Трансформатор напруги схема вторинних ланцюгів. Вторинні ланцюги трансформаторів напруги - довідник з налагодження вторинних ланцюгів

Сторінка 6 з 58

1.6. Вторинні ланцюги трансформаторів напруги та їх перевірка
При виконанні вторинних ланцюгівтрансформаторів напруги (TV) повинні виконуватись такі основні вимоги (рис. 1.27).
Трансформатори напруги всіх напруг повинні мати однакові групи з'єднання вторинних обмоток, з'єднаних у зірку та розімкнений трикутник. У обмоток, з'єднаних у зірку, заземляється початок фази У. У схемі розімкнутого трикутника заземляється кінець фази, а вершина розімкнутого трикутника береться від початку фази А.
Трансформатори напруги повинні бути захищені від усіх видів КЗ у вторинних ланцюгах автоматичними вимикачами SF1 та SF2. У всіх випадках повинні встановлюватись автоматичні вимикачітипу АП-50 із кратністю спрацьовування електромагнітних розчіплювачів 3, 5. Для підвищення чутливості до віддалених КЗ необхідно залишати в роботі теплові розчіплювачі. Автоматичні вимикачі в кола основних обмоток TV 35-500 кВ вибираються за струмом спрацьовування з урахуванням наступних міркувань:
при включенні TV на шини, при схемі півтора, при підключенні до трансформатора блоку генератор-трансформатор у схемі багатокутника розрахунковий струм визначається за формулою
*
де Sboktv – номінальна потужність TV у класі точності 1; Uhomtv - Номінальна напругаосновної вторинної обмотки;
при включенні TV типу НКФ на лінію струму спрацьовування електромагнітного розчіплювача необхідно відбудовувати від кидків ємнісного струму при знятті напруги з лінії. Ємнісний струм може 4-131

Мал. 1.27. Схема включення трансформаторів напруги ЗхНКФ на шинах 110 кВ та вище, організація вторинних ланцюгів TV:
а - принципова схема вторинних ланцюгів напруги Про -ключ SA1 подано напругу від резервних TV; б - векторна діаграма напруг
Продовження табл. 1.16



Закорочені ТА фази С



Обрив струмового дроту фази А

досягати 50-60 А. Розрахунковий струму цьому випадку визначається за формулою
де /2с - максимальний ємнісний струм у вторинних ланцюгах; К„ - коефіцієнт надійності, що приймається 1,3;
при включенні TV типу НДЕ номінальний струмрозчіплювача вибирається за струмом мінімального навантаження у класі точності 1. Вибір автоматичних вимикачів зведений у табл. 1.18?
Таблиця 1.18. Захисні автоматичні вимикачі у ланцюгах основних обмоток TV 35-500 кВ

Тип TV	Місце встановлення TV	Розрахунковий номінальний струм розчіплювача Iрасч’ А	Прийнятий Iном' А
3HOM-35 НКФ-110- НКФ-220	На збірних шинах при подвійній системі шин при полуторній схемі
НКФ-330- НКФ-500
НДЕ-500 НКФ-330- НКФ-500 НДЕ-500	При підключенні до трансформатора у схемі багатокутника На лінії		10 25 6,4

автоматичні вимикачі в ланцюзі розімкнутого трикутника TV 110-500 кВ (висновки F та U) встановлюються на номінальний струм 2,5 А.
Заземлення обмоток TV, з'єднаних у зірку та розімкнений трикутник, необхідно виконувати на затискачах TV або на найближчому складанні затискачів окремими заземлювачами. Між обмотками TV та місцем заземлення не допускається встановлювати будь-яку комутуючу апаратуру. Рубильники S1 та S2, що забезпечують видимий розрив під час роботи у вторинних ланцюгах TV, встановлюють після заземлення.

Розведення ланцюгів напруги необхідно виконувати так, щоб сума струмів у кабелі дорівнювала нулю. Для цього в одному кабелі прокладають три фазні і нульовий провіда від основних обмоток, з'єднаних у зірку, а в іншому кабелі - всі чотири дроти від вершин розімкнутого трикутника.
Для прокладки необхідно використовувати чотирижильні кабелі з металевою оболонкою, що екранує, що заземлюється з обох сторін. При такому виконанні заземлення ланцюгів TV не допускається гальванічне об'єднання заземлених ланцюгів в інших точках як основних та додаткових обмоток одного TV, так і для заземлених ланцюгів інших TV.
Перетин жил кабелів має відповідати таким вимогам:
а) втрата напруги у проводах не повинна перевищувати директивних норм;
б) повинна забезпечуватися надійна дія захисних автоматичних вимикачів при КЗ у будь-якій точці вторинних ланцюгів TV;
в) блокування, що встановлюються у пристроях релейного захисту, не повинні хибно працювати через збільшення падіння напруги у вторинних ланцюгах TV при КЗ.
Розрахунки показують, що у виконанні вимог пп. а), б) виконується та вимога п. в).
Розрахунок опору фазного дроту/?Пр в ланцюзі основних обмоток проводиться за формулою, Ом,
»
де SНагр - навантаження найбільш завантаженої фази TV, В-А; Uном - номінальна лінійна напруга вторинного ланцюга TV; ДV- допустима втрата напруги, для вимірювальних приладівДU = 1,5 Ст.
Якщо в ланцюгах TV включено кілька пристроїв з різними нормами за допустимими втратами напруги, то розрахунок за формулою ведеться виходячи з мінімальних втратнапруги. Максимально допустимі опори проводів однієї фазі наведені в табл. 1.19,
Таблиця 1.19. Допустимі опори з'єднувальних проводів у ланцюгах

Тип TV	Максимальний опір дроту у фазі, Ом	Місце встановлення, TV
			Збірні шини, полуторна схема, лінія при підключенні до трансформатора блоку у схемі багатокутника
			Малонавантажені TV у Полуторній схемі

з урахуванням перспективи розвитку енергооб'єкта розрахунок перерізу кабелю іноді проводять не за результатами, отриманими за наведеною формулою, а за максимально допустимим опораму фазі.
Перетин жил кабелю q, мм2 визначається за формулою

