Установка трансформаторов тока на шины: Подключение и монтаж трансформатороа тока

Подключение трансформатора к шинопроводу — en-res.ru

Различные варианты подключения трансформатора к шинопроводу. Слева-направо: шины медные гибкие изолированные, шины медные гибкие плетеные, компенсаторы медные пластинчатые, сочетание жестких и плетеных шин.

Подключение шинопровода к трансформатору и распределительному щиту — наиболее ответственные и трудоёмкие процессы в монтаже шинопровода. 

Основные факторы:

• Подключение трансформатора к шинопроводу  требует высокой точности;
• Монтажные работы осуществляются в ограниченном пространстве;
• Выводы трансформаторов имеют довольно хрупкие изоляторы;
• Большой объём ручной работы.

Для проведения подобных работ высокой сложности и точности применяются гибкие элементы:

1. Шины медные гибкие изолированные ШМГИ имеют высокую гибкость даже на максимальных сечениях. ШМГИ используют, когда нет точных данных о расстоянии между шинопроводом и выводами траснформатора. Шины медные гибкие изолированные ШМГИ – это пакет медных пластин толщиной 0,8-1,0 мм, помещённый в общую изоляцию, при этом пластины между собой не соединены и свободно перемещаются друг относительно друга. При монтаже ШМГИ к выводам трасформатора, обязательно нужен вибродемпфирующий изгиб шины.

Многие типы трансформаторов выпускаются с алюминиевыми проводниками. Для исключения электрохимической коррозии в паре медь-алюминий, при монтаже применяются  пластины переходные медные луженые в качестве прокладки между алюминевым выводом трансформатора и медной шиной ШМГИ. В этом случае применяется оцинкованный крепеж.

2. Компенсаторы шинные медные КШМ (пластинчатые) обладают высокой гибкостью и малым нагревом. Компенсаторы шинные медные КШМ (пластинчатые ) изготавливаются из медной фольги толщиной 0,2-0,3 мм с контактными площадками, сформированными в монолит по технологии диффузионной сварки. Технология диффузионной сварки обеспечивает отсутствие окислов в соединении и его долговечность, однородность структуры и высокое качество, что в свою очередь ведет к отсутствию нагрева в месте соединения пластин и отсутствию электрических потерь, по сравнению с технологией пайки. Контактные площадки компенсатора шинного медного КШМ могут быть лужеными.

3. Шины медные плетеные ШМП обладают высокой гибкостью и позволяют соединять трансформатор и шинопровод в разных плоскостях и особенно в стесненных монтажных условиях и несовпадениях по осям. Шины медные плетеные ШМП изготавливаются из плетеных луженых косичек, которые опрессованы в медные плоские контактные площадки. Контактные площадки шины медной плетеной могут быть лужеными. Также шины медные плетеные ШМПИ могут быть изготовлены в изоляции на 1 кВ и 10 кВ.

Почему рекомендуется использовать гибкие шины?

Шинопровод и трансформатор не рекомендуется соединять жёсткой шиной, чтобы избежать аварии на линии электропередач:

1. Гибкие элементы гасят вибрации трансформатора, которые негативно влияют на соединения контактов.
2. Гибкие шины компенсируют разницу в изменениях размеров элементов трансформатора и шинопровода при нагревании и охлаждении.
3. Гибкие элементы позволяют компенсировать несоосность выводов трансформатора и шинопровода, допущенные при установке трансформатора и монтаже шинопровода.

Выбор типа гибкого соединения осуществляется, как правило, на этапе проектирования. Но на практике в процессе монтажа могут возникать ситуации, отличные от предполагаемых. Поэтому после установки шинопровода и ГРЩ необходимо сделать новые замеры и определиться с подходящим вариантом. Необходимо стремиться к максимально точному расположению выводов соединяемых конструкций: так, расстояние от выводов шинопровода до выводов трансформатора допускается в пределах 300 мм. Если есть большие отклонения, лучше всего компенсировать их плетеными шинами, более дорогими, но самыми гибкими в нескольких плоскостях.

Применение гибких элементов  проверено многолетним опытом и гарантирует длительную и безаварийную работу оборудования.

НТЦ Энерго-Ресурс производит по чертежам заказчиков все виды гибких подключений трансформаторов к шинопроводам и шинным сборкам любого производства, а также производит шинопроводы и шинные мосты как  со степенью защиты IP 55/66 в клепаном оребрённом алюминиевом корпусе, так и IP 68/69K в литом корпусе на токи до 7500 А с медными и алюминиевыми проводниками.

По теме

Шинопроводы и шинные мосты IP55/66/68/69К

Элементы шинопровода

Монтаж шинопровода НТЦ Энерго-Ресурс

Преимущества шинопроводов НТЦ Энерго-Ресурс

Пластины переходные медные луженые

Шины изолированные ШМГИ, ШМГИ-10, ШМТИ, ШАТИ

 

 

Мероприятия по установке трансформаторов тока

Трансформаторы тока – это электромагнитное оборудование, служащее для измерительных работ разного формата, таких как ток и напряжение на шинах распределительных устройств. Они также служат для питания катушек измерительных приборов и понижения тока или напряжения первичных цепей электроустановок переменного тока и т.д.

Монтаж трансформаторов тока осуществляются, как правило, специализированными монтажно-наладочными организациями, работающими по договорам с генеральным подрядчиком (по монтажным работам) или заказчиком — эксплуатационной организацией (по наладке оборудования). В некоторых случаях наладочные работы выполняются цехами и лабораториями заказчика. В производстве работ принимают участие также другие организации (строительные, транспортные и т. д.).

Первым делом при монтаже силовых трансформаторов проводится ревизия. Проводится внешний осмотр на отсутствие повреждений, измерение тангенса внутренней изоляции ввода и его сопротивления. Если сопротивление менее 1 МОм то, для поднятия сопротивления до 10 МОм его обдувают потоком горячего воздуха или сушат в сушильном шкафу при t=90oС.

На проектном участке с помощью шаблонов делаются разметки расположения будущих отверстий и конструкций. Далее отверстия необходимого размера просверливают и устанавливают согласно разметкам.

Для начала трансформатор устанавливают и выравнивают его основными вертикальными осями симметрично по отношению к ближайшим осям конструкций. После выверки крепящие болты затягивают.

Между трансформатором и стеной оставляют пространство размером в 2-3 мм. В это пространство прокладывается лист толя. Это необходимо для того, чтобы в корпусе не скапливалась влага, и чтобы трансформатор можно было свободно демонтировать. Также нельзя устанавливать трансформаторы вплотную друг к другу. Между ними должно оставаться пространство примерно 10 см.

Все шины со стороны питания крепятся к зажимам с пометкой Л1(начало обмотки), а все отходящие – к зажимам Л2 (конец обмотки), соответственно, вторичная обмотка крепится к зажимам И1(генераторный вывод) и И2 (нагрузочный вывод).

При номинальном токе более 1500 А необходимо принимать меры для дополнительной защиты близко расположенных металлических деталей трансформатора от нагревания.

Установленный трансформатор тока заземляют. Неприсоединённые вторичные обмотки замыкают и заземляют уже непосредственно на зажимах трансформатора.

Трансформатор необходимо устанавливать так, чтоб его паспортная табличка была расположена либо вверх, либо непосредственно в сторону доступа свободного просмотра для удобства технического обслуживания.

Внимание! Монтаж трансформаторов тока и напряжения должны выполняться только профессионалами! Не подвергайте себя и своих близких риску!

Компания «КЭП» осуществляет этот, а также другие виды работ на высоком уровне. Цены на монтаж трансформаторов, как и на проведение замеров сопротивления изоляции или замену проводки не превышают средних расценок в регионе.

Вернуться назад

Схема подключения трехфазного счетчика СТЭ-561 через трансформаторы тока

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

В этой статье я хочу рассказать Вам про схему подключения трехфазного счетчика СТЭ-561 через три трансформатора тока.

У меня выдалась возможность собрать щит учета на базе щита с монтажной панелью (ЩМП), а вернее даже два таких щита.

Это не первая публикация на сайте про схемы подключения трехфазных счетчиков электроэнергии через трансформаторы тока, поэтому прошу ознакомиться с предыдущими:

Итак, имеется в наличие трехфазный счетчик СТЭ-561/П5-1-4М-К4 от Московского завода электроизмерительных приборов (МЗЭП), три трансформатора тока ТТИ-А от IEK с коэффициентом трансформации 150/5 и классом точности 0,5, медные нулевая шина N и шина заземления РЕ, а также шинные изоляторы SM-35 типа «бочонок» (для шины N).

Внешний вид счетчика СТЭ-561/П5-1-4М-К4.

Расшифруем его обозначение:

• СТЭ-561 — трехфазный счетчик активной энергии серии 561
• П — прямое включение по напряжению 3х220/380 (В)
• 5 — трансформаторное включение по току (номинальный вторичный ток трансформаторов тока 5А)
• 1 — однотарифный (читайте статью о том, выгоден ли двухтарифный учет электроэнергии или нет)
• 4 — для четырехпроводной сети 3х220/380 (В)
• К4 — исполнение корпуса

Основные технические характеристики счетчика СТЭ-561/П5-1-4М в корпусе К4:

• класс точности 1,0 (ознакомьтесь о том, какой класс точности должен быть у приборов учета)
• передаточное число 800 (имп./кВт·час)
• стартовый (начальный) ток 10 (мА)
• электромеханическое отсчетное устройство (барабан) с защитой от обратного хода и магнитным экраном
• температура эксплуатации от -40°С до +60°С
• межповерочный интервал (МПИ) 10 лет
• срок службы 30 лет
• степень защиты IP51
• масса 950 (г)

Хотелось бы отметить, что в комплекте к счетчику дополнительно идет планка с «ушком», с помощью которой можно отрегулировать установочные размеры счетчика по высоте: от минимального 191 (мм) до максимального 218 (мм).

Это очень удобно, например, при замене того же трехфазного индукционного счетчика САЗУ-И670М не придется сверлить новые крепежные отверстия, т.е. получается идеальная взаимозаменяемость.

Установка счетчика и трансформаторов тока

Несколько слов о щите ЩМП.

Навесной щит имеет степень защиты корпуса IP54 (читайте о расшифровке всех степеней IP). На его двери имеется уплотнитель из вспененного полиуретана.

Из недостатков хотел бы отметить малый градус открывания двери — всего 105°, что не очень удобно при монтаже. К тому же у данного щита отсутствует окошечко для снятия показаний, что не соответствует ПУЭ, п.1.5.30.

