Releen suojauksen ja automaation piirien jännitemuuntajien mittaus

Tässä artikkelissa kuvataan, kuinka suurien määrien suurjänniteteholaitteiden virrat mallinnetaan suurella tarkkuudella turvallista käyttöä varten releen suojapiireissä. Mittausvirtamuuntajat piireissä releen suojaukseen ja automaatioon.

Siinä kuvataan myös, kuinka jännitteet muunnetaan kymmeniksi ja sadoiksi kilovolteiksi releen suoja- ja automaatiolaitteiden toiminnan ohjaamiseksi kahdella periaatteella:

1. sähkön muuntaminen;

2. kapasitiivinen erotus.

Ensimmäinen menetelmä mahdollistaa primäärisuureiden vektorien tarkemman näyttämisen ja on siksi laajalle levinnyt. Toisella menetelmällä valvotaan 110 kV verkkojännitteen tiettyä vaihetta ohitusväylissä ja joissakin muissa tapauksissa. Mutta viime vuosina se on löytänyt yhä enemmän sovellusta.

Kuinka instrumenttijännitemuuntajat valmistetaan ja niitä käytetään

Tärkein perustavanlaatuinen ero mittausjännitemuuntajien (VT) välillä virtamuuntajat (CT) on, että ne, kuten kaikki virtalähdemallit, on suunniteltu normaaliin toimintaan ilman toisiokäämin oikosulkua.

Samanaikaisesti, jos tehomuuntajat on suunniteltu siirtämään siirrettyä tehoa minimaalisilla häviöillä, niin mittausjännitemuuntajat suunnitellaan siten, että ensiöjännitevektorien mittakaavassa on suuri tarkkuustoisto.

Toimintaperiaatteet ja laitteet

Virtamuuntajan kaltaisen jännitemuuntajan rakenne voidaan esittää magneettisella piirillä, jonka ympärille on kierretty kaksi kelaa:

• ensisijainen;

• toinen.

Magneettipiirin erikoisteräslajit sekä niiden käämien ja eristyskerroksen metalli valitaan tarkimpaan jännitteenmuunnokseen pienimmillä häviöillä. Ensiö- ja toisiokäämien kierrosten lukumäärä lasketaan siten, että ensiökäämiin syötettävän suurjännitteisen verkkojännitteen nimellisarvo toistetaan aina 100 voltin toisioarvona samalla vektorisuunnalla nollamaadoitettuja järjestelmiä.

Jos ensiövoimansiirtopiiri on suunniteltu eristetyllä nollalla, niin mittauskelan lähdössä on 100 / √3 volttia.

Erilaisten menetelmien luomiseksi ensiöjännitteiden simuloimiseksi magneettipiirille voidaan sijoittaa ei yksi, vaan useita toisiokäämiä.

VT-kytkentäpiirit

Instrumenttimuuntajia käytetään lineaaristen ja/tai vaiheprimäärisuureiden mittaamiseen. Tätä varten tehokäämit sisältävät seuraavat:

• linjajohtimet linjajännitteiden ohjaamiseen;

• väylä tai johto ja maa ottaaksesi vaihearvon.

Mittausjännitemuuntajien tärkeä suojaelementti on niiden kotelon ja toisiokäämin maadoitus. Siinä on oltava varovainen, koska kun ensiökäämin eristys hajoaa koteloon tai toisiopiireihin, niihin ilmaantuu mahdollisuus korkeaan jännitteeseen, joka voi vahingoittaa ihmisiä ja polttaa laitteita.

Kotelon ja yhden toisiokäämin tarkoituksellinen maadoitus johtaa tämän vaarallisen potentiaalin maahan, mikä estää onnettomuuden kehittymisen.

1. Sähkölaitteet

Kuvassa on esimerkki muuntajan kytkemisestä jännitteen mittaamiseen 110 kilovoltin verkossa.

Tässä korostetaan, että kunkin vaiheen syöttöjohto on kytketty haaralla sen muuntajan ensiökäämin liittimeen, joka sijaitsee yhteisellä maadoitettulla teräsbetonikannattimella, joka on nostettu sähköhenkilöstölle turvalliselle korkeudelle.

Jokaisen mittaus-VT:n runko ensiökäämin toisella liittimellä on maadoitettu suoraan tälle alustalle.

Toisiokäämien lähdöt on koottu liitäntäkoteloon, joka sijaitsee kunkin VT:n pohjassa. Ne liitetään johtojen johtimiin, jotka on koottu lähellä olevaan sähkönjakelurasiaan, joka sijaitsee sopivalla korkeudella huoltoa varten.