де I – довжина кабелю, м; y - питомий опірметалу жил кабелю, м/(мм2-Ом) (рівно 57 для міді та 34,5 для алюмінію); гпр-опір жили кабелю, підрахований за формулою або взятий з таблиці, Ом.
При визначенні довжин кабелю від трансформатора напруги до щита необхідно враховувати, що до неї входить і подвійна довжина кабелів від ГУ до найближчого складання з апаратурою, що комутує. За результатами розрахунку приймається найближчий більший стандартний переріз жил для даного типукабелю, тоді втрата напруги ДU буде меншою за допустиму:
Усі перелічені вимоги необхідно перевірити при налагодженні вторинних ланцюгів TV ретельним оглядом та спеціальними вимірами. При огляді перевіряють тип і переріз жил кабелів, місце встановлення та виконання монтажу шафи з комутуючою апаратурою, надійність виконання заземлення вторинних обмоток та металевих екранів кабелів. При вимірюваннях подзвонюють жили кабелів, перевантаженням змінним струмом перевіряють дію електромагнітних і теплових елементів захисних автоматичних вимикачів, переконуються вимірюванням опору ізоляції ланцюгів, що заземлення встановлено окремо для обмоток, з'єднаних в зірку і розімкнений трикутник, і виконано в одній точці.
Як правило, вторинні ланцюги TV складні, розгалужені, підходять до великої кількості панелей та пультів у різних приміщенняхтому перевірка їх робочою напругою, особливо при пускових випробуваннях блоку генератор-трансформатор, займає багато часу.
Цей час можна значно скоротити, якщо повністю зібрані ланцюги перевірити, подавши на первинні обмотки. трифазна напруга 380 від стороннього джерела (рис. 1.28). Таким методом можна перевірити TV до 220 кВ включно, при перевірках TV на генераторному напрузі вимірювані величини становлять одиниці вольт, у TV 110-220 кВ - частки вольт, що цілком достатньо при використанні ВАФ-85. На ВАФ-85 для зняття діаграм подають живлення через блок-приставку пристрою K515 У5053. Напруга живлення (380 В) блоку-приставки те ж, що і напруга живлення на TV Д я аналізу отриману діаграму напруг у вторинних ланцюгах TV порівнюють зі знятою ВАФ-85 діаграмою фазної напрузі мережі 380 В.
Після подачі на TV робочої напруги у шафі TV за допомогою струмовимірювальних кліщівВАФ-85 вимірюють струми у всіх проводах зірки та розімкнутого трикутника, чим контролюють відсутність замикань у ланцюгах напруги. Потім усі ланцюги перевіряють під навантаженням, цю перевірку роблять на панелі, куди приходять кабелі від шафи TV.
Вольтметром вимірюють всі фазні та лінійна напруга, при вимірі напруги щодо контуру заземлення визначають заземлену фазу. Фазовказівником або ВАФ-85 визначають чергування фаз.
При прямому чергуванні фаз а, Ь, обертання на приладах повинно бути за годинниковою стрілкою. Перевіряють виконання ланцюгів розімкнутого трикутника, напруга кожної додаткової обмотки має бути 100 або 100/3 в залежності від виконання (100/3 для мереж з ізольованою нейтраллю).



Мал. 1.28. Перевірка виконання ланцюгів ТУ на зниженій напрузі
0,4 кВ
Положення вершин розімкнутого трикутника і заземленої фази визначається засічками (див. рис. 1.27,6) з наступною графічною побудовою векторної діаграми за виміряними напругами.
Виконання ланцюгів розімкнутого трикутника може бути проведено і зняттям векторної діаграми по напрузі з дотриманням умов, за яких початок вимірюваного вектора напруги, що відповідає полярному виводу обмотки ГУ, підключається на висновок ВАФ-85, зазначений *. Необхідно проконтролювати напругу небалансу в ланцюзі 3U0, зазвичай С/Нв не перевищує 2,5 В. У ланцюгах 330-500 кВ спостерігається підвищений небаланс через наявність у мережі складової частотою 150 Гц, що досить просто можна виявити та кількісно оцінити за допомогою електронно -променевого осцилографа.
Найбільшу складність при перевірці ланцюгів напруги становить визначення жил, що відходять від заземленої та незаземленої
вершин розімкнутого трикутника TV. У багатьох випадках напруги між «землею» (контур заземлення приміщення або панелі) та заземленим ВН(К) та незаземленим Н висновками розімкнутого трикутника, заміряні на щиті управління, мають близькі малі значення. Це пов'язано з наведеною напругою між 3 і заземленим виведенням TV, тому вимірюванням зазначених напруг не завжди вдається чітко визначити на щиті або панелі початок і кінець розімкнутого трикутника, що може вплинути на правильність дії релейних захистів. В Мосенерго широко застосовується простий і чіткий спосіб перевірки ланцюгів 3U0 при новому включенні.

Мал. 1.29. Схема перевірки висновків Н і В І (К) ланцюгів розімкнутого трикутника
Для цього на ряді затискачів панелі, куди приходять кабелі від TV, від'єднують жилу кабелю з маркою Н у бік TV і замість нього до тимчасової перемички, що звільнив затискач, приєднують провід U (рис.
1.29). Усі термічно нестійкі реле, підключені до ланцюгів розімкнутого трикутника, повинні бути при даній перевірці відключені для унеможливлення їх пошкодження.
Між затискачами Н і Вн (К) підключають резистор /?=50-т-100 Ом потужністю не менше 100 Вт, ніж у ланцюзі проводів Вн (К) і U розімкнутого трикутника створюється струм 1-2А.
За допомогою струмовимірювальних кліщів приладом ВАФ-85 вимірюють струми в ланцюгах ВН(К) та U на ряді затискачів панелі та в ланцюгах Вн(К) та U у шафі TV, де можна візуально визначити заземлену жилу. При правильно виконаних позначеннях на жилах кабелів на панелі захисту та в шафі TV у ланцюгах ВН(К) та U повинен протікати струм 1-2 А, а в ланцюгу Н струм повинен бути відсутнім.
Якщо є два TV (дві групи TV), то їх ланцюги фазують між собою, і в подальшому ланцюги напруги кожної панелі захисту та автоматики фазують із цими перевіреними ланцюгами.