Но эти шкафы закупил потребитель (заказчик) самостоятельно, поэтому пришлось их и установить.

Итак, для удобства работы снимаем монтажную панель со щита, и размечаем на ней установочные размеры для счетчика и трех трансформаторов тока.

Напомню, что согласно ПУЭ, п.1.5.31, счетчик должен крепиться, либо на винты, либо на саморезы, для удобной его замены прямо с лицевой стороны щита.

Крепим счетчик с помощью трех винтов, предварительно нарезав резьбу в отверстиях панели.

После этого устанавливаем трансформаторы тока в прямом направлении, т.е. чтобы силовой вывод Л1 был сверху, а Л2 — снизу.

Напомню, что вывод Л1 является началом первичной обмотки, а вывод Л2 — концом первичной обмотки.

В качестве первичной обмотки выступает проходная шина. Подробнее об этом Вы можете узнать из статьи про конструкцию и устройство трансформаторов тока. От подключения первичной обмотки трансформатора тока и будет зависеть соответствие полярности вторичных выводов И1 и И2.

Вообще, маркировка вторичных обмоток трансформаторов тока осуществляется по следующему принципу. При прохождении первичного тока ТТ от начала Л1 к концу Л2 за начало вторичной обмотки И1 принимается тот ее вывод, из которого ток вытекает в цепь нагрузки. Соответственно, второй вывод вторичной обмотки принимается за конец обмотки И2.

Обозначение, как первичных (Л1-Л2), так и вторичных (И1-И2) выводов указаны на корпусе трансформаторов тока.

У трансформаторов тока ТТИ-А от IEK есть такая особенность. Если трансформаторы тока установлены выводом Л1 вверх, то заводской номер будет при этом вверх ногами.

Не очень удобно сделано, ведь чаще всего трансформаторы мы устанавливаем именно выводом Л1 вверх. При списывании или сверке номеров потом приходится «ломать» голову.

Вот нашел недавний пример с установкой таких же трансформаторов тока ТТИ-А на одной из наших подстанций.

Затем монтажную панель, с закрепленными на ней счетчиком и тремя трансформаторами тока, устанавливаем обратно в щит.

Как я говорил в начале статьи, мне необходимо было собрать два щита учета.

А теперь перейдем к их подключению.

Схема подключения СТЭ-561 и нюансы, которые при этом могут возникнуть

Согласно ПУЭ, п.3.4.4, для цепей напряжения необходимо использовать медный провод сечением 1,5 кв.мм, а для токовых цепей — 2,5 кв.мм. Но я сделаю коммутацию вторичных цепей одним сечением на 2,5 кв.мм.

Для подключения я воспользуюсь медным проводом ПВ-1 (по новому ГОСТу 53768-2010 он теперь называется ПуВ) сечением 2,5 кв.мм.

Учет будет технический, поэтому потребитель (заказчик) проигнорировал требование ПУЭ, п.1.5.23, про необходимость установки переходной испытательной коробки (КИП).

Да и в принципе, это не так критично, т.к. произвести замену счетчика без отключения (снятия) напряжения в данном щите все равно не получится.

Счетчик СТЭ-561 я буду подключать по схеме, изображенной на его корпусе.

Вот схема, взятая из паспорта и руководства по эксплуатации.

Здесь я хотел бы отметить два нюанса, которые постоянно возникают при приемке в эксплуатацию приборов учета.

1. Заземление вторичных цепей трансформаторов тока

Согласно ПУЭ, п. 3.4.23, требуется обязательно заземлять вторичные цепи трансформаторов тока.

С этим все понятно и я всегда раньше заземлял вторичную цепь при подключении любых типов счетчиков (см. ссылки на предыдущие статьи), пока однажды не столкнулся с противоположным мнением инспектора энергосбыта. Он утверждал, что подключать счетчик необходимо именно по той схеме, которая изображена в его паспорте, а там, как правило, у счетчиков с трансформаторным подключением по току никогда не отображают заземление.

Так нужно заземлять вторичную цепь трансформаторов тока или нет?!

Инспектор не в какую не принимал в эксплуатацию мои приборы учета с заземленной вторичной обмоткой, потому что схема отличалась от паспортной, а про ПУЭ он и слышать не хотел. Для него была важнее схема из паспорта, нежели безопасность обслуживающего персонала!

В итоге пришлось отказаться от заземления вторичных цепей, хотя я себе отчетливо представляю к чему это может привести, например, в случае обрыва токовой цепи или в случае пробоя первичного напряжения сети на вторичную обмотку ТТ.

О решении этой проблемы я скорее всего напишу отдельный пост, но только после того как мне придет официальный ответ на мой запрос с Ростехнадзора.

Если кто уже сталкивался с подобной ситуацией, то прошу поделиться в комментариях, о том как решилась проблема!

2. Куда подключать нулевой проводник N?!

Согласно паспортной схемы, вводной нулевой проводник N сначала необходимо подключать на клемму счетчика (10), а с клеммы (11) уже подключать его на нулевую шину N.

Скажите пожалуйста, как мне в счетчик подключить жилу вводного нуля N сечением 50 кв.мм?! Отвечу — только одним способом. Вводной ноль N необходимо подключить на нулевую шину N, а уже с нее до счетчика проложить отдельный нулевой проводник и с гораздо меньшим сечением. Так я и сделаю, а самое главное, что это не будет считаться ошибкой.

Итак, с нюансами разобрались, а теперь давайте перейдем непосредственно к подключению счетчика и трансформаторов тока.

Разобьем для себя трансформаторы тока по фазам: слева направо — А, В и С.

От трансформатора тока фазы А:

• с вывода (И1) прокладываем проводник до клеммы счетчика (1)
• с вывода (И2) прокладываем проводник до клеммы счетчика (3)
• с шины со стороны (Л1) прокладываем проводник до клеммы (2)

Зачищаем провода необходимой длины, вставляем под зажим счетчика и поочередно затягиваем винты. Кстати, для снятия изоляции пользуюсь клещами Книпекс — очень мне нравятся.

От трансформатора тока фазы В:

• с вывода (И1) прокладываем проводник до клеммы счетчика (4)
• с вывода (И2) прокладываем проводник до клеммы счетчика (6)
• с шины со стороны (Л1) прокладываем проводник до клеммы (5)

От трансформатора тока фазы С:

• с вывода (И1) прокладываем проводник до клеммы счетчика (7)
• с вывода (И2) прокладываем проводник до клеммы счетчика (9)
• с шины со стороны (Л1) прокладываем проводник до клеммы (8)

С нулевой шины N на клемму (10) счетчика прокладываем нулевой проводник N (на фотографии синего цвета).

Без разницы, куда именно подключать ноль, т.к. клемма (10) и клемма (11) в счетчике объединены.

На вторичные выводы трансформаторов тока я одел защитные крышки для опломбировки, а жгут вторичных проводов аккуратно стянул стяжками-хомутами.

Тонкий маркер закончился, поэтому маркировку проводов вторичных цепей я выполнил с помощью бумажных бирочек.

После этого собрал аналогичным образом второй щит учета.

Осталось установить щиты на объекте, и подключить вводные и отходящие силовые кабели. Фазы вводного кабеля подключаем к выводам (Л1) соответствующих трансформаторов тока, вводной ноль N — на нулевую шину N, а вводной РЕ проводник — на шину РЕ. Фазы отходящего кабеля подключаем к выводам (Л2) соответствующих трансформаторов тока, ноль N — на нулевую шину N и РЕ проводник — на шину РЕ.

На фотографиях выше в щитах еще не установлены шины РЕ, т.к. их я устанавливал уже на месте монтажа. К шине РЕ также подключается РЕ проводник с корпуса щита (заземление щита).

После включения счетчика под напряжение я проверил чередование фаз с помощью указателя TKF-12. Прибор показал прямое чередование, а значит можно включать нагрузку. Далее я проверил работу индикатора нагрузки (передаточного числа), изменение показаний счетчика, светодиодные индикаторы контроля фаз «L1, L2, L3» и светодиод ошибочного включения (индикатор «Ошибка подключения» гореть не должен). Все работает исправно — без нареканий.

Более подробнее о сборке схемы смотрите в моем видео:

P.S. Это все, что я хотел рассказать Вам об установке и схеме подключения трехфазного счетчика СТЭ-561/П5-1-4М через три трансформатора тока. Будут вопросы — спрашивайте.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

404 Not Found

Азербайджан

Армения

Белоруссия

Грузия

Дальнее зарубежье

Казахстан

Киргизия

Молдова

Монголия

Прибалтика

Таджикистан

Туркменистан

Узбекистан

Украина

Москва

Санкт-Петербург

Алтайский край

Амурская область

Архангельская область

Астраханская область

Белгородская область

Брянская область

Владимирская область

Волгоградская область

Вологодская область

Воронежская область

Еврейская автономная область

Забайкальский край

Ивановская область

Иркутская область

Кабардино-Балкарская Республика

Калининградская область

Калужская область

Камчатский край

Карачаево-Черкесская республика

Кемеровская область

Кировская область

Костромская область

Краснодарский край

Красноярский край

Курганская область

Курская область

Ленинградская область

Липецкая область

Магаданская область

Московская область

Мурманская область

Ненецкий автономный округ

Нижегородская область

Новгородская область

Новосибирская область

Омская область

Оренбургская область

Орловская область

Пензенская область

Пермский край

Приморский край

Псковская область

Республика Адыгея

Республика Алтай

Республика Башкортостан

Республика Бурятия

Республика Дагестан

Республика Ингушетия

Республика Калмыкия

Республика Карелия

Республика Коми

Республика Марий Эл

Республика Мордовия

Республика Саха (Якутия)

Республика Северная Осетия-Алания

Республика Татарстан (Татарстан)

Республика Тыва

Республика Хакасия

Ростовская область

Рязанская область

Самарская область

Саратовская область

Сахалинская область

Свердловская область

Смоленская область

Ставропольский край

Тамбовская область

Тверская область

Томская область

Тульская область

Тюменская область

Удмуртская республика

Хабаровский край

Ханты-Мансийский автономный округ

Челябинская область

Чеченская республика

Чувашская республика (Чувашия)

Чукотский АО

Ямало-Ненецкий АО

Ярославская область

Учет с применением измерительных трансформаторов / ПУЭ 7 / Библиотека / Элек.ру

1.5.16. Класс точности трансформаторов тока и напряжения для присоединения расчетных счетчиков электроэнергии должен быть не более 0,5. Допускается использование трансформаторов напряжения класса точности 1,0 для включения расчетных счетчиков класса точности 2,0.