Se ei vain kytke piiriä, vaan myös asentaa automaattisia kytkimiä toisiojännitepiireihin ja kytkimiin tai lohkoihin toiminnallisen kytkennän suorittamiseksi ja laitteiden turvallisen huollon suorittamiseksi.

Tänne kerätyt jännitekiskot syötetään releen suoja- ja automaatiolaitteisiin erityisellä tehokaapelilla, jolle asetetaan kohonneet vaatimukset jännitehäviöiden vähentämiseksi. Tätä erittäin tärkeää mittauspiirien parametria käsitellään erillisessä artikkelissa täällä - Häviö ja jännitehäviö

VT-mittauksen kaapelireitit on suojattu myös metallilaatikoilla tai teräsbetonilaatoilla tahattomalta mekaaniselta vauriolta, kuten CT.

Toinen vaihtoehto NAMI-tyyppisen jännitteenmittausmuuntajan kytkemiseksi, joka sijaitsee 10 kV verkkokennossa, on esitetty alla olevassa kuvassa.

Korkeajännitepuolen jännitemuuntaja on suojattu lasisulakkeilla jokaisessa vaiheessa ja se voidaan erottaa manuaalisesta toimilaitteesta syöttöpiiristä suorituskyvyn tarkistamista varten.

Jokainen ensiöverkon vaihe on kytketty vastaavaan syöttökäämin tuloon. Toisiopiirien johtimet tuodaan erillisellä kaapelilla riviliittimeen.

2. Toisiokäämit ja niiden piirit

Alla on yksinkertainen kaavio yhden muuntajan kytkemisestä syöttöpiirin verkkojännitteeseen.

Tämä malli löytyy piireistä aina 10 kV asti. Se on suojattu molemmilta puolilta sopivan tehon sulakkeilla.

110 kV verkossa tällainen jännitemuuntaja voidaan asentaa ohitusväyläjärjestelmän yhteen vaiheeseen kytkettyjen kytkentäpiirien ja SNR:n synkronisen ohjauksen aikaansaamiseksi.

Toisiopuolella käytetään kahta käämiä: pää- ja lisäkäämiä, jotka varmistavat synkronisen tilan toteuttamisen, kun katkaisijoita ohjataan lohkolevyllä.

Jännitemuuntajan kytkemiseksi ohitusväyläjärjestelmän kahteen vaiheeseen ohjattaessa katkaisijoita emolevyltä käytetään seuraavaa kaaviota.

Tässä vektori «uk» lisätään edellisen kaavion muodostamaan toissijaiseen vektoriin «kf».

Seuraavaa kaaviota kutsutaan "avoimeksi kolmioksi" tai epätäydelliseksi tähdeksi.

Sen avulla voit simuloida kahden tai kolmivaiheisen jännitteen järjestelmää.

Kolmen jännitemuuntajan kytkemisellä täyden tähtijärjestelmän mukaan on suurimmat mahdollisuudet. Tässä tapauksessa voit saada sekä kaikki vaihe- että verkkojännitteet toisiopiireihin.

Tästä mahdollisuudesta johtuen tätä vaihtoehtoa käytetään kaikilla kriittisillä ala-asemilla, ja tällaisten VT:iden toisiopiirit luodaan kahden tyyppisillä käämeillä tähti- ja kolmiopiirin mukaan.

Annetut käämien kytkemiskaaviot ovat tyypillisimpiä ja kaukana ainoista. Nykyaikaisilla mittamuuntajilla on erilaisia ​​ominaisuuksia ja niiden suunnitteluun ja kytkentäkaavioon on tehty tiettyjä säätöjä.

Jännitteenmittausmuuntajien tarkkuusluokat

Virheiden määrittämiseksi metrologisissa mittauksissa VT:itä ohjataan vastaavan piirin ja vektorikaavion avulla.

Tämä melko monimutkainen tekninen menetelmä mahdollistaa kunkin VT-mittauksen virheiden määrittämisen amplitudin ja toisiojännitteen poikkeamakulman suhteen ensiöjännitteestä ja tarkkuusluokan määrittämisen jokaiselle testattavalle muuntajalle.

Kaikki parametrit mitataan nimelliskuormilla toisiopiireissä, joille VT on luotu. Jos ne ylittyvät käytön tai tarkastuksen aikana, virhe ylittää nimellisarvon.

Mittausjännitemuuntajilla on 4 tarkkuusluokkaa.

Jännitteenmittausmuuntajien tarkkuusluokat

VT-mittauksen tarkkuusluokat Sallittujen virheiden enimmäisrajat FU, % δU, min 3 3,0 ei määritelty 1 1,0 40 0,5 0,5 20 0,2 0,2 ​​10

Luokkaa nro 3 käytetään malleissa, jotka toimivat releen suojaus- ja automaatiolaitteissa, jotka eivät vaadi suurta tarkkuutta, esimerkiksi laukaisemaan hälytyselementtejä tehopiirien vikatilojen esiintymisestä.