Вимірювальні трансформатори напруги (ТН)є важливими елементамибудь-якої високовольтної мережі. Основне призначення трансформаторів напруги- Це зниження високої напруги, необхідного для живлення вимірювальних ланцюгів, ланцюгів релейного захисту, автоматики та обліку (далі вторинних ланцюгів). За допомогою трансформаторів напруги здійснюється вимірювання напруги високовольтних мережах, живлення котушок реле мінімальної напруги, обмоток напруги захистів, ватметрів, фазометрів, лічильників, а також контроль стану ізоляції мережі.

Трансформатор напруги знижує високу напругу до стандартного значення 100 або 100/v3 і для відділення ланцюгів вимірювання і релейного захисту від первинних ланцюгів високої напруги. Схема включення однофазного трансформатора напруги показано на рис.1. первинна обмотка включена на напругу мережі U1, а до вторинної обмотки (напруга U2) приєднані паралельно котушки вимірювальних приладів та реле. Трансформатор напруги на відміну від трансформатора струму працює в режимі, близькому до холостому ходу, оскільки опір паралельних котушок приладів і реле велике, а струм, споживаний ними, невеликий.

Рис.1.З хема включення трансформатора напруги:
1 – первинна обмотка; 2 - магнітопровід; 3 - вторинна обмотка

Для живлення вторинних ланцюгів трансформатори напруги можуть встановлюватись як на шинах підстанції, так і на кожному приєднанні. Перш ніж приступити до електромонтажу, слід провести огляд ТН та перевірити цілісність ізоляції, справність швів армування та рівень олії у масляних трансформаторів. При встановленні первинна та вторинна обмотки ТН з метою безпеки загортаються, оскільки випадкове зіткнення вторинної обмоток з проводами зварювання, освітлення тощо. може призвести до появи на висновках первинної обмотки високої напруги, небезпечної для людського життя. Щоб обслуговування вторинних ланцюгів під час експлуатації було безпечним, обов'язково проводиться заземлення вторинної обмотки трансформатора та його корпусу. Таким чином, усувається можливість переходу високої напруги у вторинні ланцюги при пробої ізоляції.

Номінальний коефіцієнт трансформації визначається наступним виразом:

де U1ном і U2ном - номінальна первинна і вторинна напруга відповідно. Розсіювання магнітного потоку та втрати в осерді призводять до похибки вимірювання

Як і в трансформаторах струму, вектор вторинної напругизрушений щодо вектора первинної напруги не точно на кут 180 °. Це визначає кутову похибку.

Залежно від номінальної похибки розрізняють класи точності 02; 0,5; 1; 3.

Похибка залежить від конструкції магнітопроводу, магнітної проникності сталі та від cosφ2, тобто. від вторинного навантаження. У конструкції трансформаторів напруги передбачається компенсація похибки за напругою шляхом деякого зменшення числа витків первинної обмотки, а також компенсація кутової похибки за рахунок спеціальних обмоток, що компенсують.

Сумарне споживання обмоток вимірювальних приладів та реле, підключених до вторинної обмотки трансформатора напруги, не повинно перевищувати номінальну потужність трансформатора напруги, тому що в іншому випадку це призведе до збільшення похибок.

Підключаючи вимірювальні прилади та пристрої захисту до ТН, слід враховувати той факт, що включення великої кількостіелектроприладів призводить до підвищення значення струму у вторинній обмотці та збільшення похибки вимірювання. Тому слідкуйте за тим, щоб повна потужністьпідключених приладів до трансформатора напруги не перевищувала максимально допустиму потужність навантаження ТН, зазначеної в паспорті. Якщо потужність навантаження перевищує номінальну потужність трансформатора для необхідного класу точності, необхідно встановити ще один трансформатор напруги і частину приладів приєднати до нього.

Залежно від призначення можуть застосовуватись трансформатори напруги з різними схемами з'єднання обмоток. Для вимірювання трьох між фазних напругможна використовувати два однофазні двообмотувальні трансформатори НОМ, НОС, НОЛ, з'єднаних за схемою відкритого трикутника (рис. 2., а), а також трифазні двообмотувальні трансформатори НТМК, обмотки яких з'єднані в зірку (рис. 2., б). Для вимірювання напруги щодо землі можуть застосовуватися три однофазні трансформатори, з'єднані за схемою Y0 /Y0, або трифазні триобмотувальні трансформатори НТМІ або НАМІ (рис.2. б). В останньому випадку обмотка, з'єднана в зірку, використовується для приєднання вимірювальних приладів, а до обмотки, з'єднаної в розімкнений трикутник, приєднується реле захисту від замикань на землю. Таким же чином трифазну групу з'єднуються однофазні триобмотувальні трансформатори типу ЗНОМ і каскадні трансформатори НКФ.

Рис.2. Схеми з'єднання обмоток трансформаторів напруги

За конструкцією розрізняють трифазні та однофазні трансформатори. Трифазні трансформатори напруги застосовуються при напрузі до 18 кВ, однофазні - на будь-яку напругу. За типом ізоляції трансформатори можуть бути сухими, масляними та з литою ізоляцією.

Обмотки сухих трансформаторів виконуються дротом ПЕЛ, а ізоляцією між обмотками служить електрокартон. Такі трансформатори застосовуються в установках до 1000 (НОС-0,5 - трансформатор напруги однофазний, сухий, на 0,5 кВ).

Трансформатори напруги з масляною ізоляцією застосовуються на напругу 6 - 1150 кВ у закритих та відкритих розподільних пристроях. У цих трансформаторах обмотки та магнітопровід залиті олією, яка служить для ізоляції та охолодження.

Слід відрізняти однофазні двообмотувальні трансформатори НОМ-6 НОМ-10 НОМ-15 НОМ-35 від однофазних триобмотувальних ЗНОМ-15 ЗНОМ-20 ЗНОМ-35.

Для забезпечення нормальної роботи, вимірювальний трансформатор напруги повинен бути захищений від струмів короткого замиканняз боку навантаження, оскільки вони викликають перегрів та пошкодження ізоляції обмоток ТН, а також призводять до виникнення короткого замикання у самому трансформаторі. З цією метою у всіх не заземлених дротах встановлюються автоматичні вимикачі. Крім цього у вторинних ланцюгах трансформатора напруги передбачається встановлення рубильника для створення видимого розриву електричного ланцюга. Захист первинної обмотки від пошкоджень виконується за допомогою запобіжників.