Для присоединения счетчиков технического учета допускается использование трансформаторов тока класса точности 1,0, а также встроенных трансформаторов тока класса точности ниже 1,0, если для получения класса точности 1,0 требуется установка дополнительных комплектов трансформаторов тока.

Трансформаторы напряжения, используемые для присоединения счетчиков технического учета, могут иметь класс точности ниже 1,0.

1.5.17. Допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости или защиты шин), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке трансформатора тока будет составлять не менее 40% номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке не менее 5%.

1.5.18. Присоединение токовых обмоток счетчиков к вторичным обмоткам трансформаторов тока следует проводить, как правило, отдельно от цепей защиты и совместно с электроизмерительными приборами.

Допускается производить совместное присоединение токовых цепей, если раздельное их присоединение требует установки дополнительных трансформаторов тока, а совместное присоединение не приводит к снижению класса точности и надежности цепей трансформаторов тока, служащих для учета, и обеспечивает необходимые характеристики устройств релейной защиты.

Использование промежуточных трансформаторов тока для включения расчетных счетчиков запрещается (исключение см. в 1.5.21).

1.5.19. Нагрузка вторичных обмоток измерительных трансформаторов, к которым присоединяются счетчики, не должна превышать номинальных значений.

Сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения расчетных счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25% номинального напряжения при питании от трансформаторов напряжения класса точности 0,5 и не более 0,5% при питании от трансформаторов напряжения класса точности 1,0. Для обеспечения этого требования допускается применение отдельных кабелей от трансформаторов напряжения до счетчиков.

Потери напряжения от трансформаторов напряжения до счетчиков технического учета должны составлять не более 1,5% номинального напряжения.

1.5.20. Для присоединения расчетных счетчиков на линиях электропередачи 110 кВ и выше допускается установка дополнительных трансформаторов тока (при отсутствии вторичных обмоток для присоединения счетчиков, для обеспечения работы счетчика в требуемом классе точности, по условиям нагрузки на вторичные обмотки и т. п.). См. также 1.5.18.

1.5.21. Для обходных выключателей 110 и 220 кВ со встроенными трансформаторами тока допускается снижение класса точности этих трансформаторов тока на одну ступень по отношению к указанному в 1.5.16.

Для обходного выключателя 110 кВ и шиносоединительного (междусекционного) выключателя 110 кВ, используемого в качестве обходного, с отдельно стоящими трансформаторами тока (имеющими не более трех вторичных обмоток) допускается включение токовых цепей счетчика совместно с цепями защиты при использовании промежуточных трансформаторов тока класса точности не более 0,5; при этом допускается снижение класса точности трансформаторов тока на одну ступень.

Такое же включение счетчиков и снижение класса точности трансформаторов тока допускается для шиносоединительного (междусекционного) выключателя на напряжение 220 кВ, используемого в качестве обходного, с отдельно стоящими трансформаторами тока и на напряжение 110-220 кВ со встроенными трансформаторами тока.

1.5.22. Для питания цепей счетчиков могут применяться как однофазные, так и трехфазные трансформаторы напряжения, в том числе четерех- и пятистержневые, применяемые для контроля изоляции.

1.5.23. Цепи учета следует выводить на самостоятельные сборки зажимов или секции в общем ряду зажимов. При отсутствии сборок с зажимами необходимо устанавливать испытательные блоки.

Зажимы должны обеспечивать закорачивание вторичных цепей трансформаторов тока, отключение токовых цепей счетчика и цепей напряжения в каждой фазе счетчиков при их замене или проверке, а также включение образцового счетчика без отсоединения проводов и кабелей.

Конструкция сборок и коробок зажимов расчетных счетчиков должна обеспечивать возможность их пломбирования.

1.5.24. Трансформаторы напряжения, используемые только для учета и защищенные на стороне высшего напряжения предохранителями, должны иметь контроль целости предохранителей.

1.5.25. При нескольких системах шин и присоединении каждого трансформатора напряжения только к своей системе шин должно быть предусмотрено устройство для переключения цепей счетчиков каждого присоединения на трансформаторы напряжения соответствующих систем шин.

1.5.26. На подстанциях потребителей конструкция решеток и дверей камер, в которых установлены предохранители на стороне высшего напряжения трансформаторов напряжения, используемых для расчетного учета, должна обеспечивать возможность их пломбирования.

Рукоятки приводов разъединителей трансформаторов напряжения, используемых для расчетного учета, должны иметь приспособления для их пломбирования.

Измерительные трансформаторы тока: особенности применения

Измерительный трансформатор тока — это специальный прибор узкого направления, который предназначен для измерения переменного тока и его контроля. Чаще всего применяется в системах релейной защиты (автоматики) и измерительных приборов. Его использование необходимо тогда, когда непосредственное присоединение прибора для измерения, к электрической сети с переменным напряжением невозможно или небезопасно для персонала обслуживающего его. А также для организации гальванической развязки первичных силовых цепей от измерительных. Расчёт и выбор измерительного трансформатора тока выполняется таким образом, чтобы изменения формы сигнала были сведены к нулю, а влияние на силовую контролируемую цепь было минимальным.

Назначение измерительных трансформаторов

Главная функция этого измерительного прибора — это отображение изменений тока, максимально пропорционально. Трансформаторы тока гарантируют полную безопасность измерений, отделяя измерительные цепи от первичных с опасным высоким напряжением, которое чаще всего составляют тысячи вольт. Требования, предъявляемые к их классу точности очень велики, так как от этого зависит работа дорогостоящего мощного оборудования.

Принцип действия и конструкция

Трансформаторы измерительные выпускают с двумя и больше группами вторичных обмоток. Первая применяется для включения устройств релейной защиты и сигнализации. А другая, с большим классом точности, для подключения устройств точного измерения и учёта. Они помещены на специально изготовленный ферромагнитный сердечник, который набран из листов специальной электротехнической стали довольно тонкой толщины. Первичную обмотку непосредственно включают последовательно в измеряемую сеть, а ко вторичной обмотке подключают катушки различных измерительных приборов, чаще всего амперметров и счетчиков электроэнергии.

В трансформаторах тока, как и в большем количестве других таких электромагнитных устройств, величина первичного тока больше, чем вторичного. Первичная обмотка исполняется из провода разного сечения или же шины, в зависимости от номинального значения тока. В трансформаторах тока 500 А и выше, первичная обмотка чаще всего выполнена из 1-го единственного витка. Он может быть в виде прямой шины из меди или алюминия, которая проходит через специальное окно сердечника. Корректность измерений любого измерительного трансформатора характеризуется погрешностью значения коэффициента трансформации. Для того чтобы не перепутать концы, на них обязательно наносится маркировка.
Аварийная небезопасная работа, связана с обрывом вторичной цепи ТТ при включенной в цепь первичной, это приводит к очень сильному намагничиванию сердечника и даже при обрывe вторичной обмотки. Поэтому при включении без нагрузки вторичные обмотки соединяются накоротко.
По классу точности все измерительные ТТ разделены на несколько уровней. Особенно точные, называются лабораторные и имеют классы точности не больше 0,01–0,05;

Схемы соединений

Схемы соединений, представленные ниже, дают возможность персоналу контролировать токи в каждой из фаз.

В целях безопасности персонала, низковольтного измерительного оборудования и приборов один вывод вторичной обмотки, а также корпус заземляют.

Классификация и выбор

По конструкции и исполнению трансформаторы тока используемые в измерительных цепях делятся на:

• Встроенные. Первичная обмотка у них служит элементом для другого устройства. Они устанавливаются на вводах и имеют только вторичную обмотку. Функцию первичной обмотки выполняет другой токоведущий элемент линейного ввода. Конструктивно это магнитопровод кольцевого типа, а его обмотки имеют отпайки, соответствующие разным коэффициентам трансформации;
• Опорные. Предназначенные для монтажа и установки на опорной ровной плоскости;
• Проходной. По своей структуре это тот же встроенный, только вот находиться он может снаружи другого электрического устройства;
• Шинный. Первичной обмоткой служит одна или несколько шин включенных в одну фазу. Их изоляция рассчитывается с запасом, что бы он мог выдержать даже многократное увеличение напряжения;
• Втулочный. Это одновременно и проходной, и шинный трансформатор тока;
• Разъемный. Его магнитопровод состоит из разборных элементов;
• Переносной. Это устройство электрики называют токоизмерительные клещи. Они являются переносным и удобным измерительным трансформатором тока, у которого магнитная система размыкается и замыкается уже вокруг того провода в котором и нужно измерять значение тока.

При выборе трансформатора тока стоит знать главное, что при протекании по первичной обмотке номинального тока в его вторичной обмотке, которая замкнута на измерительный прибор, будет обязательно 5 А. То есть если нужно проводить измерение токовых цепей где его расчётная рабочая величина будет примерно равна 200 А. Значит, при установке измерительного трансформатора 200/5, прибор будет постоянно показывать верхние приделы измерения, это неудобно. Нужно чтобы рабочие пределы были примерно в середине шкалы, поэтому в этом конкретном случае нужно выбирать трансформатор тока 400/5. Это значит что при 200 А номинального тока оборудования на вторичной обмотке будет 2,5 А и прибор будет показывать эту величину с запасом в сторону увеличения или уменьшения. То есть и при изменениях в контролируемой цепи будет видно насколько данное электрооборудование вышло из нормального режима работы.

Вот основные величины, на которые стоит обратить внимание при выборе измерительных трансформаторов тока:

1. Номинальное и максимальное напряжение в первичной обмотке;
2. Номинальное значение первичного тока;
3. Частота переменного тока;
4. Класс точности, для цепей измерения и защиты он разный.

Техническое обслуживание

Эксплуатация измерительных трансформаторов не является очень сложным и трудоёмким процессом. Действия персонала заключаются, в основном, в надзоре за исправностью его вторичных цепей, наличием защитных заземлений и показаниями приборов контроля, а также счётчиков. Осмотр чаще всего производится визуальный, из-за опасности поражения человека высоким напряжением, вход за ограждения, где установлены трансформаторы строго запрещён. Однако, это касается в большей степени систем с напряжением выше 1000 Вольт. Для низковольтных цепей визуальный осмотр на наличие нагрева соединений, а также коррозии контактных зажимов является неотъемлемой работой электротехнического персонала. Самый часто применяемый прибор для измерения тока в цепях 0,4 кВ это токоизмерительные клещи. Так как при расчёте и разработке пусковой аппаратуры очень редко используются стационарные трансформаторы для измерения.

