Måle spenningstransformatorer i kretser for relébeskyttelse og automatisering

Denne artikkelen beskriver hvordan strømmene til enorme mengder høyspentkraftutstyr er modellert med høy nøyaktighet for sikker bruk i relébeskyttelseskretser— Måle strømtransformatorer i kretser for relébeskyttelse og automatisering.

Den beskriver også hvordan du konverterer spenninger til titalls og hundrevis av kilovolt for å kontrollere driften av relébeskyttelse og automatiseringsenheter basert på to prinsipper:

1. transformasjon av elektrisitet;

2. kapasitiv separasjon.

Den første metoden muliggjør en mer nøyaktig visning av vektorene til primærmengdene og er derfor utbredt. Den andre metoden brukes til å overvåke en spesifikk fase av 110 kV-nettspenningen i bypass-bussene og i noen andre tilfeller. Men de siste årene har den fått mer og mer anvendelse.

Hvordan instrumentspenningstransformatorer lages og betjenes

Den viktigste grunnleggende forskjellen mellom å måle spenningstransformatorer (VT) fra strømtransformatorer (CT) er at de, som alle strømforsyningsmodeller, er designet for normal drift uten å kortslutte sekundærviklingen.

Samtidig, hvis krafttransformatorer er designet for å overføre den transporterte kraften med minimale tap, er målespenningstransformatorer designet med sikte på høypresisjonsrepetisjon i skalaen til primærspenningsvektorene.

Prinsipper for drift og enheter

Utformingen av en spenningstransformator, lik en strømtransformator, kan representeres av en magnetisk krets med to spoler viklet rundt den:

• hoved;

• sekund.

Spesielle stålkvaliteter for den magnetiske kretsen, samt metallet i deres viklinger og isolasjonslag, er valgt for den mest nøyaktige spenningskonverteringen med de laveste tapene. Antall omdreininger av primær- og sekundærviklingene beregnes slik at den nominelle verdien av høyspent linje-til-linje spenning påført primærviklingen alltid reproduseres som en sekundær verdi på 100 volt med samme vektorretning for nøytraljordede systemer.

Hvis den primære kraftoverføringskretsen er utformet med en isolert nøytral, vil 100 / √3 volt være tilstede ved utgangen til målespolen.

For å lage forskjellige metoder for å simulere primærspenninger på den magnetiske kretsen, kan ikke én, men flere sekundære viklinger lokaliseres.

VT-svitsjekretser

Instrumenttransformatorer brukes til å måle lineære og/eller fase primære størrelser. For å gjøre dette inkluderer strømspoler mellom:

• linjeledere for styring av linjespenninger;

• buss eller ledning og jord for å ta faseverdien.

Et viktig beskyttelseselement ved måling av spenningstransformatorer er jordingen av huset og sekundærviklingen. Forsiktighet er gitt til det fordi når den primære viklingsisolasjonen brytes ned til kabinettet eller til sekundærkretsene, vil potensialet for høye spenninger vises i dem, noe som kan skade mennesker og brenne utstyr.

Bevisst jording av foringsrøret og én sekundærvikling fører dette farlige potensialet til jord, noe som forhindrer videre utvikling av ulykken.

1. Elektrisk utstyr

Et eksempel på tilkobling av en transformator for måling av spenning i et 110 kilovolt nettverk er vist på bildet.

Det understrekes her at tilførselsledningen til hver fase er forbundet med en gren til terminalen til primærviklingen til transformatoren, plassert på en felles jordet armert betongstøtte, hevet i en høyde som er trygg for elektrisk personell.

Kroppen til hver måle-VT med den andre terminalen til primærviklingen er jordet direkte på denne plattformen.

Utgangene til sekundærviklingene er satt sammen i en koblingsboks plassert i bunnen av hver VT. De er koblet til lederne til kablene samlet i en elektrisk distribusjonsboks som ligger i nærheten i en høyde som er praktisk for service fra bakken.