Загальні відомості.Трансформатори напруги служать для перетворення високої напруги в низьке стандартних значень (100, 100/З, 100/3 В), що використовується для живлення вимірювальних приладів та різних реле управління, захисту та автоматики. Вони так само, як і трансформатори струму, ізолюють (відокремлюють) вимірювальні прилади та реле від високої напруги, забезпечуючи безпеку їх обслуговування.

За принципом пристрою, схемою включення та особливостями роботи електромагнітні трансформатори напруги мало чим відрізняються від силових трансформаторів. Однак у порівнянні з останніми потужність їх не перевищує десятків чи сотень вольт-ампер. При малій потужності режим роботи трансформаторів напруги наближається до режиму холостого ходу. Розмикання вторинної обмотки трансформатора напруги не призводить до небезпечних наслідків.

На напрузі 35кВ і нижче трансформатори напруги, як правило, включаються через запобіжники для того, щоб у разі пошкодження трансформатора напруги він не став причиною розвитку аварії. На напрузі 110 кВ і вище запобіжники не встановлюються, оскільки згідно з наявними даними ушкодження таких трансформаторів напруги трапляються рідко.

Вмикання та відключення трансформаторів напруги здійснюється роз'єднувачами.

Для захисту трансформатора напруги від струму короткого замикання у вторинних ланцюгах встановлюються трубчасті запобіжники, що знімаються, або автоматичні вимикачі максимального струму. Запобіжники встановлюються в тому випадку, якщо трансформатор напруги не живить швидкодіючих захистів, оскільки ці захисту можуть помилково вплинути при недостатньому швидкому перегоранні плавкою вставки. Установка автоматів забезпечує ефективне спрацьовування спеціальних блокувань, що виводять з дії окремі види захистів при обриві ланцюгів напруги.

Для безпечного обслуговування вторинних ланцюгів у разі пробою ізоляції та потрапляння високої напруги на вторинну обмотку один із затискачів вторинної обмотки або нульова точка приєднується до заземлення. У схемах з'єднання вторинних обмоток у зірку найчастіше заземлюється не нульова точка, а початок обмотки фази b . Це прагненням скоротити на 1/3 число перемикаючих контактів у вторинних ланцюгах, оскільки заземлена фаза може подаватися на реле крім рубильників і допоміжних контактів роз'єднувачів.

При використанні трансформаторів напруги для живлення оперативних кіл змінного струмудопускається заземлення нульової точки вторинних обмоток через пробивний запобіжник, що викликає необхідність підвищення рівня ізоляції оперативних ланцюгів.

На час виконання робіт безпосередньо на трансформаторі напруги та її ошиновці правилами безпеки пропонується створення видимого розриву не тільки з боку ВН, але також і з боку вторинних ланцюгів, щоб уникнути появи напруги на первинній обмотці за рахунок зворотної трансформації напруги від вторинних ланцюгів, які живляться від якого -або іншого трансформатора напруги. Для цього у вторинних ланцюгах трансформатора напруги встановлюються рубильники або використовуються запобіжники, що знімаються. Вимкнення автоматів, а також розрив вторинних ланцюгів допоміжними контактами роз'єднувачів не забезпечує видимого розриву ланцюга і тому вважається недостатнім.

Особливості конструкції.На підстанціях знаходять застосування як однофазні, так і трифазні дво- та триобмотувальні трансформатори напруги. Це головним чином масляні трансформатори напруги, магнітопроводи та обмотки яких занурені в олію. Масляне заповнення бака або фарфорового корпусу оберігає від зволоження та ізолює обмотки від заземлених конструкцій. Воно також відіграє роль охолоджуючого середовища.

У закритих розподільних пристроях до 35 кВ успішно використовуються трансформатори напруги з епоксидною литою ізоляцією. Вони мають ряд істотних переваг у порівнянні з маслонаповненими при встановленні в комплектних розподільних пристроях.

На підстанціях 110 – 500 кВ застосовуються каскадні трансформатори напруги серії НКФ. У каскадному трансформаторі напруги обмотка ВН ділиться на частини, що розміщуються на різних стрижнях одного або кількох магнітопроводів, що полегшує її ізоляцію. Так, у трансформатора напруги типу НКФ-110 обмотка ВН р розділена на дві частини (ступеня), кожна з яких розміщується на протилежних стрижнях двостержневого магнітопроводу (рис. 4.1, а). Магнітопровід з'єднаний із серединою обмотки ВНі знаходиться по відношенню до землі під потенціалом U ф /2 , завдяки чому обмотка ВНізолюється від магнітопроводу тільки на U ф /2, що суттєво зменшує розміри та масу трансформатора.

Ступінчасте виконання ускладнює конструкцію трансформатора. З'являється потреба у додаткових обмотках. Показана на рис. 4.1 обмотка, що вирівнює Ппризначена для рівномірного розподілу потужності, що споживається вторинними обмотками, по обох щаблях.

Каскадні трансформатори напруги на 220 кВ і від мають два і більше магнитопровода (рис. 4.1,б). Число магнітопроводів зазвичай вдвічі менше від числа ступенів каскаду. Для передачі потужності з обмоток одного магнітопроводу на обмотки іншого служать сполучні обмотки Р. Вторинні обмотки у трансформаторів напруги серії НКФ розташовуються поблизу кінця, що заземлюється. Хобмотки ВН, має найменший потенціал щодо землі.

Н поряд із звичайними електромагнітними трансформаторами напруги для живлення вимірювальних приладів та релейного захисту застосовуються ємнісні дільники напруги. Вони набули поширення на лініях електропередачі напругою 500 кВ і вище. Принципова схемаємнісного дільника напруги типу НДЕ-500 наведено на рис. 4.2. Напруга між конденсаторами розподіляється обернено пропорційно ємностям U 1 /U 2 = C 2 /C 1 , де C 1 і 2 - ємності конденсаторів; U 1 та U 2 - напруги на них. Підбором ємностей домагаються отримання на нижньому конденсаторі 2 деякої необхідної частки загальної напруги U ф. Якщо тепер до конденсатора З 2 підключити понижувальний трансформатор Т, останній буде виконувати ті ж функції, що і звичайний трансформатор напруги.