В любом случае нужно обращать внимание и принимать меры к устранению обнаруженных дефектов таких как:

1. Обнаружение трещин в изоляторах и фарфоровых диэлектрических элементах;
2. Плохое состояние армированных швов;
3. Потрескивания и разряды внутри устройства;
4. Отсутствие заземления корпуса или вторичной обмотки.

Проводя обслуживание измерительных трансформаторов, на щитах где установлены приборы, нужно смотреть не только за показаниями приборов, а ещё и за контактными соединениями проводов, которые подключаются к ним. Кстати, их сечение не должно быть меньше 2,5 мм² для медных проводов, и 4 мм² для алюминиевых.

Проверка измерительных трансформаторов

Испытание измерительных трансформаторов сводится к измерению сопротивления изоляции и коэффициента трансформации, который определяется по следующей схеме.

При этом в первичную обмотку от специального нагрузочного трансформатора или автотрансформатора подаётся ток не меньше 20% от номинального. Как известно, коэффициент трансформации будет равен соотношению тока в первичной обмотке к току во вторичной. После чего это значение сравнивается с номиналом. Если трансформатор имеет несколько вторичных обмоток, то необходимо проверит каждую. И также нельзя забывать о наличии правильной маркировки.

Выбор нужно трансформатора тока, а также их испытательные характеристики определяют в лабораторных условиях специальный высококвалифицированный электротехнический персонал, где и выдаётся соответствующий документ по его результатам.

Схемы защиты шин для распределительных подстанций

Сборные шины на подстанциях T&D

Шины играют важную роль в передаче и распределении электроэнергии. Они используются в качестве центрального пункта распределения для всех фидеров. В случае неисправности ток на шине становится высоким, что приводит к механическому разрушению, которое повлияет на все фидеры.

Защита шин на подстанциях передачи и распределения электроэнергии

Проблема в том, что шины обычно остаются без специальной защиты, поскольку предполагается, что они обладают высокой надежностью.Высказывались опасения, что если шина будет иметь специальную схему защиты, она может выйти из строя и в конечном итоге затронуть всю энергосистему.

Другая причина заключалась в том, что резервная защита считалась достаточно хорошей, чтобы обеспечить достойную защиту шины. Из-за таких проблем, как потеря нагрузки и долгое время для устранения неисправностей, при использовании резервной защиты требуется специальная схема защиты сборных шин.

Когда дело доходит до специальной защиты шин , требуется высокая скорость работы, надежность и стабильность .Нестабильность энергосистемы может быть вызвана отказом срабатывания во время внешней неисправности или ложным срабатыванием во время обслуживания сборной шины.

Это приведет к полному отключению .

Точность и надежность являются важными факторами при разработке схемы защиты шин. Обзор литературы показал, что небольшие распределительные подстанции, используемые для среднего напряжения, используют реле максимального тока для защиты шин, а большие подстанции используют схемы дифференциальной защиты .

В этой технической статье объясняется теория сборных шин на уровне распределительной сети. В нем также рассматриваются схемы защиты шин, которые используются в настоящее время, и их работа.

Схемы защиты шин

Существует несколько схем защиты сборных шин. Наиболее часто используются следующие:

1. Системная защита для защиты шин
2. Защита корпуса-заземления
   1. Защита каркаса одиночной шины от земли
   2. Защита корпуса и заземления (секционные шины)
   3. Схема заземления каркаса — подстанция с двойной шиной
3. Дифференциальная защита сборных шин
   1. Дифференциальная защита с высоким сопротивлением
   2. Дифференциальная защита с низким сопротивлением
   3. Дифференциальная защита секционных сборных шин
   4. Расположение трансформаторов тока
4. Обратная блокировка / защита от блокировки

Схема защиты системы применяется на малогабаритных подстанциях.Подробное объяснение заземления корпуса, дифференциальной защиты и защиты от обратной блокировки для сборных шин обсуждается далее.

1. Защита системы, используемая для защиты шин

Система, которая используется для защиты шин, состоит из максимальной токовой защиты или дистанционной защиты. При использовании этой системы шина будет надежно защищена.

Этот метод или метод применяется к простым распределительным системам путем реализации максимальной токовой защиты .

Эту систему также можно использовать в качестве резервной защиты , используя временную градацию в случае, когда требуется медленное действие защиты. Градация по времени гарантирует, что выключатель, ближайший к месту повреждения, всегда отключается первым, путем выбора соответствующей настройки времени для каждого реле.

Простая радиальная распределительная система, показанная на Рисунке 0, чтобы проиллюстрировать принцип и хорошо объяснена в этой технической статье «Основы координации реле защиты и принципы классификации времени / тока».

Рисунок 0 — Радиальная система с временной дискриминацией

Вернуться к содержанию ↑

2. Защита корпуса-заземления

Рама заземления для сборных шин широко использовалась в прошлом. Этот метод может быть применен к различным схемам защиты сборных шин, каждая из которых имеет определенные возможности.

Рамочные схемы защиты заземления все еще существуют и обеспечивают эффективную защиту сборных шин. Введение числовых реле привело к сокращению использования системы утечки кадров.

Поясним схемы защиты следующих вариантов защиты каркас-земля:

1. Защита каркаса от земли одной шины
2. Защита корпуса от земли (секционные шины)
3. Схема каркас-земля в подстанции с двойной шиной

Вернуться к содержанию ↑

2.1 Защита каркаса от земли для одной шины

Эта схема защиты в схеме с одной сборной шиной рассматривается как система защиты от замыканий на землю и используется для измерения токов, протекающих от корпуса распределительного устройства на землю.

Эта схема спроектирована таким образом, что реле мгновенного действия, показанное на Рисунке 1, запитывается током, измеряемым ТТ, установленным на заземляющем проводе
.

Важно, чтобы никакие другие заземляющие соединения не могли соединяться со стальными конструкциями . Это гарантирует, что трансформаторы тока и основное заземление не будут шунтированы, поскольку такое поведение может привести к увеличению действующего значения уставки, что приведет к неправильной работе реле.

Крайне важно изолировать распределительное устройство от земли, используя бетон в качестве фундамента.

Рисунок 1 — Защита каркаса и заземления одиночной шины

Вернуться к содержанию ↑

2.2 Защита корпуса от земли (секционные шины)

Эта система разделяет шину на секции, и защита также выполняется отдельно. Это делается путем разделения рамы на секции, каждая из которых использует специальный заземляющий провод .Каждая секция состоит из отдельного ТТ и реле защиты.

Эти секции теперь рассматриваются как отдельные зоны, как показано на Рисунке 2. Эта система устроена таким образом, что защитное реле срабатывает только при неисправности
в соответствующей зоне.

Рисунок 2 — Рама — защита от заземления (секционная шина)

Вернуться к содержанию ↑

2.3 Схема заземления корпуса — Подстанция с двойной шиной

В этой системе защита обеспечивается в виде изоляции одной шины с дополнительными цепями отключения, подключенными к вспомогательной шине , как показано на рисунке 3, для срабатывания при всех неисправностях.

Рисунок 3 — Каркас — Схема заземления — Подстанция с двойной шиной

Система проверки используется для защиты оборудования от событий, вызванных операцией из-за ошибки человека или механического удара . Эта система проверки не применима для небольшого оборудования.

Если низковольтная проводка неисправна , контрольная система должна предотвратить срабатывание , вызванное прохождением тока на землю через корпус распределительного устройства. Работа обеспечивается включением реле защиты током нейтрали.Если система проверки нейтрали не предлагается, реле заземления корпуса сработают после короткой задержки.

Вернуться к содержанию ↑

3. Дифференциальная защита сборных шин

В работе дифференциальной защиты напрямую используется закон Кирхгофа по току, когда требуется, чтобы токи, входящие в узел, были равны току, выходящему из узла.

Когда сумма токов не равна нулю при сравнении их величины или фазы, разность называется током повреждения, как показано на рисунке 4.

Когда на сборной шине имеется неисправность, также известная как внутренняя неисправность, полные токи на входе в нее не равны нулю. Ток повреждения I _f — это сумма всех токов.

Рисунок 4 — Дифференциальная защита сборной шины

Существует множество методов, которые можно использовать для применения схемы.

На рис. 5 показана схема, в которой одно реле используется с несколькими параллельно включенными трансформаторами тока. Этот метод также полезен для системы защиты шин от замыканий на землю.Дополнительная защита от короткого замыкания фаз может быть достигнута путем подключения сбалансированных групповых ТТ в каждой фазе вместе с трехфазным реле, как показано на рисунке 5 ниже.

Для обеспечения хорошей производительности схемы рекомендуется настроить идентичные параметры фазы и замыкания на землю.

Рисунок 5 — Основные схемы циркулирующего тока

Вернуться к содержанию ↑

3.1 Дифференциальная защита с высоким сопротивлением

Высокоомная схема дифференциальной защиты используется уже более пятидесяти лет. из-за ее надежной, быстрой и безопасной работы. .В этой схеме используется напряжение в точках дифференциального перехода.

Используемые трансформаторы тока требуют низкого сопротивления утечки вторичной обмотки . Такое расположение особенно важно, когда происходит серьезное насыщение трансформаторов тока во время внешних коротких замыканий и напряжения не поднимаются выше определенного уровня. Это вызвано тем, что ТТ имеют более низкий импеданс тракта по сравнению с входным сопротивлением реле защиты.

Недостатком схемы является то, что для нее требуется выделенных трансформаторов тока, что добавляет дополнительных затрат.Во время повреждения шины требуется дополнительный варистор ограничения напряжения, который используется для поглощения энергии.

Посмотрите объяснение в видео Стивена.

Вернуться к содержанию ↑

3.2 Дифференциальная защита с низким сопротивлением

Схема низкоомной дифференциальной защиты не требует специальных трансформаторов тока . Эта схема может выдерживать значительное насыщение ТТ во время внешних коротких замыканий. Он также обеспечивает относительно высокую скорость отключения.

Введение микропроцессорных реле делает эту схему привлекательной для большинства инженеров защиты из-за ее усовершенствованных алгоритмов для процентных функций дифференциальной защиты.

Изменение конфигурации защиты шин стало менее сложным. Возможности замены модулей сбора данных (DAU) в отсеках за счет использования архитектур распределения стали возможными.