Den bytter ikke bare kretsen, men installerer også automatiske brytere på sekundære spenningskretser og brytere eller blokker for å utføre driftssvitsjing og utføre sikkert vedlikehold av utstyr.

Spenningsskinnene som samles her, mates til relévernet og automasjonsenhetene med en spesiell strømkabel, som er underlagt økte krav for å redusere spenningstap. Denne svært viktige parameteren for målekretser er dekket i en egen artikkel her - Tap og spenningsfall

Kabelveier for måling av VT er også beskyttet av metallbokser eller armerte betongplater mot utilsiktet mekanisk skade, akkurat som CT.

Et annet alternativ for å koble til en spenningsmålende transformator av NAMI-typen, plassert i en 10 kV nettcelle, er vist på bildet nedenfor.

Spenningstransformatoren på høyspenningssiden er beskyttet av glasssikringer i hver fase og kan skilles fra den manuelle aktuatoren fra forsyningskretsen for ytelseskontroll.

Hver fase av primærnettverket er koblet til den tilsvarende inngangen til forsyningsviklingen. Lederne til sekundærkretsene føres ut med en separat kabel til rekkeklemmen.

2. Sekundærviklinger og deres kretser

Nedenfor er et enkelt diagram for tilkobling av en transformator til nettspenningen til forsyningskretsen.

Denne utformingen kan finnes i kretser opp til og med 10 kV. Den er beskyttet på hver side av sikringer med passende effekt.

I et 110 kV-nettverk kan en slik spenningstransformator installeres i en fase av bypass-bussystemet for å gi synkron styring av de tilkoblede koblingskretsene og SNR.

På sekundærsiden brukes to viklinger: hoved- og tilleggsviklingen, som sikrer implementeringen av synkronmodus når effektbryterne styres av blokkkortet.

For å koble spenningstransformatoren til to faser av bypass-bussystemet ved styring av effektbryterne fra hovedkortet, brukes følgende skjema.

Her legges vektoren «uk» til sekundærvektoren «kf» dannet av forrige skjema.

Følgende skjema kalles «åpen trekant» eller ufullstendig stjerne.

Den lar deg simulere et system med to- eller trefasespenninger.

Å koble til tre spenningstransformatorer etter fullstjerneskjemaet har de største mulighetene. I dette tilfellet kan du få både alle fase- og linjespenninger i sekundærkretsene.

På grunn av denne muligheten brukes dette alternativet på alle kritiske understasjoner, og sekundærkretsene for slike VT-er er opprettet med to typer viklinger inkludert i henhold til stjerne- og deltakretsen.

De gitte ordningene for å slå på spolene er de mest typiske og langt fra de eneste. Moderne måletransformatorer har forskjellige muligheter, og det er gjort visse justeringer i design- og tilkoblingsskjemaet for dem.

Nøyaktighetsklasser for spenningsmålende transformatorer

For å bestemme feil i metrologiske målinger blir VT-er styrt av en ekvivalent krets og et vektordiagram.

Denne ganske komplekse tekniske metoden gjør det mulig å bestemme feilene til hver VT-måling når det gjelder amplitude og avviksvinkel for sekundærspenningen fra primærspenningen og å bestemme nøyaktighetsklassen for hver testet transformator.

Alle parametere måles ved nominell belastning i sekundærkretsene som VT er opprettet for. Hvis de overskrides under drift eller inspeksjon, vil feilen overstige verdien av den nominelle verdien.

Målespenningstransformatorer har 4 klasser med nøyaktighet.

Nøyaktighetsklasser for spenningsmålende transformatorer

Nøyaktighetsklasser for VT-måling Maksimumsgrenser for tillatte feil FU,% δU, min 3 3,0 ikke definert 1 1,0 40 0,5 0,5 20 0,2 0,2 ​​10

Klasse nr. 3 brukes i modeller som opererer i relébeskyttelse og automatiseringsenheter som ikke krever høy nøyaktighet, for eksempel for å utløse alarmelementer for forekomst av feilmoduser i strømkretser.