Ємнісний дільник напруги типу НДЕ-500 складається з трьох конденсаторів зв'язку типу СМР-166/3-0,014 та одного конденсатора відбору потужності типу ОМР-15-0,107. Первинна обмотка трансформатора Трозрахована на напругу 15 кВ. Вона має вісім відгалужень для регулювання напруги. Загороджувач 3 перешкоджає відгалуження струмів високої частоти трансформатора Тпід час роботи високочастотного зв'язку, апаратура якого підключається до конденсаторів через фільтр приєднання ФП. Реактор Рпокращує електричні властивостісхеми зі збільшенням навантаження. Баластний фільтр або резистор Rслужить для гасіння ферорезонансних коливань у вторинному ланцюзі при раптовому відключенні навантаження.

Схеми включення.Однофазні та трифазні трансформатори напруги включаються за схемами, наведеними на рис. 4.3. Два двообмотувальні трансформатори напруги можуть бути включені на міжфазну напругу за схемою відкритого трикутника (рис. 4-3,а). Схема забезпечує отримання симетричної лінійної напруги U ab U bc , U ca і застосовується в установках 6 - 35 кВ. Вторинні ланцюги захищаються двополюсним автоматичним вимикачем А, при спрацьовуванні якого подається сигнал про розрив ланцюгів напруги. Послідовно з автоматичним вимикачем встановлено двополюсний рубильник. Р, створює видимий розрив вторинного ланцюга. За умовами безпеки на шинках вторинної напруги заземлена фаза b. Рубильники та автомати розміщуються у шафах поблизу трансформаторів напруги.

Т ри однофазних двообмотувальних трансформаторів напруги можуть бути з'єднані в трифазну групу за схемою зірка - зірка із заземленням нейтралів обмоток ВН і ПН (рис. 4.3,б). Схема дозволяє включати вимірювальні прилади та реле на лінійні напруги та напруги фаз по відношенню до землі. Зокрема, така схема використовується для включення вольтметрів контролю ізоляції в мережах напругою до 35 кВ, що працюють із ізольованою нейтраллю. Вторинні ланцюги захищені трубчастими запобіжниками Пу всіх трьох фазах, оскільки заземлена не фаза, а нейтраль вторинної обмотки.

Трифазний тристержневий двообмотувальний трансформатор напруги (типу НТМК), включений за схемою на рис. 4.3, використовується для вимірювання лінійних і фазних напруг в мережах 6 - 10 кВ. Однак він не придатний для вимірювання напруги по відношенню до землі, тому що для цього необхідне заземлення нейтралі первинних обмоток, а воно відсутнє.

На рис. 4.3,г показана схема включення трифазного триобмотувального трансформатора напруги типу НТМІ, призначеного для мереж 6 - 10 кВ, що працюють із ізольованою (або компенсованою) нейтраллю. Трансформатори напруги типу НТМІ виготовляються груповими, тобто які складаються з трьох однофазних трансформаторів. В експлуатації знаходяться також трифазні триобмотувальні трансформатори напруги старої серії, які випускалися з бронестрижневими магнітопроводами (три стрижні та два бічні ярма). Основні вторинні обмотки захищені триполюсними автоматичними вимикачами А. Допоміжна е контакти автоматичних вимикачів використовуються для сигналізації про розрив ланцюгів напруги та блокування захистів мінімальної напруги іАРВ. Додаткові вторинні обмотки, з'єднані в розімкнений трикутник, зазвичай служать сигналізації про замикання фази на землю. До затискачів цієї обмотки безпосередньо підключаються тільки реле підвищення напруги, тому в цьому ланцюзі відсутня рубильник. При необхідності провід від початку додаткової обмотки ад може заводитися через четвертий ніж рубильника Р. Так само з'єднуються в трифазні групи і однофазні триобмотувальні трансформатори напруги ЗНОМ в мережах 6 - 35 кВ.

Однофазні трансформатори напруги 110 - 330 кВ серії НКФ найчастіше включаються за схемою, показаною на рис. 4.4. До збірних шин зазначені трансформатори напруги приєднуються роз'єднувачами без запобіжників. У ланцюгах основної та додаткової обмоток передбачені рубильники Р 1 і Р 2 для відключення трансформатора напруги від шин вторинної напруги при переведенні живлення від іншого трансформатора напруги. Від короткого замикання вторинні ланцюги захищені трьома автоматичними вимикачами: A 1 , A 2 і A 3 . У дроті від затиску на шині н(3U о) автомат не встановлений, оскільки в нормальному режимі роботи на затискачі додаткової обмотки відсутня робоча напруга. Справність ланцюгів 3U про періодично контролюється вимірюванням напруги небалансу. При справному ланцюгу вимірювана напруга 1 - 3, а при порушенні ланцюга показання вольтметра пропадає. Підключення приладу виконується короткочасним натисканням кнопки. Шина івикористовується при перевірках захисту від замикань на землю, що отримують живлення від ланцюга 3U о.

Схеми включення трансформаторів напруги 500 кВ та вище незалежно від їх типу (каскадні або з ємнісним дільником) мало відрізняються від розглянутої. Немає відмінностей у оперативному обслуговуванні вторинних ланцюгів.

Контроль справності вторинних ланцюгів основної обмотки у ряді випадків проводиться за допомогою трьох реле мінімальної напруги, включених на міжфазну напругу. При відключенні автомата (згорянні запобіжника) ці реле подають сигнал про розрив ланцюга. Більш досконалим є контроль із використанням комплектного реле, що підключається до шин вторинної напруги (рис. 4.5). Реле РН1включено на три фази фільтра напруги зворотної послідовності ФНОП. Воно спрацьовує у разі порушення симетрії лінійних напруг (обрив однієї чи двох фаз). При розмиканні його контактів спрацьовує реле РН, подає сигнал про розрив ланцюга напруги. Реле РНспрацьовує також при трифазному (симетричному к.з.), коли реле PH1 не працює. Таким чином, забезпечується подача сигналу в усіх випадках порушення ланцюгів напруги з боку як ПН, так і ВН. Пристрій діє з витримкою часу, що перевищує час вимкнення к.з. у мережі ВН, щоб унеможливити подачу помилкового сигналу.

Б локування захистів при пошкодженнях у ланцюгах напруги подає сигнал про несправність і виводить з дії (блокує) ті захисту, які можуть при цьому помилково спрацювати, втративши напругу. Напруга зникає повністю або спотворюється за величиною та фазою при перегоранні запобіжників, спрацьовуванні автоматів чи обриві фаз. Пристрої блокування випускаються промисловістю у вигляді комплектних реле, якими постачаються окремі панелі релейного захисту.