Рисунок 6 — Общая структурная схема дифференциальной защиты шины

Как показано на Рисунке 6 выше, входные токи, определяющие — через динамическую копию шины — дифференциальную зону шины, принимаются реле от трансформаторов тока (ТТ), связанных с системой питания.

Токи проходят предварительную цифровую фильтрацию (, блок 1, ), чтобы удалить затухающие составляющие постоянного тока и другие искажения сигнала. Отфильтрованные входные сигналы приводятся к общему масштабу с учетом коэффициентов преобразования подключенных трансформаторов тока (, блок 2, ).

Фазы дифференциальных токов зоны оцениваются в цифровом виде ( блок 3, ) и вычисляются дифференциальный ( блок 4, ) и ограничивающий ( блок 5, ) сигналы.Величина дифференциального сигнала сравнивается с пороговым значением, и создается соответствующий флаг, указывающий срабатывание несмещенной дифференциальной защиты шины ( блок 6, ).

Неконтролируемый несмещенный дифференциальный элемент тока срабатывает всякий раз, когда измеренный дифференциальный ток превышает установленное значение .

Сравниваются величины дифференциального и ограничивающего токов, и создаются два вспомогательных флага, которые соответствуют двум частям дифференциальной рабочей характеристики особой формы ( DIF1 и DIF2 ) ( блоки 7 и 8 ).Характеристики разделены, чтобы повысить производительность реле за счет применения различных мер безопасности для каждого из регионов.

Направленный элемент (, блок 10, ) контролирует смещенную дифференциальную характеристику, когда это необходимо. Используется принцип направленного сравнения токов, который обрабатывает векторы всех входных токов, а также дифференциальные и ограничивающие токи.

Детектор насыщения (блок 9) анализирует дифференциальные и ограничивающие токи, а также выборки входных токов.Этот блок устанавливает свой выходной флаг при обнаружении насыщения ТТ.

Выходная логика ( блок 11 ) объединяет флаги дифференциала, направления и насыщения в флаг несмещенной дифференциальной операции. Применяемая логика увеличивает производительность реле, сохраняя при этом отличный баланс между надежностью / скоростью и безопасностью.

Вернуться к содержанию ↑

3.3 Дифференциальная защита секционных сборных шин

Когда используется дифференциальная защита для секционных шин , требуется, чтобы разделенная шина использовала отдельный циркулирующий ток .

Зоны

используются для разделения секций и спроектированы таким образом, что они перекрываются между переключателями секций, поэтому вся система защищена, как показано на Рисунке 7 ниже.

Рисунок 7 — Зоны защиты секционных сборных шин

В системе с двумя сборными шинами две шины обрабатываются как отдельные зоны. Если шина соединена, зоны будут перекрываться. Эта система спроектирована таким образом, что между шинами включен изолирующий выключатель.

Он должен быть связан с соответствующей зоной с помощью вспомогательных контактов раннего замыкания и позднего размыкания. Это , чтобы гарантировать, что при замыкании изоляторов вспомогательные переключатели срабатывают перед главными контактами изолятора .

Когда изоляторы размыкаются, их главные контакты размыкаются раньше, чем вспомогательные переключатели. Вторичные цепи двух зон на короткое время включаются параллельно и подключаются через изоляторы цепей во время операции переключения.

Вернуться к содержанию ↑

3.4 Расположение трансформаторов тока

В идеальной системе защиты зоны должны перекрываться и иметь отдельные схемы защиты от дискриминации. Система спроектирована таким образом, что там, где зоны перекрываются, должен быть автоматический выключатель, перекрывающий обе зоны.

В этой системе трансформаторы тока должны быть установлены с обеих сторон выключателя, как показано на Рисунке 8 (a). Это идеальное устройство для защиты зоны сборных шин, поскольку оно охватывает все первичные цепи.

На рис. 8 (b) показано устройство, в котором трансформаторы тока устанавливаются с одной стороны выключателя. Это не идеально, поскольку оставляет незащищенной небольшую область первичного контура.

Эта незащищенная зона называется короткой зоной .

Недостатком такой схемы является , когда повреждение находится в зоне короткого замыкания : автоматический выключатель размыкается, но ток повреждения все еще течет, если в цепи присутствует источник питания. Это плохо для системы.

Должна быть предусмотрена специальная защита для обнаружения неисправностей в «короткой зоне» и сигнал отключения, который должен быть отправлен на следующий вышестоящий выключатель.

Рисунок 8 — a) Трансформатор тока, установленный с обеих сторон выключателя; б) Трансформатор тока, установленный только на стороне цепи выключателя с указанным повреждением, не устраненным защитой цепи.

Вернуться к содержанию ↑

4. Обратная блокировка / защита от блокировки

В распределительной системе сборных шин традиционно при возникновении неисправности она сбрасывается реле защиты с выдержкой времени.С внедрением цифровых технологий для защиты распределительной системы с одним источником может применяться простая схема защиты, такая как схема блокировки сборных шин.

Эта схема достигается путем установки реле максимального тока во входящей цепи фидера, а также установки реле максимального тока во всех выходных фидерах, как показано на Рисунке 9 ниже, где цифра 50 означает мгновенный максимальный ток. Реле максимального тока на вводе настроено на срабатывание при неисправности на сборной шине, если оно не заблокировано какими-либо реле максимального тока на фидере.

Требуется временная градация для координации этих реле максимального тока, чтобы избежать условий гонки.

Преимущества использования этой схемы следующие:

1. Изменить схему для расширения подстанции несложно.
2. В нем используются элементы максимального тока, которые уже запитываются реле защиты фидера.
3. Требует минимальных затрат по сравнению со схемой дифференциальной защиты.
4. Он имеет более быстрое устранение неисправностей по сравнению с системой, в которой используется отключение, вызванное защитой вышестоящего фидера.

Рисунок 9 — Иллюстрация схемы блокировки

Схемы перегрузки по току с блокировкой, также описываемые как схемы «блокировки сборных шин» или «блокировки последовательности зон», могут предложить экономичную альтернативу.

Преимущество состоит в том, что для защиты шин не требует установки специального реле. , так как он настроен для работы с использованием логических средств, уже имеющихся в реле максимального тока менеджера фидеров, установленных на входных и выходных фидерах.

Поскольку защита фидера в любом случае должна быть установлена ​​для всех цепей, исходящих от сборной шины, единственная дополнительная стоимость настройки защиты сборной шины — это разработка и установка средств для отдельных реле для одноранговой связи друг с другом.

Вернуться к содержанию ↑

Список литературы //

1. Исследование применения стандарта IEC 61850 в схемах защиты распределительных шин Мхулули Элвис Сиянда Мнгуни
2. Инновационное низкоомное дифференциальное реле шины: принципы и применение GE
3. Руководство по сетевой защите и автоматизации от GE (Alstom Grid)

.

Дифференциальная защита трансформаторов, машин, шин, линий и фидеров

Принципы дифференциальной защиты

Дифференциальная защита — очень полезный метод защиты, который может применяться для защиты любого сетевого компонента, такого как трансформаторы, машины, сборные шины, линии и фидеры.

Дифференциальная защита трансформаторов, машин, сборных шин, линий и фидеров (фото: proenergo.net)

Дифференциальное реле сравнивает входящие фазные токи объекта с выходными фазными токами того же объекта .Если эти токи отличаются друг от друга по амплитуде или фазовому углу или оба больше, чем допускаются значениями уставок реле, реле сработает.

Принцип измерения гарантирует, что реле срабатывает исключительно при повреждениях внутри зоны защиты, что означает, что защита является абсолютно избирательной.

Следовательно, время срабатывания защиты очень короткое, обычно меньше одного цикла. Зона защиты определяется как площадь между точками измерения тока.

Еще одно преимущество принципа измерения — высокая чувствительность. Защита может реагировать на ток короткого замыкания, составляющий всего несколько процентов от номинального тока. Достигаемая чувствительность зависит от типа используемого реле, характеристик трансформаторов тока и защищаемого объекта.

По принципу действия дифференциальную защиту можно разделить на следующие дифференциальные схемы:

1. низкоомный и
2. Высокоимпедансный

Принцип дифференциала с низким сопротивлением

Дифференциальная схема с низким сопротивлением измеряет токи по обе стороны от защищаемого объекта и формирует из них дифференциальный ток I _d , рисунок 1.На практике небольшой дифференциальный ток, в основном вызванный ошибками измерения трансформаторов тока и реле, может быть замечен даже при отсутствии повреждения в пределах зоны защиты.

В приложениях защиты трансформатора, так называемый кажущийся дифференциальный ток, подобный этому, дополнительно вызывается током холостого хода трансформатора, положением переключателя ответвлений и мгновенно пусковым током трансформатора, который полностью проявляется как дифференциальный ток.

Величина дифференциального тока, вызванного ошибками измерения, и положение устройства РПН прямо пропорциональны току нагрузки трансформатора.Особенно критическая ситуация с точки зрения кажущегося дифференциального тока возникает при повреждениях за пределами зоны защиты.

Ток сквозного короткого замыкания велик и может содержать постоянную составляющую, которая может вызвать насыщение трансформаторов тока, что приведет к кратковременному увеличению дифференциального тока. Чтобы избежать ложного срабатывания дифференциального реле, реле должно быть стабилизировано. Это означает, что чем выше ток сквозного замыкания, тем более высокий дифференциальный ток требуется для отключения.

Ток стабилизации I _b формируется из фазных токов, измеренных с обеих сторон защищаемого объекта.

Рабочая характеристика стабилизированного дифференциального реле

Пример рабочей характеристики стабилизированного дифференциального реле показан на рисунке 1. Форма характеристики определяется базовой настройкой, передаточным числом и второй точкой поворота, рисунок 1.

Для стабилизации значений тока больше второй точки поворота начальное соотношение фиксировано.

Рисунок 1 — Рабочие характеристики реле дифференциального тока с низким сопротивлением

Как следует из названия, базовая настройка определяет базовую чувствительность реле в условиях холостого хода защищаемого объекта.

Базовая настройка должна быть выше, чем, например, ток возбуждения трансформатора или ток зарядки линии при максимальном рабочем напряжении , чтобы избежать ложного срабатывания реле . Базовая настройка также влияет на уровень всей характеристической кривой и, следовательно, на рабочую чувствительность при более высоких уровнях стабилизирующего тока.

Пусковой коэффициент учитывает источники кажущегося дифференциального тока, который прямо пропорционален протекающему току. В основном это начальное передаточное число вместе со второй точкой поворота, которая определяет рабочую чувствительность реле к внутренним неисправностям трансформатора или машины при нагрузке на эти объекты.

