Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Топ:
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Интересное:
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Дисциплины:
2018-01-14 | 1815 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты
Назначение
Измерительные преобразователи являются общими элементами для всех схем релейной защиты. Их основное назначение изолировать цепи высокого напряжения от вторичных цепей защиты и преобразовать входные величины в величины, удобные для измерений. К наиболее распространенным относятся электромагнитные трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Трансформаторы тока рассчитываются на получение вторичных токов величиной 5 A или 1 A, при помощи транс- форматоров напряжения получают вторичные напряжения 100 В или
100 В.
а) б)
Рис. 8 Трансформаторы тока:
а) низковольтный кабельный трансформатор тока; б) трансформатор тока на напряжение 220 кВ
Особенности работы трансформаторов тока в схемах релейной
защиты
Конструктивно трансформатор тока представляет собой стальной сер-
дечник с двумя обмотками: первичной
w 1 и вторичной
w 2 (Рис.9).
Рис.9 Устройство трансформатора тока
При протекании тока по первичной обмотке трансформатора тока соз- дается магнитный поток, который наводит во вторичной обмотке, замк-
нутой на сопротивление нагрузки, ток
I 2. Для идеального трансформа-
тора тока сумма намагничивающих сил обмоток равна нулю:
I 1 w 1 + I 2 w 2 = 0,
отсюда
I 2 = -
I 1.
Отношение чисел витков обмоток называется витковым коэффициентом трансформации трансформатора тока:
nв = w 2 w 1.
Отношение первичных и вторичных номинальных токов называется номинальным коэффициентом трансформации трансформатора тока.
|
nТТ
= I 1 ном.
I 2 ном
Из-за потерь в стали сердечника значения виткового и номинального коэффициентов трансформации трансформаторов тока различны. Для
рассмотрения причин, вызывающих эту разницу, обратимся к схеме за- мещения трансформатора тока (Рис.10).
Первичный ток
I 1 проходит сопротивление
z 1 и далее разветвляется по
двум параллельным ветвям. На нагрузку поступает вторичный ток
I 2,
по ветви намагничивания замыкается ток
I нам = I 1 - I 2, называемый
Рис.10 Схема замещения трансформатора тока
Таким образом, соотношение первичного и вторичного токов имеет вид:
uur
I 2 =
I 1 - I нам,
nТТ
то есть реальный трансформатор тока имеет погрешности.
Различают следующие виды погрешностей.
Токовая погрешность определяет разницу между измеренным модулем тока и его фактическим значением:
f = I 1 - I 2 ×100 %.
1 I 1
Фазовая погрешность определяет угол сдвига вторичного тока относи- тельно первичного.
Из схемы замещения следует, что величина погрешности зависит от
значения сопротивления ветви намагничивания
zнам и от его соотноше-
ния с сопротивлением нагрузки
zн. Сопротивление намагничивания оп-
ределяется конструкцией трансформатора тока, характеристикой стали
сердечника и кратностью первичного тока. Увеличение первичного тока
приводит к насыщению стали и уменьшению сопротивления
zнам, что
приводит к росту погрешности. Если увеличивать нагрузку при неиз- менном первичном токе, то также происходит увеличение погрешности.
Для примера в Табл.1 приведена классификация трансформаторов тока. Допустимые погрешности, приведенные в таблице, соответствуют на- грузкам вторичной обмотки не выше номинальных, и при вторичном токе, не превышающем 120 % номинального значения
|
Трансформаторы тока, предназначенные для питания схем релейной защиты, работают в режиме коротких замыканий или перегрузок обору- дования, когда первичные токи значительно превышают номинальные. Такие условия работы связаны с увеличенным значением погрешностей. И хотя сердечники трансформаторов тока для устройств релейной за- щиты выполняют из высококачественной электротехнической стали, насыщающейся при больших кратностях тока, обязательным условием возможности использования трансформатора тока является его провер- ка на допустимую погрешность.
Согласно нормативным требованиям, погрешность трансформаторов тока в режиме работы защиты не должна превышать 10%. Рекомендует- ся следующий порядок выбора трансформаторов тока:
1.Определяется рабочий ток защищаемого объекта
I раб.
2.По найденному значению тока и номинальному напряжению выбира- ется трансформатор тока.
3.Определяется максимально возможное значение тока повреждения
защищаемого объекта
I k max.
4.Рассчитывается кратность тока короткого замыкания как отношение
k = I k max.
I раб
5. На основании технической документации поставщика оборудования или справочных материалов и найденной кратности первичного тока
определяется допустимая нагрузка тора тока.
zндоп
для выбранного трансформа-
6. Рассчитывается фактическая нагрузка трансформаторов тока и сравнивается с допустимой.
zнфакт
7. Если
zндоп ³ zнфакт считается, что трансформатор тока удовлетворя-
ет требованиям точности и его можно использовать для данной схемы защиты.