Перемикання живлення ланцюгів напруги з одного трансформатора напруги на інший передбачається на підстанціях, що мають дві секції або системи шин і більше, а також при встановленні напруги трансформаторів на вводах ліній. Перемикання може здійснюватися вручну за допомогою рубильників (ключів) або автоматично - допоміжними контактами роз'єднувачів або реле повторювачів, керованих у свою чергу допоміжними контактами роз'єднувачів або вимикачів. Зазвичай перемикаються відразу всі ланцюги напруги електричного ланцюга і тільки рубильники, що інколи перемикають, встановлюються на панелях окремих комплектів захистів і автоматики.

Н а рис. 4.6 показані можливі схеми перемикання ланцюгів напруги на підстанціях із подвійною системою шин. На лініях далеких передач 500кВ та вище трансформатори напруги встановлюються безпосередньо на введенні лінії. Живлення ланцюгів напруги реле та приладів кожної лінії проводиться від приєднаного до неї трансформатора напруги.

На рис. 4.7 наведена схема первинних з'єднань підстанції 500 кВ та схема вторинних ланцюгів трансформаторів напруги ТН1 - ТНЗ. У разі виходу з ладу одного із трансформаторів напруги (припустимо, ТН1} виникає необхідність перемикання живлення обмоток реле та приладів лінії Л1від іншого трансформатора напруги. Для цього рубильники Р1або Р2по черзі ставлять у становище Інші ТН,а рубильниками РЗабо Р4відповідно подають живлення від трансформатора напруги ТН2або ТНЗ. Черговість перемикання рубильників визначається місцевими інструкціями, оскільки це з забезпеченням надійності роботи блокувань лінійних захистів. Одночасне відключення рубильників Р1і Р2(основний та додатковий обмоток) може призвести до відмови деяких видів блокувань та помилкового відключення лінії.

Обслуговування трансформаторів напруги та їх вторинних ланцюгівоперативним персоналом полягає у нагляді за роботою самих трансформаторів напруги та контролю за справністю ланцюгів вторинної напруги. Нагляд за роботою провадиться під час оглядів обладнання. При цьому звертають увагу на загальний стан трансформаторів напруги: наявність у них олії, відсутність течій та стан гумових прокладок; відсутність розрядів та тріску всередині трансформаторів напруги; відсутність слідів перекриттів на поверхні ізоляторів та фарфорових покришок; ступінь забрудненості ізоляторів; відсутність тріщин та сколів ізоляції, а також стан армувальних швів. При виявленні тріщин у фарфорі трансформатор напруги повинен бути вимкнений і підданий детальному огляду та випробуванню.

Трансформатори напруги 6 - 35 кВ з невеликим об'ємом мастила не мають розширювачів та масловказівників. Олія не доливається до кришки на 20 - 30 мм. І цей простір над поверхнею олії виконує роль розширювача. Виявлення слідів витікання олії з таких трансформаторів напруги вимагає термінового виведення їх із роботи, перевірки рівня олії та усунення течі.

При оглядах перевіряють стан ущільнень дверей шаф вторинних з'єднань та відсутність щілин, через які може проникнути сніг, пил та волога; оглядаються рубильники, запобіжники та автоматичні вимикачі, а також ряди затискачів.

В експлуатації необхідно стежити, щоб плавкі вставки запобіжників були правильно вибрані. Надійність дії запобіжників забезпечується у разі, якщо номінальний струм плавкою вставки менше 3 - 4 разу струму к.з. найбільш віддаленій від трансформатора напруги точці вторинних ланцюгів. Струм к.з. повинен вимірюватись при включенні трансформатора напруги в роботу або визначатися розрахунком. Набір запобіжників на відповідні струми завжди зберігається в шафах вторинних з'єднань.

На щитах управління та релейних щитах необхідно систематично контролювати наявність напруги від трансформатора напруги по вольтметрах та сигнальним пристроям (табло, сигнальні лампи, дзвінок). У нормальному режимі роботи реле захисту та автоматики повинні отримувати живлення від трансформатора напруги системи шин, на яку включена дана електричний ланцюг. При виробництві оперативних перемикання необхідно дотримуватись встановленої послідовності операцій не тільки з апаратами високої напруги, але і з вторинними ланцюгами напруги, щоб не позбавити напруги пристрою захисту та автоматики.

У разі зникнення вторинної напруги внаслідок перегорання запобіжників ПН їх слід замінити, а автоматичні вимикачі, що відключилися, - включити, причому першими повинні відновлюватися ланцюги основної обмотки, а потім - додаткової. Якщо ці операції виявляться неуспішними, слід вживати заходів до якнайшвидшого відновлення живлення захистів та автоматики від іншого трансформатора напруги відповідно до вказівок місцевої інструкції.

До заміни перегорілих запобіжників ВН приступають після виконання необхідних у цьому випадку операцій з пристроями захисту, які можуть спрацювати на відключення електричного ланцюга. Без з'ясування та усунення причин перегорання запобіжників ВН встановлення нових запобіжників не рекомендується.

Сторінка 4 з 20

Пристрій ТН такий самий, як і силового трансформатора; первинна обмотка, що складається з великої кількостівитків, що підключається паралельно до первинних ланцюгів обладнання підстанції, до ланцюгів вторинної обмотки паралельно підключають прилади та реле.
Для живлення пристроїв РЗА застосовують різні схеми з'єднання обмоток однофазних, так і трифазних ТН . Як приклад розглянемо схему з'єднання обмоток трифазного п'ятистрижневого ТН (рис. 4). Магнітна система цього ТН має п'ять стрижнів. На трьох середніх стрижнях розміщені обмотки трьох фаз - по одній первинній і дві вторинних обмотки кожному стрижні. Два крайніх стрижні призначені для замикання магнітних потоків нульової послідовності (коли геометрична сума магнітних потоків трьох середніх стрижнів не дорівнює нулю). Первинні обмотки з'єднані у зірку із заземленою нейтраллю. Основні вторинні обмотки з'єднані в зірку з виведеною нейтраллю і ланцюги цих обмоток призначені для включення приладів та реле на міжфазні та фазні напруги. Додаткові обмотки з'єднані за схемою розімкнутого трикутника, що є фільтром напруги