Короткие замыкания обмоток и межвитковые замыкания и замыкания на землю в обмотках или где-либо еще в защищаемой зоне. — это типы повреждений, которые требуют чувствительного и быстрого срабатывания защиты.

Второй поворотный момент также влияет на стабильность защиты при неисправностях вне зоны защиты .

В этой ситуации реле не должно работать некорректно и отключать автоматический выключатель под действием кажущегося дифференциального тока. Чем ниже значение второй точки поворота, тем выше будет полученная стабильность. С другой стороны, одновременно может снизиться чувствительность реле к внутренним неисправностям, особенно в приложениях для защиты трансформаторов.Принимая во внимание предельные коэффициенты точности трансформаторов тока, уровни тока короткого замыкания и направления их питания, а также требования к чувствительности защищаемого объекта, установка второй точки поворота обычно легко определяется.

При уровнях тока стабилизации выше второй точки поворота высокий пусковой коэффициент обеспечивает стабильность при неисправностях, возникающих вне зоны защиты.

Проблемы со стабильностью

Проблемы со стабильностью могут быть вызваны переключением пусковых токов.Когда защищенный силовой трансформатор находится под напряжением, пусковой ток полностью проявляется как дифференциальный ток, и в этом случае стабилизации одного реле недостаточно для предотвращения ложных срабатываний реле.

В этой ситуации требуется функция блокировки, основанная на второй гармонике, чтобы запретить работу стабилизированной ступени. Вторая гармоника обычно присутствует в пусковом токе.

Проблемы могут также возникнуть, когда пусковой ток трансформатора, подаваемый защищенным генератором, довольно высок по сравнению с номинальным током.В этих случаях несимметричные фазные токи, содержащие вторые гармоники, могут вызвать неодновременное насыщение трансформаторов тока и, следовательно, кажущийся дифференциальный ток реле.

Чтобы обеспечить работу реле в этих условиях, активация функции блокировки на основе второй гармоники часто оправдана .

В системах защиты трансформаторов стабильность также подвергается опасности из-за временного перенапряжения .Повышение напряжения приводит к увеличению тока намагничивания из-за насыщения трансформатора, который полностью рассматривается как дифференциальный ток.

Когда соотношение между дифференциальным током и током стабилизации превышает уставку, реле срабатывает. Функцию можно запретить путем включения функции блокировки на основе пятой гармоники .

Ток намагничивания насыщенного силового трансформатора содержит большую часть этой конкретной гармоники.Если ситуация с перенапряжением ухудшается, доля пятой гармоники обычно возрастает до определенного уровня точки перегиба. На этом этапе может оказаться целесообразным снять блокировку и включить реле, чтобы предотвратить чрезмерное перевозбуждение трансформатора. Это можно сделать с помощью функции разблокировки или блокировки на основе пятой гармоники.

Чтобы обеспечить максимально быструю и надежную работу реле при повреждениях внутри зоны защиты, используется ступень с высокой уставкой в ​​дополнение к ступени стабилизации .Высокая ступень не может быть заблокирована, и она нестабильна. Ступень с высокой уставкой срабатывает, когда дифференциальный ток на мгновение превышает установленное начальное значение.

Для быстрой и надежной работы ступени с высокой уставкой предельный коэффициент точности трансформаторов тока, используемых в защите, должен быть достаточно высоким. Это также предотвратит ненужное срабатывание функции блокировки второй гармоники и, таким образом, можно предотвратить дополнительную задержку срабатывания стабилизированной ступени.

С одной стороны, достаточное сходство предельных коэффициентов точности трансформаторов тока, используемых в защите, дополнительно гарантирует, что реле сохраняет стабильность при неисправностях за пределами зоны защиты.

Вернуться к содержанию ↑

Дифференциальный принцип с высоким сопротивлением

Благодаря своему принципу действия, высокоомная дифференциальная схема особенно проста в реализации и настройке, а также отличается высокой эксплуатационной надежностью, рисунок 2.Стабилизация высокоомной схемы осуществляется отдельным стабилизирующим резистором.

Как следует из названия, этот резистор используется для предотвращения ложных срабатываний реле при неисправностях вне зоны защиты . Такие операции могут быть вызваны дифференциальным током, возникающим из-за неодновременного насыщения трансформаторов тока.

Поскольку цепи трансформатора тока гальванически связаны между собой, все трансформаторы тока защиты должны иметь одинаковое отношение витков !

Использование промежуточных трансформаторов тока не рекомендуется, поскольку это увеличивает требования, предъявляемые к основным трансформаторам тока, и снижает чувствительность защиты.Принцип высокого импеданса особенно хорошо подходит для защиты от короткого замыкания машин, коротких линий и систем сборных шин, а также защиты этих устройств и трансформаторов от замыканий на землю в эффективно заземленных и заземленных через низкое сопротивление сетях.

Конструкция стабилизации высокоомной схемы основана на предположении, что один из трансформаторов тока защиты полностью насыщается при КЗ вне зоны защиты, а остальные трансформаторы тока не насыщаются вообще.Идея состоит в том, чтобы направить кажущийся дифференциальный ток, сформированный указанным способом , через трансформатор тока насыщения, а не через реле .

Поскольку полное сопротивление трансформатора тока насыщения низкое, высокое сопротивление, то есть стабилизирующий резистор, подключается последовательно к цепи реле.

Теперь весь дифференциальный ток принудительно протекает через вторичную цепь трансформатора тока насыщения, что можно описать коротким замыканием намагничивающего реактивного сопротивления X E на Рисунке 2.

Падение напряжения во вторичной цепи тогда будет таким же, как и в цепи реле, рис. 2. Это стабилизирующее напряжение не должно вызывать срабатывание реле.

Рисунок 2 — Схема однофазного замещения и принцип действия при КЗ вне зоны защиты, а также расчет стабилизирующего напряжения U _S , являющегося критерием настройки реле.

Где:

• R _S — стабилизирующий резистор,
• R _U — резистор, зависящий от напряжения (варистор).

Если защита реализована с помощью реле напряжения, выбранная уставка должна быть равной расчетному напряжению стабилизации или превышать его. Величина стабилизирующего резистора определяется в соответствии с этой настройкой напряжения. В случае реле напряжения стабилизирующий резистор часто встроен в реле.

Если защита реализована с использованием реле тока, сначала необходимо определить значение тока, при котором реле должно срабатывать. .

Значение стабилизирующего резистора определяется посредством настройки напряжения стабилизации и тока. Обычно в случае реле тока стабилизирующий резистор должен быть установлен отдельно и подключен к цепи реле.

При повреждениях внутри зоны защиты трансформаторы тока пытаются пропустить через реле вторичный ток, пропорциональный току короткого замыкания. Но из-за высокого сопротивления цепи реле вторичное напряжение может превышать номинальные значения реле и вторичной проводки.

По этой причине, резистор, зависимый от напряжения , должен быть подключен параллельно реле, чтобы ограничить напряжение до безопасного уровня .

Влияние насыщения ТТ на схемы дифференциальной защиты

Трансформаторы тока, используемые в приложениях защиты с высоким импедансом, должны иметь соответствующий предельный коэффициент точности, чтобы обеспечить подачу достаточного тока в цепь реле при повреждениях внутри зоны защиты.Это требование считается выполненным, если напряжение точки перегиба трансформаторов тока как минимум вдвое превышает выбранное напряжение стабилизации.

Таким образом, защита срабатывает быстро и надежно даже при уровнях дифференциального тока, лишь немного превышающих установленное значение.

Для защиты требуются трансформаторы тока класса X или PX согласно BS 3938 или IEC 60044-1 соответственно, повторяемость которых определяется напряжением точки перегиба и сопротивлением вторичной цепи.В спецификации трансформаторов тока класса X или PX также указан ток намагничивания, соответствующий напряжению в точке перегиба. Это значение тока необходимо для расчета общей чувствительности защиты.

Вернуться к содержанию ↑

Ссылка // Справочник по автоматизации распределительных сетей — Координация реле, ABB

.

Принципы и применение схем защиты сборных шин (вы ДОЛЖНЫ знать о них)

Как обнаруживать неисправности сборных шин?

Раньше устранение неисправностей сборных шин выполнялось дистанционными реле с выдержкой времени или реле максимального тока, что приводило к продлению неисправности на более длительный период времени. В современных сетях, которые сильно взаимосвязаны, имеют множество вводов и состоят из участков линий разной длины, устранение неисправностей шины в зоне 2 или зоне 3 дистанционного реле недопустимо.

Принципы и применения схем защиты сборных шин (вы ДОЛЖНЫ знать о них) — фото: MANTRA SWITCHGEAR CO., LTD.

Также селективное отключение становится проблемой в установках с разными участками шин. Чтобы поддерживать стабильность системы и минимизировать повреждения из-за высокого уровня неисправностей, отключение с выдержкой времени для неисправностей сборных шин больше не приемлемо.

Следовательно, необходимо выборочно обнаруживать неисправности сборных шин с помощью блочной схемы защиты.

Схема защиты шин должна иметь:

1. Должен быть полностью надежным
2. Он должен быть абсолютно стабильным при всех типах тяжелых неисправностей.
3. Он должен обеспечивать селективность между секциями шин, чтобы гарантировать, что цепи, подключенные только к неисправной шине, изолированы.
4. Он должен иметь высокоскоростную защиту, чтобы минимизировать повреждение и поддерживать стабильность системы.

Преимущества полуторазного выключателя:

1. Имеет 3 выключателя для двух подключений.Каждая цепь подключена к определенной шине.
2. Переключение линии с одной шины на другую не требуется.
3. Это соединение выполняется таким образом, что один является источником, а другой — нагрузкой.
4. Для обслуживания выключателя любой линии нагрузка переключается на другую шину.
5. При возникновении неисправности шины или для обслуживания все соединения будут на исправной шине.
6. Даже если оба автобуса выйдут из строя, линии все равно будут обслуживаться через тай-брейки.

Содержание:

1. Методы защиты шин (пример системы 400 кВ)
   1. Метод пяти трансформаторов тока
   2. Метод с четырьмя трансформаторами тока
2. Схемы защиты шин: принципы и применение
   1. Защита от циркулирующего тока с высоким сопротивлением
   2. Дифференциальные реле с низким сопротивлением смещения
   3. Схемы с высоким импедансом и низким импедансом
3. Проверка защиты шин

1.Способы защиты шин (пример системы 400 кВ)

Обычно подстанции 400 кВ снабжены выключателем и половинной компоновкой. В схеме с выключателем и половинной схемой для защиты будет принят метод пяти ТТ или метод четырех ТТ.