Den høyeste nøyaktigheten på 0,2 oppnås av instrumenter som brukes til kritiske høypresisjonsmålinger ved oppsett av komplekse enheter, gjennomføring av aksepttester, oppsett av automatisk frekvenskontroll og lignende arbeid. VT-er med nøyaktighetsklasse 0,5 og 1,0 er oftest installert på høyspentutstyr for overføring av sekundærspenning til tavler, kontroll- og reguleringsmålere, relésett med forriglinger, beskyttelser og kretssynkronisering.

Kapasitiv spenningstrekkmetode

Prinsippet for denne metoden består i omvendt proporsjonal frigjøring av spenning på en krets av kondensatorplater med forskjellige kapasiteter koblet i serie.

Etter å ha beregnet og valgt karakterene til kondensatorene koblet i serie med buss- eller linjefasespenningen Uph1, er det mulig å oppnå på sluttkondensatoren C3 sekundærverdien Uph2, som fjernes direkte fra beholderen eller gjennom en transformatorenhet koblet til forenkle innstillinger med justerbart antall spoler.

Ytelsesegenskaper for målespenningstransformatorer og deres sekundære kretser

Installasjonskrav

Av sikkerhetsgrunner må alle VT sekundærkretser beskyttes. automatsikringer type AP-50 og jordet med en kobbertråd med et tverrsnitt på minst 4 mm kvm.

Hvis et dobbeltbusssystem brukes i transformatorstasjonen, må kretsene til hver måletransformator kobles gjennom relékretsen til repeaterne i frakoblingsposisjonen, som utelukker samtidig spenningstilførsel til en relébeskyttelsesenhet fra forskjellige VT-er.

Alle sekundære kretser fra terminalnoden VT til relébeskyttelsen og automasjonsenhetene må utføres med en strømkabel slik at summen av strømmene til alle kjerner er lik null. For dette formålet er det forbudt:

• skille samleskinner «B» og «K» og kombiner dem for felles jording;

• koble buss "B" til synkroniseringsenheter gjennom bryterkontakter, brytere, releer;

• bytt «B»-bussen til tellerne med RPR-kontaktene.

Driftsveksling

Alt arbeid med operativt utstyr utføres av spesialtrent personell under tilsyn av tjenestemenn og i henhold til koblingsskjemaene. For dette formålet er strømbrytere, sikringer og automatiske brytere installert i kretsene til spenningstransformatoren.

Når en bestemt seksjon av spenningskretser tas ut av drift, må metoden for å verifisere tiltaket som er tatt, angis.

Periodisk vedlikehold

Under drift blir transformatorenes sekundære og primære kretser utsatt for ulike inspeksjonsperioder, som er knyttet til tiden som har gått siden enheten ble satt i drift og inkluderer et annet omfang av elektriske målinger og rengjøring av utstyret av spesialutdannet reparasjonspersonell .

Hovedfeilen som kan oppstå i spenningskretser under driften, er forekomsten av kortslutningsstrømmer mellom viklingene. Oftest skjer dette når elektrikere ikke arbeider nøye i eksisterende spenningskretser.

I tilfelle en utilsiktet kortslutning av viklingene, slås beskyttelsesbryterne i terminalboksen til måle-VT av, og spenningskretsene som forsyner strømreléene, sett med forriglinger, synkronisering, avstandsbeskyttelse og andre enheter forsvinner.

I dette tilfellet er falsk aktivering av eksisterende beskyttelse eller funksjonsfeil ved feil i primærsløyfen mulig. Slike kortslutninger må ikke bare elimineres raskt, men også inkludere alle automatisk deaktiverte enheter.

Strøm- og spenningsmåletransformatorer er obligatoriske i alle elektriske transformatorstasjoner. De er nødvendige for pålitelig drift av relébeskyttelse og automatiseringsenheter.