i kredsløb op til og med 10 kV. Den er beskyttet på hver side af sikringer med passende effekt.

I et 110 kV-netværk kan en sådan spændingstransformator installeres i en fase af bypass-bussystemet for at give synkron styring af de tilsluttede tilslutningskredsløb og SNR.

På den sekundære side bruges to viklinger: hoved- og ekstraviklingen, som sikrer implementeringen af ​​den synkrone tilstand, når afbryderne styres af blokkortet.

For at forbinde spændingstransformatoren til to faser af bypass-bussystemet ved styring af afbryderne fra hovedkortet, anvendes følgende skema.

Her tilføjes vektoren «uk» til den sekundære vektor «kf» dannet af det foregående skema.

Følgende skema kaldes «åben trekant» eller ufuldstændig stjerne.

Det giver dig mulighed for at simulere et system med to- eller trefasespændinger.

Tilslutning af tre spændingstransformere efter fuldstjerneskemaet har de største muligheder. I dette tilfælde kan du få både alle fase- og linjespændinger i de sekundære kredsløb.

På grund af denne mulighed bruges denne mulighed på alle kritiske understationer, og de sekundære kredsløb til sådanne VT'er er skabt med to typer viklinger inkluderet i henhold til stjerne- og deltakredsløbet.

De givne ordninger til at tænde spolerne er de mest typiske og langt fra de eneste. Moderne måletransformatorer har forskellige muligheder, og der er foretaget visse justeringer i design- og tilslutningsskemaet for dem.

Nøjagtighedsklasser af spændingsmåletransformatorer

For at bestemme fejl i metrologiske målinger styres VT'er af et ækvivalent kredsløb og et vektordiagram.

Denne ret komplekse tekniske metode gør det muligt at bestemme fejlene for hver VT-måling med hensyn til amplitude og afvigelsesvinkel for den sekundære spænding fra den primære og at bestemme nøjagtighedsklassen for hver testet transformer.

Alle parametre måles ved nominelle belastninger i de sekundære kredsløb, som VT er oprettet for. Hvis de overskrides under drift eller inspektion, vil fejlen overstige værdien af ​​den nominelle værdi.

Målespændingstransformatorer har 4 klasser af nøjagtighed.

Nøjagtighedsklasser af spændingsmåletransformatorer

Nøjagtighedsklasser for VT-måling Maksimale grænser for tilladte fejl FU,% δU, min 3 3,0 ikke defineret 1 1,0 40 0,5 0,5 20 0,2 0,2 ​​10

Klasse nr. 3 bruges i modeller, der opererer i relæbeskyttelse og automatiseringsenheder, der ikke kræver høj nøjagtighed, for eksempel til at udløse alarmelementer for forekomsten af ​​fejltilstande i strømkredsløb.

Den højeste nøjagtighed på 0,2 opnås af instrumenter, der bruges til kritiske højpræcisionsmålinger ved opsætning af komplekse enheder, udførelse af accepttest, opsætning af automatisk frekvensstyring og lignende arbejde. VT'er med nøjagtighedsklasse 0,5 og 1,0 er oftest installeret på højspændingsudstyr til overførsel af sekundær spænding til tavler, kontrol- og reguleringsmålere, relæsæt af interlocks, beskyttelser og kredsløbssynkronisering.

Kapacitiv spændingstrækmetode

Princippet for denne metode består i omvendt proportional frigivelse af spænding på et kredsløb af kondensatorplader med forskellige kapaciteter forbundet i serie.

Efter at have beregnet og valgt værdierne for de kondensatorer, der er forbundet i serie med bus- eller linjefasespændingen Uph1, er det muligt på slutkondensatoren C3 at opnå den sekundære værdi Uph2, som fjernes direkte fra beholderen eller gennem en transformeranordning tilsluttet til lette indstillinger med justerbart antal spoler.

Ydeevnekarakteristika for måling af spændingstransformatorer og deres sekundære kredsløb

Installationskrav

Af sikkerhedsmæssige årsager skal alle VT sekundære kredsløb beskyttes. automatiske afbrydere type AP-50 og jordet med en kobbertråd med et tværsnit på mindst 4 mm sq.

Hvis der anvendes et dobbeltbussystem i transformerstationen, skal kredsløbene for hver måletransformator forbindes gennem relækredsløbet for afbryderpositionens repeatere, hvilket udelukker den samtidige forsyning af spænding til en relæbeskyttelsesenhed fra forskellige VT'er.

Alle sekundære kredsløb fra terminalknudepunktet VT til relæbeskyttelsen og automatiseringsenhederne skal udføres med et strømkabel, således at summen af ​​strømmene af alle kerner er lig med nul. Til dette formål er det forbudt:

• adskille samleskinner «B» og «K» og kombiner dem til fælles jording;

• tilslut bus "B" til synkroniseringsenheder gennem kontaktkontakter, kontakter, relæer;

• skift tællernes «B»-bus med RPR-kontakterne.

Driftsskift

Alt arbejde med operativt udstyr udføres af specialuddannet personale under opsyn af embedsmænd og i henhold til skifteskemaerne. Til dette formål er afbrydere, sikringer og automatiske afbrydere installeret i spændingstransformatorens kredsløb.

Når en bestemt sektion af spændingskredsløb tages ud af drift, skal metoden til at verificere den trufne foranstaltning angives.

Periodisk vedligeholdelse

Under drift bliver transformatorernes sekundære og primære kredsløb udsat for forskellige inspektionsperioder, som er bundet til den tid, der er forløbet siden apparatet blev taget i brug, og omfatter et andet omfang af elektriske målinger og rengøring af udstyret af specialuddannet reparationspersonale .

Den vigtigste funktionsfejl, der kan opstå i spændingskredsløb under deres drift, er forekomsten af ​​kortslutningsstrømme mellem viklingerne. Oftest sker dette, når elektrikere ikke arbejder omhyggeligt i eksisterende spændingskredsløb.

I tilfælde af en utilsigtet kortslutning af viklingerne slukkes beskyttelseskontakterne i klemkassen på måle-VT, og spændingskredsløbene, der forsyner strømrelæerne, sæt af interlocks, synkronisme, afstandsbeskyttelse og andre enheder forsvinder.

I dette tilfælde er falsk aktivering af eksisterende beskyttelser eller funktionsfejl i deres funktion i tilfælde af fejl i den primære sløjfe mulig. Sådanne kortslutninger skal ikke kun hurtigt elimineres, men skal også omfatte alle automatisk deaktiverede enheder.

Strøm- og spændingsmåletransformatorer er obligatoriske i enhver elektrisk transformerstation. De er nødvendige for pålidelig drift af relæbeskyttelse og automatiseringsenheder.