Suurin tarkkuus 0,2 saavutetaan kriittisissä erittäin tarkoissa mittauksissa käytettävillä laitteilla monimutkaisten laitteiden asennuksen, hyväksyntätestien, automaattisen taajuudensäädön ja vastaavien töiden yhteydessä. VT:t, joiden tarkkuusluokat ovat 0,5 ja 1,0, asennetaan useimmiten suurjännitelaitteisiin toisiojännitteen siirtämiseksi kytkentätauluihin, ohjaus- ja säätömittareihin, lukitusrelesarjoihin, suojauksiin ja piirin synkronointiin.

Kapasitiivinen jännitteenottomenetelmä

Tämän menetelmän periaate koostuu käänteisesti verrannollisesta jännitteen vapauttamisesta sarjaan kytkettyjen eri kapasiteetin kondensaattorilevyjen piirissä.

Kun on laskettu ja valittu väylän tai linjan vaihejännitteen Uph1 kanssa sarjaan kytkettyjen kondensaattorien nimellisarvot, on mahdollista saada loppukondensaattoriin C3 toisioarvo Uph2, joka poistetaan suoraan säiliöstä tai muuntajalaitteen kautta, joka on kytketty helpottaa asetuksia säädettävällä kelojen lukumäärällä.

Mittausjännitemuuntajien ja niiden toisiopiirien suorituskykyominaisuudet

Asennusvaatimukset

Turvallisuussyistä kaikki VT-toisiopiirit on suojattava. automaattiset katkaisijat AP-50 ja maadoitettu kuparilangalla, jonka poikkileikkaus on vähintään 4 mm neliömetriä.

Jos sähköasemalla käytetään kaksoisväyläjärjestelmää, jokaisen mittausmuuntajan piirit on kytkettävä erottimen asennon toistimien relepiirin kautta, mikä sulkee pois samanaikaisen jännitteen syöttämisen yhdelle releen suojalaitteelle eri VT:istä.

Kaikki toisiopiirit liitinsolmulta VT releen suojaus- ja automaatiolaitteisiin tulee suorittaa yhdellä tehokaapelilla siten, että kaikkien johtimien virtojen summa on nolla. Tätä tarkoitusta varten on kiellettyä:

• erota "B" ja "K" kiskot ja yhdistä ne yhteistä maadoitusta varten;

• yhdistä väylä "B" synkronointilaitteisiin kytkinkoskettimien, kytkimien, releiden kautta;

• kytke laskureiden «B»-väylä RPR-koskettimilla.

Toiminnallinen kytkentä

Kaikki työt operatiivisilla laitteilla tehdään erityisesti koulutetun henkilöstön toimesta virkamiesten valvonnassa ja kytkentälomakkeiden mukaisesti. Tätä tarkoitusta varten jännitemuuntajan piireihin asennetaan katkaisijat, sulakkeet ja automaattiset kytkimet.

Kun tietty osa jännitepiireistä poistetaan käytöstä, on ilmoitettava menetelmä, jolla suoritettu toimenpide varmistetaan.

Säännöllinen huolto

Käytön aikana muuntajien toisio- ja ensiöpiireille tehdään erilaisia ​​tarkastusjaksoja, jotka on sidottu laitteen käyttöönotosta kuluneeseen aikaan ja sisältävät erilaisen laajuuden sähkömittauksia ja laitteiden puhdistamista erikoiskoulutetun korjaamon toimesta. .

Suurin vika, joka voi tapahtua jännitepiireissä niiden toiminnan aikana, on oikosulkuvirtojen esiintyminen käämien välillä. Useimmiten näin tapahtuu, kun sähköasentajat eivät työskentele huolellisesti olemassa olevissa jännitepiireissä.

Käämien vahingossa tapahtuvan oikosulun sattuessa mittaus-VT:n liitäntärasiassa olevat suojakytkimet kytkeytyvät pois päältä ja tehoreleitä syöttävät jännitepiirit, lukitussarjat, synkronointi, etäisyyssuojat ja muut laitteet katoavat.

Tässä tapauksessa olemassa olevien suojausten virheellinen aktivointi tai niiden toimintahäiriö ensiösilmukan vikojen yhteydessä on mahdollista. Tällaisia ​​oikosulkuja ei tarvitse vain poistaa nopeasti, vaan myös kaikki automaattisesti pois päältä kytketyt laitteet.

Virran ja jännitteen mittausmuuntajat ovat pakollisia jokaisessa sähköasemassa. Ne ovat välttämättömiä releen suoja- ja automaatiolaitteiden luotettavalle toiminnalle.