Мал. 5. Векторні діаграми вторинних фазних напруг та їх геометричного підсумовування у фільтрі напруг нульової послідовності: я нормальний режим ланцюга або віддалене трифазне к. з.; б - двофазне к. з. між фазами В і С
нульової послідовності. Напруга на затискачах 0 - 02 цієї схеми дорівнює потрійному напрузі нульової послідовності 3U0 (при відсутності в напрузі гармонік).
У нормальному режимі при трифазному або двофазному к. з. у первинному ланцюгу геометрична сума фазних напруг дорівнює нулю, тому напруга між виведеними кінцями розімкнутого трикутника також дорівнює нулю (у трикутнику геометрично підсумовуються три фазні напруги, рис. 5). При замиканні на землю однієї з фаз (наприклад, фази А) первинного ланцюга з ізольованою нейтраллю первинна обмотка фази А ТН виявиться підключеною обома кінцями до потенціалу землі і напруга як первинної, так і вторинних обмоток цієї фази стане рівним нулю (рис. 6), напруга двох інших фаз стане рівним міжфазної напруги. При цьому на затискачах схеми розімкнутого трикутника ТН з'явиться напруга, рівна геометричній сумі векторів напруг двох неушкоджених фаз і С, і реле напруги, підключене до виведених кінців схеми розімкнутого трикутника, спрацює, сигналізуючи про замикання на землю в первинному ланцюгу. Якщо нейтраль первинних обмоток ТН не буде заземлена, тоді при замиканні на землю будь-якої фази первинного ланцюга з ізольованою нейтраллю геометрична сума векторів трьох вторинних фазних напруг дорівнюватиме нулю і сигналізація замикання на землю працювати не буде.

Мал. 6. Однофазне замиканняна землю в ланцюгу із ізольованою нейтраллю: а - схема ТН (вторинні обмотки, з'єднані в зірку, не показані); б – векторна діаграма напруг; в - геометричне підсумовування напруг Він н Ос у фільтрі нульової послідовності (у схемі розімкнутого трикутника)

Припинення живлення ланцюгів напруги деяких пристроїв РЗА може призвести до їх зайвої або помилкової дії або відмови. До пристроїв, здатних подіяти надмірно або хибно, відносяться, наприклад, захисту мінімальної напруги, диференціально-фазні захисту ліній типів ДФЗ-501 (ДФЗ-401) та ДФЕ-503, дистанційні захисту будь-яких типів. До пристроїв, здатних призвести до відмови, належать, наприклад, різні типиспрямованих захистів, пристрої РЗА від підвищення напруги, пристрої автоматичного повторного включення (АПВ) із перевіркою синхронізму чи наявності напруги. При зникненні напруги від ТН, що використовується як джерело оперативного змінного струму пристрою РЗА, ці пристрої можуть відмовити в дії.
Для запобігання неправильної діїпристроїв РЗА при пошкодженні ланцюгів напруги, а також для сигналізації про ці пошкодження застосовують різні пристрої, з принципом дії та особливостями обслуговування яких оперативний персонал має бути ознайомлений.
Для захисту ТН від к. з. у вторинних ланцюгах застосовують як плавкі запобіжники, так і автоматичні вимикачі (автомати), наприклад типу АП-50 (з контактом допоміжного ланцюга, який використовують для сигналізації відключення автомата). Перевагами автоматів у порівнянні з плавкими запобіжниками є швидкодія, велика надійність, простота відновлення живлення ланцюгів напруги (немає необхідності мати резервні плавкі вставки, запобіжники тощо). Швидкодія автоматів при к. з. у вторинних ланцюгах ТН забезпечує своєчасне автоматичне вимкненняспеціальними блокуваннями швидкодіючих релейних захистів, схильних до неправильних дій при зниженні або зникненні напруги. Справа в тому, що спеціальне блокування швидше і надійніше блокує захист після відключення автоматів однієї або декількох фаз ланцюгів напруги. Запобіжники допускається застосовувати тільки у вторинних ланцюгах ТН, що не живлять швидкодіючі релейні захисту, схильні до неправильних дій при несправності ланцюгів напруги.
Постійне захисне заземленнявторинних ланцюгів ТН виконується наступним чином: провід однієї з фаз або нульовий провід вторинних обмоток ТН, з'єднаних у зірку, і один із висновків схеми розімкнутого трикутника заземлюються на найближчій від ТН збірці затискачів (зазвичай у шафі, де встановлюють автомати) або безпосередньо у вторинних висновків обмоток ТН. Індивідуальні заземлення ланцюгів кожного ТН виконуються за умови, що вторинні ланцюги ТН немає жодного електричного зв'язку з ланцюгами інших ТН, крім зв'язку через «землю».
На об'єкті з двома та більшим числомТН однієї і тієї ж первинної напруги переведення живлення ланцюгів напруги пристроїв РЗА кожного приєднання з одного ТН на інший зазвичай виконують одним із двох способів.
По першому способу кожному приєднанні встановлюють рубильники чи перемикачі, з допомогою яких оперативний персонал може підключати ланцюга напруги пристроїв РЗА цього приєднання до того чи іншого ТН. Недолік цього способу полягає в тому, що черговий персонал повинен стежити, щоб
нормальному режимі вторинні ланцюги напруги кожного приєднання були підключені до ТН тієї системи шин або ошиновки, на яку включено саме це приєднання. Якщо ця умова не виконана, при експлуатаційному або аварійному відключеннішиноз'єднувального або іншого вимикача або роз'єднувача, коли порушується прямий електричний зв'язок між системою шин (ошинівкою), куди включено приєднання, пристрої РЗА цього приєднання можуть спрацювати неправильно або відмовити в дії, так як напруга в їх ланцюгах може не відповідати за значенням і фазі первинного самого приєднання.
Другий спосіб полягає в тому, що ланцюги напруги окремих приєднань підстанції, що має дві системи шин, автоматично перемикаються на відповідний ТН, наприклад, при перекладі приєднання з однієї системи шин на іншу. Це автоматичне перемиканнязазвичай виконується контактами реле-повторювачів допоміжних контактів (ВК) шинних роз'єднувачів приєднання (рис. 7). У схемі з метою запобігання неправильній дії головним чином дистанційних швидкодіючих захистів при перекладі лінії з однієї системи шин на іншу передбачена наступна автоматична послідовність перемикання. Спочатку при включенні шинного роз'єднувача I (//) системи шин спрацьовує реле 1РПР (2РПР), через контакти якого до захисту подається напруга від обмоток відповідного ТН, з'єднаних у зірку, а потім спрацьовує реле ЗРПР (4РПР), подаючи через свої контакти на дистанційну захист «плюс» оперативного струму та напруга від обмоток ТН, з'єднаних у розімкнений трикутник. Реле 1РПР (2РПР) має деяку витримку часу при поверненні (реле типу РП-252), а реле ЗРПР (4РПР) її немає (реле типу РП-23). Це передбачено для того, щоб при розрегулюванні допоміжного контакту роз'єднувача (ВКР) та порушенні в ньому цілості ланцюга реле ЗРПР (4РПР) зняло із захисту «плюс» оперативного струму раніше, ніж реле 1РПР (2РПР) зніме напругу (ланцюгів «зірки») з того ж захисту, і тим самим запобігла помилковій дії захисту. Для виключення можливості об'єднання вторинних ланцюгів ТН обох систем шин у режимі, коли включені обидва шинні роз'єднувачі приєднання, у схемі виконано блокування на розмикаючих
контакти реле ЗРПР (4РПР). Реле, в ланцюгу якого допоміжний контакт роз'єднувача був замкнутий раніше, розімкне ланцюг включення іншого реле своїм контактом.

