» »

Трансформатор тока первичная и вторичная обмотка. Измерительные трансформаторы тока и напряжения. Вторичные цепи трансформаторов тока - справочник по наладке вторичных цепей

Cтраница 1


Номинальный первичный и вторичный ток - ток, который трансформатор может пропускать длительно не перегреваясь. Номинальный ток вторичной обмотки стандартизован и может быть 5 или 1 А. Вторичных обмоток может быть несколько с разными номинальными токами.  


Векторы первичных и вторичных токов в трансформаторах тока и силовом трансформаторе показаны на диаграмме совпадающими по фазе.  

Проблемы между обмотками среднего напряжения являются наиболее частым режимом отказа, а также самым трудным для обнаружения. Они обусловлены локальным ухудшением изоляции проводника из-за теплового или диэлектрического напряжения. Первоначальный эффект ограничен незначительным увеличением первичного тока из-за изменения коэффициента трансформации, с одной стороны, и появления небольшого короткого замыкания на обмотке, о которой идет речь.

Этот небольшой дефект ведет себя как вторичная обмотка и является местом тока, ограниченного только собственным сопротивлением и сопротивлением в точке отказа. В соответствии с током, который проходит через этот цикл, прогрессия неисправности будет более или менее быстрой. В случае больших токов увеличение локальной температуры приведет к ухудшению соседних выдохов, и ошибка будет быстро распространяться.

Соотношения между первичными и вторичными токами определяются следующим образом.  

При применении этих способов первичные и вторичные токи в защите проходят так, как будут проходить в действительности при режиме сквозного к. Отличие способов заключается только в методе подачи тока в первичную иепь. Проверка вторичных цепей при этих способах одинакова. Способы 2 и 3 являются косвенными и требуют очень тщательного анализа результатов.  

В любом случае наличие локальных дуг приведет к газообразному высвобождению, независимо от того, является ли трансформатор масляным или сухим. