Matavimo srovės transformatoriai relinės apsaugos ir automatizavimo grandinėse

Elektros pastočių maitinimo įranga organizaciniu požiūriu yra suskirstyta į dviejų tipų įrenginius:

1. galios grandinės, kuriomis perduodama visa pernešamos energijos galia;

2. antriniai įrenginiai, leidžiantys valdyti pirminėje kilpoje vykstančius procesus ir juos valdyti.

Energijos įranga yra atvirose vietose arba uždarose skirstomuosiuose įrenginiuose, o antrinė įranga yra ant relių skydų, specialiose spintose ar atskirose kamerose.

Tarpinė jungtis, atliekanti informacijos perdavimo tarp maitinimo bloko ir matavimo, valdymo, apsaugos ir kontrolės įstaigų funkciją, yra matavimo transformatoriai. Kaip ir visi tokie įrenginiai, jie turi dvi puses su skirtingomis įtampos vertėmis:

1. aukšta įtampa, atitinkanti pirmosios kilpos parametrus;

2.žema įtampa, leidžianti sumažinti energetinės įrangos poveikio aptarnaujančiam personalui riziką bei medžiagų sąnaudas valdymo ir stebėjimo prietaisams sukurti.

Būdvardis „matavimas“ atspindi šių elektros prietaisų paskirtį, nes jie labai tiksliai imituoja visus galios įrenginiuose vykstančius procesus ir skirstomi į transformatorius:

1. srovė (CT);

2. įtampa (VT).

Jie veikia pagal bendruosius fizinius transformacijos principus, tačiau turi skirtingą dizainą ir įtraukimo į pirminę grandinę būdus.

Kaip gaminami ir veikia srovės transformatoriai

Veikimo principai ir įrenginiai

Dizaine matavimo srovės transformatorius didelių verčių srovių, tekančių pirminėje grandinėje, vektorinių reikšmių konvertavimas į proporcingai sumažintus dydžius, taip pat nustatomos vektorių kryptys antrinėse grandinėse.

Magnetinės grandinės įtaisas

Struktūriškai srovės transformatoriai, kaip ir bet kuris kitas transformatorius, susideda iš dviejų izoliuotų apvijų, esančių aplink bendrą magnetinę grandinę. Jis pagamintas iš laminuotų metalinių plokščių, kurios išlydomos naudojant specialius elektros plieno tipus. Tai daroma siekiant sumažinti magnetinę varžą magnetinių srautų, cirkuliuojančių uždara kilpa aplink rites, kelyje ir sumažinti nuostolius per sūkurinės srovės.

Relinės apsaugos ir automatizavimo schemų srovės transformatorius gali turėti ne vieną magnetinę šerdį, o dvi, kurios skiriasi plokščių skaičiumi ir visu sunaudotos geležies tūriu. Tai daroma siekiant sukurti dviejų tipų ritinius, kurie gali patikimai veikti, kai:

1. Nominalias darbo sąlygas;

2.arba esant didelėms perkrovoms, kurias sukelia trumpojo jungimo srovės.

Pirmoji konstrukcija naudojama matavimams atlikti, o antroji – apsaugoms, kurios išjungia atsirandančius nenormalius režimus, prijungti.

Ričių ir jungiamųjų gnybtų išdėstymas

Srovės transformatorių apvijos, suprojektuotos ir pagamintos nuolatiniam darbui elektros instaliacijos grandinėje, atitinka saugaus srovės pratekėjimo ir jos šiluminio efekto reikalavimus. Todėl jie yra pagaminti iš vario, plieno arba aliuminio, kurių skerspjūvio plotas neįtraukia padidinto šildymo.

Kadangi pirminė srovė visada yra didesnė nei antrinė, jos apvija labai išsiskiria dydžiu, kaip parodyta toliau esančioje dešiniojo transformatoriaus nuotraukoje.

Kairė ir vidurinė struktūra visiškai neturi galios. Vietoj to korpuse yra anga, per kurią praeina maitinimo laidas arba fiksuota magistralė. Tokie modeliai, kaip taisyklė, naudojami iki 1000 voltų elektros įrenginiuose.

Transformatoriaus apvijų gnybtuose visada yra fiksuotas laikiklis, skirtas sujungti šynas ir prijungti laidus varžtais ir varžtais. Tai viena iš kritinių vietų, kur gali nutrūkti elektrinis kontaktas, dėl kurio gali būti pažeista arba sutrikdomas tikslus matavimo sistemos veikimas. Atliekant eksploatacinius patikrinimus, visada atkreipiamas dėmesys į jo suspaudimo kokybę pirminėje ir antrinėje grandinėse.

Srovės transformatorių gnybtai yra pažymėti gamykloje gamybos metu ir pažymėti:

• L1 ir L2 pirminės srovės įėjimui ir išėjimui;

• I1 ir I2 – antriniai.

Šie indeksai reiškia posūkių apvijos kryptį vienas kito atžvilgiu ir įtakoja teisingą galios ir imituojamų grandinių sujungimą, srovės vektorių pasiskirstymo grandinėje charakteristiką. Į juos atkreipiamas dėmesys pirminio transformatorių montavimo ar sugedusių prietaisų keitimo metu, net tiriami įvairiais elektros patikrinimo būdais tiek prieš įrenginių surinkimą, tiek po montavimo.

Pirminės grandinės W1 ir antrinės W2 apsisukimų skaičius nėra vienodas, tačiau labai skiriasi. Aukštos įtampos srovės transformatoriai paprastai turi tik vieną tiesią magistralę per magnetinę grandinę, kuri veikia kaip maitinimo apvija. Antrinė apvija turi didesnį vijų skaičių, o tai turi įtakos transformacijos santykiui. Kad būtų lengviau naudoti, jis parašytas kaip dviejų apvijų srovių nominaliųjų verčių trupmeninė išraiška.

Pavyzdžiui, dėžutės vardinėje plokštelėje esantis įrašas 600/5 reiškia, kad transformatorius skirtas prijungti prie aukštos įtampos įrangos, kurios vardinė srovė yra 600 amperų, ​​o antrinėje grandinėje bus transformuojami tik 5.

Kiekvienas matavimo srovės transformatorius yra prijungtas prie savo pirminio tinklo fazės. Relinės apsaugos ir automatikos įtaisų antrinių apvijų skaičius paprastai padidinamas, kad būtų galima atskirai naudoti srovės grandinės šerdyse:

• Matavimo įrankiai;

• bendra apsauga;

• padanga ir padangų apsauga.

Šis metodas pašalina mažiau kritinių grandinių įtaką reikšmingesnėms, supaprastina jų priežiūrą ir testavimą darbiniuose įrenginiuose esant darbinei įtampai.

Tokių antrinių apvijų gnybtų žymėjimui pradžiai naudojamas žymėjimas 1I1, 1I2, 1I3, o galams - 2I1, 2I2, 2I3.

Izoliacijos įtaisas

Kiekvienas srovės transformatoriaus modelis yra skirtas veikti su tam tikra aukšta įtampa pirminėje apvijoje. Tarp apvijų ir korpuso esantis izoliacijos sluoksnis turi atlaikyti savo klasės elektros tinklo potencialą ilgą laiką.

Aukštos įtampos srovės transformatorių izoliacijos išorėje, priklausomai nuo paskirties, galima naudoti:

• porcelianinė staltiesė;

• sutankintos epoksidinės dervos;

• kai kurios plastiko rūšys.

Tas pačias medžiagas galima papildyti transformatoriniu popieriumi arba alyva, kad izoliuotų vidines laidų kryžmes ant apvijų ir pašalintų posūkio į posūkį gedimus.

Tikslumo klasė TT

Idealiu atveju transformatorius teoriškai turėtų veikti tiksliai, be klaidų. Tačiau tikrose konstrukcijose energija prarandama šildant laidus, įveikiant magnetinį pasipriešinimą ir formuojant sūkurines sroves.

Dėl šios priežasties bent šiek tiek, bet sutrinka transformacijos procesas, o tai turi įtakos atkūrimo tikslumui pirminių srovės vektorių skalėje nuo jų antrinių verčių su orientacijos erdvėje nuokrypiais. Visi srovės transformatoriai turi tam tikrą matavimo paklaidą, kuri normalizuojama procentais nuo absoliučios paklaidos santykio su vardine verte amplitudėje ir kampe.

Tikslumo klasė srovės transformatoriai išreiškiami skaitinėmis reikšmėmis «0,2», «0,5», «1», «3», «5», «10».

0.2 klasės transformatoriai dirba kritiniams laboratoriniams matavimams.0,5 klasė skirta tiksliai matuoti sroves, kurias komerciniais tikslais naudoja 1 lygio matuokliai.

2 lygio relių ir valdymo sąskaitų veikimo srovės matavimai atliekami 1 klasėje. Pavarų įjungimo ritės prijungtos prie 10 tikslumo klasės srovės transformatorių. Jie veikia tiksliai pirminio tinklo trumpojo jungimo režimu.

TT perjungimo grandinės

Energetikos pramonėje daugiausia naudojamos trijų ar keturių laidų elektros linijos. Norint valdyti jas einančių srovių, matavimo transformatorių prijungimui naudojamos įvairios schemos.

1. Elektros įranga

Nuotraukoje parodytas trijų laidų 10 kilovoltų maitinimo grandinės srovių matavimo variantas naudojant du srovės transformatorius.

Čia matyti, kad A ir C pirminės fazės jungčių šynos yra prisukamos prie srovės transformatorių gnybtų, o antrinės grandinės yra paslėptos už tvoros ir iš atskiro kabelių pynimo vedamos į apsauginį vamzdelį, kuris nukreipiamas į relės skyrių. grandinių prijungimui prie gnybtų blokų.

Tas pats montavimo principas galioja ir kitose schemose. aukštos įtampos įrangakaip parodyta paveikslėlyje 110 kV tinklui.

Čia prietaisų transformatorių gaubtai montuojami aukštyje, naudojant įžemintą gelžbetoninę platformą, ko reikalauja saugos taisyklės. Pirminės apvijos prijungiamos prie maitinimo laidų, o visos antrinės grandinės išvedamos į šalia esančią dėžutę su gnybtų jungtimi.