До ланцюгів напруги пристроїв РЗА приєднання
Мал. 7. Схема перемикання ланцюгів напруги пристрою РЗА приєднання із застосуванням реле повторювачів положення шинних роз'єднувачів (РПР) (вторинні ланцюги кожного ТН мають індивідуальні заземлення): а - схема з'єднань однофазних обмоток ТН з двома вторинними обмотками; б-схема включення реле-повторювачів роз'єднувачів (1ВКР та 2ВКР - допоміжні контакти шинних роз'єднувачів відповідно I та II систем цшн); -схема перемикання ланцюгів напруги
Операції при відключенні чи несправності ТН та ланцюгів. У разі відключення або несправності ТН у ​​заявці повинні бути наведені вказівки або заходи, складені службою РЗАІ для забезпечення надійної роботипристроїв РЗА, що залишаються включеними, підключених до цих ланцюгів. Ці заходи, як і заходи, передбачені інструкціями, слід виконати до відключення ТН.
При появі аварійної необхідності відключення ТН або частини його ланцюгів оперативний персонал попередньо, згідно з інструкціями, відключає пристрої РЗА, які можуть спрацювати неправильно при перерві або зникненні живлення ланцюгів напруги.
Якщо є можливість, всі пристрої РЗА, які нормально живляться від ланцюгів напруги ТН, що відключається, доцільно до відключення ТН перевести на живлення від іншого ТН, в тому числі і у випадках, коли ТН встановлений на лінії. При переведенні живлення ланцюгів напруги пристроїв РЗА з одного ТН на інший оперативний персонал попередньо (незважаючи на наявність відповідних блокувань) відключає ті пристрої, які можуть спрацювати неправильно при розриві ланцюгів напруги, а після завершення переведення живлення вводить їх у дію. До цих пристроїв, зокрема, відносяться будь-які дистанційні захисту, а також високочастотні захисту типу ДФЗ-501 (ДФЗ-401) або ДФЗ-503, що мають запуск по напругі зворотної послідовності.
Слід мати на увазі, що, якщо, наприклад, ланцюги напруги захисту двох ліній включені на ТН однієї з цих ліній (ланцюги напруги захисту однієї з ліній переведені на ТН другої лінії) і серед переведених ланцюгів є ланцюги дистанційного захисту або високочастотного захисту типу ДФЗ- 501 (401) або ДФЕ-503, при відключенні лінії зі справним ТН відбудеться також відключення лінії з несправним ТН (без ТН). Тому такий режим роботи слід допускати лише на мінімально необхідний час.
При появі сигналу про несправність вторинних ланцюгів напруги черговий відповідно до інструкцій або відключає пристрої РЗА, які можуть при цьому спрацювати неправильно, або вживає інших заходів, зазначених в інструкціях. Потім він намагається відновити живлення ланцюгів напруги увімкненням відповідних автоматів або встановленням запасних запобіжників.
Зміну запобіжників за наявності рубильника, встановленого до запобіжника, виконують за вимкненого рубильника. Однак слід мати на увазі, що деякі види захисту можуть спрацьовувати при повному знятті напруги рубильником і тому вони, згідно з інструкцією, повинні бути попередньо відключені. За відсутності рубильника (під навантаженням) допускається заміна тільки трубчастих запобіжників закритого типу. При цьому заміну запобіжників виконують за допомогою кліщів, що ізолюють (або в діелектричних рукавичках) у запобіжних окулярах. При успішному відновленні живлення ланцюгів напруги всі відключені пристрої РЗА повинні бути увімкнені. При повторному відключенні автоматів (згорянні запобіжників) черговий терміново повідомляє місцеву службу РЗАІ про несправність. Потім, якщо це передбачено інструкціями, черговий із дозволу відповідного диспетчера переводить живлення ланцюгів напруги пристрою РЗА на інший ТН (з зазначеним вище відключенням частини пристроїв релейного захисту). Якщо в процесі перекладу і на іншому ТН відключаться автомати (згорять запобіжники), необхідно повністю зняти напругу від ТН з несправних пристроїв РЗА і включити автомати, що відключилися (замінити запобіжники). Якщо при цьому приєднання залишилося без релейного захисту від будь-якого виду к. з., черговий повинен вимагати у диспетчера відключення цього приєднання.
Тепер перейдемо до розгляду джерел оперативного струму та їх ланцюгів.
Джерелом оперативного струму називається таке джерело електричного струму, який використовується для живлення ланцюгів дистанційного керуваннявимикачами та роз'єднувачами, логічних ланцюгів релейного захисту, пристроїв електроавтоматики, телемеханіки та сигналізації. Це джерело має забезпечити дію зазначених пристроїв як на нормальних умовах, і в умовах к. з. та інших порушень нормального режиму мережі. Тому черговий персонал має приділяти достатню увагу стану джерел та ланцюгів оперативного струму.
На об'єктах застосовуються як постійний, і змінний оперативний струм.