1.1 Метод пяти ТТ

Расположение ТТ показано на рисунке для метода 5 ТТ в схеме выключателя и полусхемы:

1. ТТ на стороне линии будут использоваться для защиты линии
2. Трансформаторы тока на стороне шины будут использоваться для защиты шины.
3. Teed Protection будет использоваться для перекрытия слепой зоны между трансформаторами тока шины, линейными трансформаторами тока и трансформаторами тока связи.
4. Два дифференциальных реле предоставляются для каждой Т-образной секции путем суммирования трех соответствующих ТТ, то есть CT1, CT2 и CT5 для Т-образной секции фидера-1 и CT3, CT4 и CT5 для Т-образной секции фидера-2.

Рисунок 1 — Схема полуавтоматического выключателя с методом 5 ТТ

Вернуться к содержанию ↑

1,2 Метод четырех ТТ

Расположение ТТ показано на рисунке для метода 4 ТТ в схеме выключателя и полусхемы:

1. Для защиты фидера ТТ шины и ТТ встречного выключателя будут суммированы и подключены к реле (CT1 и CT4 для фидера-1, CT2 и CT3 для фидера-2).
2. Трансформаторы тока со стороны шины будут использоваться для защиты шин.
3. В методе с 4 ТТ нет непокрытой зоны.

Рисунок 2 — Схема полуавтоматического выключателя с методом 4 ТТ

Вернуться к содержанию ↑

2. Схемы защиты шин: принципы и применение

1. Схема высокоомного циркулирующего тока
2. Дифференциальная схема со смещением или циркуляционная схема с низким сопротивлением.

2.1 Защита от тока утечки с высоким сопротивлением

a) Принципы работы

Это тип схемы защиты устройства, в котором токи, входящие и выходящие из шинопровода, постоянно сравниваются.Цель состоит в том, чтобы обеспечить быструю работу при низком уровне неисправности для внутренних неисправностей и при этом сохранить стабильность до максимально возможного значения тока короткого замыкания при сквозных неисправностях.

Трансформаторы тока в каждой цепи сборной шины подключены параллельно (с разделением по фазам), что обеспечивает необходимый ток r для срабатывания реле только при внутренних повреждениях шин. .

Теоретически такая система не подвержена сквозным неисправностям, но на практике соответствующие трансформаторы тока могут не работать идеально, когда ток превышает определенное значение.Ошибки преобразования из-за насыщения сердечников ТТ могут быть достаточными, чтобы вызвать неправильную работу, если не будут приняты особые меры предосторожности.

Рисунок 3 — Схема защиты от циркулирующего тока с высоким сопротивлением Рисунок 4 — Схема защиты от высокого сопротивления циркулирующего тока

Рассмотрим рисунки 3 и 4 выше.

Предполагая, что из-за внешней неисправности на линии X , CT X становится насыщенным (т.е.) не производит никакого выхода. Это представлено коротким замыканием, как показано на рисунке 4.Это наихудшее состояние для реле с точки зрения устойчивости, так как ток утечки максимален. Принцип высокого импеданса предполагает выбор достаточно высокого импеданса, чтобы стабилизировать реле для этого наихудшего состояния.

Предполагается, что ток Iy протекает только через насыщенный ТТ. Это будет развивать напряжение Vr , заданное по формуле:

Vr = Iy (Rct + Rlx)

Где:

• Iy = ток повреждения в амперах,
• Rct = вторичное сопротивление ТТ
• Rlx = Сопротивление свинца

Полное сопротивление цепи реле регулируется таким образом, чтобы необходимое для работы реле напряжение было больше, чем напряжение VR.

Вс = Ir × R

Где:

• Вс = Установочное напряжение
• Ir = Уставка тока реле
• R = Импеданс ветви реле

Во избежание срабатывания реле при внутренних отказах Vs> Vr Для этого используется дополнительный резистор, называемый «стабилизирующий резистор Rst », последовательно с сопротивлением катушки реле Rr, таким образом, R = Rst + Rr .

Во время внутреннего повреждения трансформаторы тока попытаются преобразовать полный ток повреждения и пропустить его через цепь реле защиты.Это будет во много раз больше тока уставки, и, следовательно, выходное напряжение, требуемое от трансформаторов тока, будет порядка многих кВ.

На практике это невозможно, и трансформаторы тока могут быть перегружены. Чтобы обеспечить более быструю работу реле, эти трансформаторы тока должны иметь напряжение точки перегиба, равное как минимум удвоенному напряжению настройки реле Vs.

б) Устойчивость к неисправностям

Предел устойчивости схемы основан на максимальном токе короткого замыкания . Как было показано ранее, предел стабильности определяется напряжением настройки реле.Это не должно быть меньше напряжения стабильности системы, которое рассчитывается исходя из предположения, что максимальный сквозной ток короткого замыкания протекает через один ТТ и выходит через второй, причем последний является наиболее удаленным (и, следовательно, максимальным сопротивлением выводов) от реле. связанные с рассматриваемой Зоной.

Кроме того, предполагается, что составляющая постоянного тока первичного тока смещения полностью насыщает второй ТТ, в то время как первый продолжает полностью преобразовываться .

c) Контрольный элемент

Вторая линия защиты считается хорошей практикой в ​​большинстве схем защиты шин, не для обеспечения защиты от неправильного срабатывания первичной защиты, а для предотвращения неправильного отключения из-за повреждения проводки и оборудования посторонними источниками.

Функция проверки обеспечивается дублированием первичной защиты с использованием второго набора трансформаторов тока на всех цепях, кроме секции шины и блоков сопряжения с шиной .

Контрольная система устроена аналогично первичной защите , но образует одну зону, покрывающую только все шины , и не различает неисправности в различных секциях шин.

г) Использование нелинейных резисторов

В условиях внутренней неисправности цепь реле с высоким сопротивлением представляет собой чрезмерную нагрузку на трансформаторы тока , приводя к развитию высокого напряжения. Изоляция вторичной обмотки ТТ и реле не сможет выдержать эти высокие напряжения, поэтому она ограничена пиковым значением менее 3 кВ за счет использования нелинейных резисторов, называемых метросилами, подключенных параллельно цепям реле.

e) Надзор

Когда вторичная обмотка ТТ или соединения между ТТ и цепью реле размыкаются, результирующий несбалансированный ток будет протекать через параллельную комбинацию реле, метросила и намагничивающего сопротивления ТТ. Это может привести к нежелательному срабатыванию реле для нагрузки или к неисправностям в зависимости от действующей первичной настройки.

Это состояние разомкнутой цепи может быть обнаружено путем измерения напряжения в цепи реле с помощью чувствительного реле, работающего от напряжения, как показано на Рисунке 5.Это реле настроено на срабатывание, когда ток дисбаланса равен примерно 10% наименее загруженного фидера, подключенного к шине, или 25 ампер, в зависимости от того, что больше.

Срабатывание контрольного реле организовано для подачи сигнала тревоги о неисправности защиты сборных шин , и для этого необходимо короткое замыкание проводов шины, чтобы предотвратить повреждение защитного реле и стабилизирующих резисторов.

Когда защита сборных шин имеет аварийную уставку ниже полной нагрузки подключенных фидеров, очень вероятно, что она сработает из-за разомкнутого трансформатора тока.В этом случае требуется функция проверки для предотвращения отключения.

В то же время важно, чтобы провода шины были замкнуты накоротко через реле контроля, чтобы предотвратить тепловые повреждения реле и стабилизирующих резисторов, которые в противном случае оставались бы постоянно подхваченными в условиях нагрузки.

Контроль должен иметь временную задержку, чтобы избежать ложного срабатывания сигнализации в условиях подлинной неисправности. , обычно используется три секунды.

Рисунок 5 — Схема защиты от высокоомного циркулирующего тока

Высокоомная защита сборных шин (ВИДЕО)

В этом видеоролике представлены основные принципы ЗАЩИТЫ ВЫСОКОИМПЕДАНСНЫХ ШИН.

Вернуться к содержанию ↑

2.2 Дифференциальные реле с низкоомным смещением

Принцип

Альтернативой высокоомной защите, описанной выше, является дифференциальное реле со смещением . Этот тип защиты использует тот факт, что в условиях системы, которые вызывают высокий ток утечки (а именно, сильные сквозные КЗ), существует также большое количество циркулирующего тока между подающей и выходной вторичными обмотками ТТ.

Рабочая величина в схеме такая же, как и раньше — вторичный дифференциальный ток . Общее значение тока короткого замыкания обычно получается с помощью диодов, которые направляют все вторичные токи через цепь смещения. Результирующее смещение пропорционально арифметической сумме всех токов цепи, в то время как рабочая цепь получает питание от векторной суммы всех токов цепи.

В дифференциальном реле со смещением рабочий ток возрастает пропорционально току нагрузки (циркуляционному).

Здесь также применимы многие соображения, применимые к схемам с высоким импедансом. Например, в этой схеме предусмотрены независимая зона контроля в дополнение к основной зоне и элементу наблюдения.

Вернуться к содержанию ↑

2.3 Сравнение схем с высоким импедансом и низким импедансом

У схем с высоким и низким импедансом есть свои преимущества. Оба являются хорошо зарекомендовавшими себя методами защиты шин.

Наиболее очевидным преимуществом схемы с высоким импедансом является тот факт, что она сочетает в себе чувствительность к внутренним неисправностям и стабильность при сквозных неисправностях. Схема может быть устойчива к любому уровню сквозных отказов и при этом сохранять достаточную чувствительность к внутренним сбоям при еженедельной подаче питания.

Поскольку для работы требуется только очень номинальный ток, он может иметь дело с внутренними неисправностями, которые приводят к насыщению ТТ. Схема проста и понятна в применении.

Схема с истинным низким импедансом имеет то преимущество, что она может работать с трансформаторами тока средней мощности по сравнению со схемой с высоким импедансом.Схема не возлагает на КТ большой нагрузки.

Также схема может работать с трансформаторами тока неравномерного отношения, что полезно в некоторых ситуациях. На большинстве подстанций для защиты шин используются две жилы PS класса № на фидер — одна для основной зоны, а другая для контрольной зоны. Если доступны два ядра, для защиты сборных шин должна применяться схема защиты, в которой используются оба ядра. В противном случае можно поставить под угрозу безопасность защиты, а также недоиспользовать доступные ресурсы.