Antrinės srovės grandinių kabelių jungtis nuo atsitiktinio išorinio mechaninio poveikio apsaugo metaliniai dangčiai ir betoninės plokštės.

2.Antrinės apvijos

Kaip minėta aukščiau, srovės transformatorių išėjimo laidininkai yra sujungti, kad būtų galima naudoti matavimo prietaisus arba apsauginius įtaisus. Tai turi įtakos grandinės surinkimui.

Jei reikia valdyti apkrovos srovę kiekvienoje fazėje naudojant ampermetrus, tada naudojamas klasikinis prijungimo variantas - visos žvaigždės grandinė.

Tokiu atveju kiekvienas įrenginys rodo dabartinę jo fazės vertę, atsižvelgiant į kampą tarp jų. Naudojant automatinius įrašymo įrenginius šiuo režimu patogiausiai galima atvaizduoti sinusoidų formą ir pagal jas sudaryti vektorines apkrovos pasiskirstymo diagramas.

Dažnai ant išeinančių 6 ÷ 10 kV tiektuvų taupymo tikslais įrengiami ne trys, o du matavimo srovės transformatoriai, nenaudojant vienos B fazės. Šis atvejis parodytas aukščiau esančioje nuotraukoje. Leidžia prijungti ampermetrus prie neužbaigtos žvaigždės grandinės.

Dėl papildomo įrenginio srovių perskirstymo paaiškėja, kad rodoma A ir C fazių vektorių suma, kuri simetrinės tinklo apkrovos režimu yra nukreipta priešingai B fazės vektoriui.

Dviejų matavimo srovės transformatorių, skirtų rele stebėti linijos srovę, įjungimo atvejis parodytas žemiau esančioje nuotraukoje.

Schema leidžia visiškai valdyti subalansuotą apkrovą ir trifazius trumpuosius jungimus. Kai įvyksta dviejų fazių trumpasis jungimas, ypač AB arba BC, tokio filtro jautrumas yra labai neįvertinamas.

Bendra nulinės sekos srovių stebėjimo schema sukuriama sujungiant matavimo srovės transformatorius visos žvaigždės grandinėje ir valdymo relės apviją prie kombinuoto nulinio laido.

Srovė, tekanti per ritę, sukuriama pridedant tris fazių vektorius. Simetriškame režime jis yra subalansuotas, o įvykus vienfaziams arba dvifaziams trumpiesiems jungimams disbalanso komponentas atleidžiamas relėje.

Matavimo srovės transformatorių ir jų antrinių grandinių veikimo charakteristikos

Operatyvinis perjungimas

Srovės transformatoriaus veikimo metu susidaro magnetinių srautų pusiausvyra, kurią sudaro srovės pirminėje ir antrinėje apvijoje, dėl to jie subalansuojami pagal dydį, nukreipiami priešingai ir kompensuoja uždarose grandinėse generuojamo EML įtaką. .

Jei pirminė apvija yra atvira, srovė nustos tekėti per ją ir visos antrinės grandinės bus tiesiog atjungtos. Tačiau antrinė grandinė negali būti atidaryta, kai srovė teka per pirminę, kitaip, veikiant magnetiniam srautui antrinėje apvijoje, susidaro elektrovaros jėga, kuri nenaudojama srovės srautui uždaroje kilpoje su mažu pasipriešinimu. , bet naudojamas budėjimo režimu.

Dėl to atsiranda didelis atvirų kontaktų potencialas, kuris siekia kelis kilovoltus ir gali nutraukti antrinių grandinių izoliaciją, sutrikdyti įrangos veikimą ir sukelti elektros sužalojimus aptarnaujančiam personalui.

Dėl šios priežasties visi perjungimai antrinėse srovės transformatorių grandinėse atliekami pagal griežtai apibrėžtą technologiją ir visada prižiūrint prižiūrėtojams, nenutraukiant srovės grandinių. Norėdami tai padaryti, naudokite:

• specialūs gnybtų blokų tipai, leidžiantys įrengti papildomą trumpąjį jungimą išjungtos sekcijos nutraukimo laikotarpiui;

• srovės blokų testavimas trumpais džemperiais;

• specialus rakto dizainas.

Diktofonai avariniams procesams

Matavimo prietaisai skirstomi pagal tvirtinimo parametrų tipą:

• nominalios darbo sąlygos;

• viršsrovių atsiradimas sistemoje.

Jautrūs įrašymo įrenginių elementai tiesiogiai proporcingai suvokia gaunamą signalą ir taip pat jį rodo. Jei dabartinė vertė įvedama į jų įvestį su iškraipymu, ši klaida bus įtraukta į rodmenis.

Dėl šios priežasties prietaisai, skirti matuoti avarines sroves, o ne vardines, yra prijungti prie srovės transformatoriaus apsaugos šerdies, o ne matavimų.

Apie matavimo įtampos transformatorių įrenginį ir veikimo principus skaitykite čia: Matavimo įtampos transformatoriai relinės apsaugos ir automatizavimo grandinėse