Если
zндоп < zнфакт, то необходимо принять меры для уменьшения на-
грузки. В качестве таких мер можно назвать следующие:
- выбор трансформатора тока с увеличенным значением коэффициента трансформации;
- увеличение сечения контрольного кабеля;
- использование вместо одного трансформатора тока группу трансфор- маторов, соединенных последовательно.
Фактическую нагрузку трансформаторов тока можно рассчитать по вы- ражению:
zнфакт = z р + zпр + zкаб + zпер,
где
z р – сопротивление реле;
zпр – сопротивление приборов ;
zкаб –
сопротивление контрольного кабеля;
zпер
– сопротивление переходных
контактов. Сложение полных и активных сопротивлений для упроще- ния расчетов допускается производить арифметически. В трехфазной сети необходимо дополнительно учесть схему соединения трансформа- торов тока и вид короткого замыкания.
|
Трансформаторы тока, в отличие от силовых трансформаторов, работа- ют в условиях, близких к режиму короткого замыкания вторичных вы- водов. При размыкании вторичной обмотки весь первичный ток перехо- дит в ветвь намагничивания, и трансформатор тока переходит в режим глубокого насыщения, (Рис.11).
Режим насыщения сопровождается нагревом магнитопровода и возник- новением опасных перенапряжений на вторичных зажимах, что недо- пустимо по условиям изоляции вторичных цепей.
С учетом сказанного работа трансформатора тока с разомкнутой вто- ричной обмоткой недопустима, а работа с закороченной является част-
Рис.11 Кривые изменение во времени тока I, ампервитков, индукции B и э.д.с. E у трансформатора тока c разомкнутой вторичной обмоткой.
Трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты
Рис.12 Устройство трансформатора напряжения
Первичная обмотка
w 1, имеющая большое число витков (несколько ты-
сяч), подключается параллельно силовой сети, к вторичной обмотке w 2
подключаются измерительные приборы, цепи защит и сигнализации.
Преобразование напряжения U 1
до величины U 2
определяется соотно-
шением витков первичной и вторичной обмоток:
U 1 = w 1 U 2 w 2
Отношение чисел витков обмоток называется коэффициентом транс- формации трансформатора напряжения:
nтн
= w 1
w 2
Трансформаторы напряжения выполняются в однофазном и трехфазном исполнении. В зависимости от требуемой информации однофазные трансформаторы могут соединяться в различные схемы (Рис.13).
Рис.13 Схемы соединения однофазных трансформаторов напряжения
Для получения одного междуфазного напряжения используется схема, представленная на Рис13 ,б; для получения двух или трех междуфазных напряжений применяется схема неполной звезды (Рис.13, сСС).
|
На Рис.13, а приведено соединение трех трансформаторов напряжения в схему звезды. Эта схема используется для получения информации о фазных или междуфазных напряжениях.
Для получения напряжения нулевой последовательности наряду с фаз- ным и междуфазным применяются трансформаторы напряжения, имеющие две вторичные обмотки. Одна из вторичных обмоток соеди- няется в звезду, другая - в разомкнутый треугольник (Рис.14).
Вторичные обмотки трансформаторов напряжения обязательно зазем- ляются для обеспечения безопасности персонала при попадании высо- кого напряжения во вторичные цепи. При соединении вторичной об- мотки в звезду заземляется нулевая точка, в других случаях - один из фазных проводов.
Рис.14 Схема соединения обмоток трансформаторов с двумя вторичными обмотками
Для защиты от коротких замыканий во все незаземленные вторичные цепи трансформаторов напряжения устанавливаются предохранители или автоматические выключатели.
Трансформаторы напряжения имеют две погрешности:
1.Погрешность по напряжению, под которой понимается отклонение действительного значения коэффициента трансформации от его номи- нального значения.
2.Погрешность по углу
В зависимости от погрешностей трансформаторы напряжения подраз- деляются на классы точности. В Табл.2 приведена классификация трансформаторов в зависимости от класса точности.
В зависимости от нагрузки один и тот же трансформатор напряжения может работать в разных классах точности.
Поэтому в паспортных данных указывается два значения мощности:
- номинальная, при которой трансформатор работает в гарантированном классе точности;
- предельная, при которой нагрев обмоток не выходит за допустимые пределы.
Кроме основных погрешностей на точность измерений оказывает влия- ние падение напряжения в контрольном кабеле. Величина потерь норми- руется, так, для цепей релейной защиты она не должна превышать 3 %.
В Ы В О Д Ы
1. Трансформаторы тока и напряжения предназначены для преобразо- вания первичной информации о токе и напряжении в величины, удобные для измерений и безопасные для обслуживающего персонала.
2. Нормальными режимами работы для трансформаторов тока явля- ется режим короткого замыкания, а для трансформаторов напряже- ния - режим холостого хода.
3. Трансформаторы тока, предназначенные для питания схем релейной защиты, работают в условиях больших кратностей первичного тока, что приводит к увеличенному значению погрешностей.
3. Основные алгоритмы функционирования защит с относительной селективностью
|
Классификация защит
Максимальные токовые защиты
|
|
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!