Схема, использующая только одну жилу, имеет неотъемлемый недостаток — ее настройка должна быть такой, чтобы не возникало сбоев в работе при обрыве цепи вторичной обмотки ТТ или вторичных выводов . В этом случае соответствующая зона будет видеть ток небаланса, равный току нагрузки, протекающему в соответствующем фидере.

Чтобы избежать ненужного срабатывания схемы, настройки зоны или уставки контрольного реле должны быть больше, чем максимальный ожидаемый ток нагрузки на любом фидере на подстанции.Таким образом, в случае схем, использующих только один сердечник ТТ, базовая чувствительность ниже, чем ток нагрузки
.

Когда в схеме используются два сердечника ТТ, один из которых питает основную зону, а другой — контрольную зону, вышеуказанная проблема не возникает. Разомкнутая цепь повлияет только на зоны, и отключение не произойдет, поскольку другая зона остается стабильной. Вероятность возникновения обрыва цепи в двух сердечниках ТТ одновременно очень мала. Следовательно, в такой схеме возможна установка намного меньшего тока нагрузки.

В том же соединении, необходимо указать, что схемы с питанием контрольной зоны Независимые жилы ТТ явно превосходят схемы, которые не имеют контрольных зон или те, которые не могут разместить отдельные входы для основной и контрольной зон. В первую очередь, контрольная зона значительно способствует безопасности схемы.

Вернуться к содержанию ↑

3. Проверка защиты шин

A Источник тока требуется для проверки дифференциального реле шины.Проверка стабильности также проводится на дифференциальном реле шины, аналогичном обычному дифференциальному реле.

Вернуться к содержанию ↑

Источники: Строительные и эксплуатационные практики для подстанций и линий сверхвысокого напряжения от APTRANSCO

.

Трансформатор тока (ТТ) — Типы, установка, характеристики и применение

Трансформаторы тока (ТТ) — конструкция, типы, установка, характеристики и применение

Что такое трансформатор тока (ТТ)?

Трансформаторы тока ( CT ) используются в установках High Voltage ( HV ) и среднего напряжения ( MV ) ^[1] для получения изображения электрического тока к реле и блокам защиты и измерительному оборудованию, и они предназначены для обеспечения тока во вторичной обмотке, пропорционального току, протекающему в первичной обмотке.

CT подключены последовательно, а защитные устройства и измерительное оборудование подключены к вторичной обмотке CT в последовательной ассоциации , как показано на рисунке 1.

Рисунок 1 — Схема подключения трансформатора тока

Установка и процедура установки трансформатора тока

ТТ высокого напряжения обычно устанавливаются на открытом воздухе на подстанциях AIS ( подстанция с воздушной изоляцией ) — Рисунок 2 — или в помещении на подстанциях GIS (ПС ГИЗ ) — Рисунок 3. MV CT обычно устанавливаются внутри помещений, в распределительных устройствах MV — Рисунок 4.

Рисунок 2 — Трансформатор тока на подстанции AIS

Рисунок 3 — Трансформатор тока на подстанции GIS

Рисунок 4 — Трансформатор тока в распределительном устройстве среднего напряжения

Вторичная цепь CT должна быть заземлена, а заземлена только в одной точке . Если вторичная обмотка CT оставить ненагруженной , существует риск взрыва .

Необходимо соблюдать особые меры предосторожности при подключении CT , первичный (точки подключения обычно обозначаются P1 и P2 ), и вторичный y (точки подключения обычно обозначаются S1 и S2 ) для обеспечения правильного протекания электрического тока и правильного функционирования устройств, как показано на рисунке 5.

Рисунок 5 — Подключение CT

При таком подключении направления первичного и вторичного токов совпадают. :

• P1 è P2
• S1 è S2 9004

  0 (внутри компании) )

При испытании CT Используя оборудование Omicron test , можно проверить, правильно ли подключен CT :

• Если подключение правильное, на испытательном оборудовании будет отображаться угол 0 ° .
• Если подключение неправильное, тестовое оборудование покажет угол 180 ° .

Вы также можете прочитать: Фазирование трансформатора: точечная нотация и условное обозначение

Конструкция и типы трансформаторов тока

Производятся два типа CT :

• «Онлайн» ( прямой — через ) CT (Рисунок 6) — первичный тип бар и первичный тип с обмоткой.
• «Кольцевой тип» ( пончик ) CT (Рис. 7)

«Кольцевой» CT состоит из железного тороида, который образует сердечник трансформатора и намотан вторичными витками. Пончик надевается на первичный проводник, который составляет один первичный виток.

Рисунок 6 — Сетевой CT

Рисунок 7 — Кольцевой CT

Кольцевой CT обычно используется в кабелях, сборных шинах и вводах трансформаторов.

Обычно HV CT используют нефть или газ ( SF6 ) в качестве изоляционной среды, а MV CT используют синтетические смолы .

CT может иметь один или несколько сердечников; Типичные области применения этих ядер:

• Core 1 — измерение; учет энергии; запись.
• Сердечники 2 и 3 — защита.

Использование более одной жилы для защиты оправдано, когда в установке есть два набора защиты — основная и резервная .

Характеристики и спецификации трансформаторов тока

Основные электрические характеристики CT :

• Номинальное напряжение ( максимальное напряжение CT выдерживает )
• Номинальный первичный ток
• Соотношение
• Класс точности
• Нагрузочная способность
• Коэффициент мощности ( RF )
• Кривая намагничивания

Согласно IEC ^[2] Стандарт 61869-2, раздел 5.201 , номинальные первичные токи CT составляют: 10 — 12,5 — 15 — 20 — 25 — 30 — 40 — 50 — 60 — 75 А и их десятичные кратные или дробные части .

Отношение CT — это соотношение между значениями первичного и вторичного токов ; обычные вторичные значения: 1 A и 5 A .

Некоторые CT имеют особые первичные обмотки , которые обеспечивают двойное отношение , когда предусмотрено увеличение установки на (пример: 200-400 / 1 A ) — см. Рисунок 8.

Рисунок 8 — Схема подключения первичных обмоток ТТ с двойным передаточным числом

Класс точности CT составляет -процентную допустимую погрешность и связан с нагрузочной мощностью , кажущейся мощность , выраженная в ВА , которая принимается от вторичной жилы ( вторичная нагрузка ) и для которой гарантируется точность.

В соответствии с упомянутым выше стандартом IEC , CT наиболее распространенными погрешностями и нагрузками являются:

• Измерение энергии : 2 или 0.5 / 2,5
• Измерение : 5/10 ВА
• Защита : PX, 5P10, 10P10, 5 P20 или 10P20 / 15 ВА или 30 ВА ; первые цифры ( « 5 » и « 10 ») связаны с максимальной допустимой погрешностью , а вторые цифры (« 10 » и « 20 » ”) связаны с коэффициентом предела точности ( ALF ), который представляет способность сердечников воспроизводить токи короткого замыкания без насыщения ^[3] .« P » означает защиту .

Class PX является наиболее точным и обычно используется для основных защит . Этот класс точности был сохранен в стандарте IEC в 1966 году в поправке № 1 – прежний Стандарт 60044, включающий класс точности « X », определенный на отозванном BS 3938: 1973 .

Этот трансформатор имеет низкое реактивное сопротивление утечки, для которого знание характеристик вторичного возбуждения трансформатора, сопротивления вторичной обмотки, нагрузочного сопротивления вторичной обмотки и коэффициента трансформации достаточно для оценки его характеристик по отношению к системе защитных реле, с которой он будет использоваться. .

Технические характеристики точности PX CT :

• Номинальный первичный ток
Коэффициент
• (максимальная погрешность: 25% )
• Напряжение в точке излома
• Ток намагничивания (возбуждения) (при заданном напряжении)
• Вторичное сопротивление (при 75 ° C )

Общая точность и допустимая нагрузка, а также пределы погрешности в соответствии со стандартом IEC 61869 указаны в таблице 1.

Таблица 1 — Общая точность и допустимая нагрузка ТТ и пределы погрешности

RF , который является характеристикой измерительных ядер и энергии , представляет собой величину , на которую ток первичной нагрузки может быть увеличен сверх номинала, указанного на паспортной табличке, без превышения допустимого повышения температуры , то есть перегрузочная способность трансформатора .Стандартное значение для РФ — 1,5 .

И наоборот, минимальный первичный ток , который ТТ может точно измерить , составляет « легкая нагрузка », или 10% номинального тока

Номинальный коэффициент CT в значительной степени зависит от температуры окружающей среды . . Большинство CT имеют рейтинговые коэффициенты для 35 ° C и 55 ° C . Стандартное значение для РФ — 1,5 .

Также важно учитывать в CT кривую намагничивания , которая аналогична кривой, показанной на рисунке 9.

Рисунок 9 — Кривая намагничивания CT

Для того, чтобы этот CT работал удовлетворительно при максимальных токах повреждения , он должен работать на линейной части кривой намагничивания , т. Е. На ниже точки при насыщение которого происходит , что известно как точка перегиба .

Точка перегиба определяется как , точка, в которой повышение напряжения на 10% приводит к увеличению тока намагничивания на 50% .

Напряжение точки перегиба менее применимо для измерения трансформаторов тока , поскольку их точность, как правило, намного выше, но ограничена в пределах очень небольшой полосы пропускания номинального тока трансформатора тока, обычно от 1,2 до 1,5 номинального тока . Однако концепция напряжения точки перегиба очень уместна для трансформаторов тока защиты , поскольку они обязательно подвергаются токам , в 20 или 30 раз превышающим номинальный ток во время отказов , и наиболее критичны для дифференциальной защиты, которая будет обсудим позже.

Точка на кривой намагничивания , в которой работает CT , зависит от сопротивления вторичной цепи CT .

Полезно знать:

^[1] Будучи U _n , номинальное напряжение сети: HV — U _n ≥ 60 кВ ; MV — 1 кВ n ≤ 49,5 кВ .

^[2] IEC : Международная электротехническая комиссия.

^[3] Магнитный материал называется насыщенным на , когда увеличение на приложенного внешнего магнитного поля не увеличивает на намагниченность материала .

Об авторе: Мануэль Болотинья

— Диплом в области электротехники — Энергетика и энергетические системы (1974 — Высший технический институт / Лиссабонский университет)
— Магистр электротехники и вычислительной техники (2017 — Faculdade de Ciências e Tecnologia / Nova University of Lisbon)
— старший консультант по подстанциям и энергосистемам; Профессиональный инструктор

Вы также можете прочитать:

.

No related posts.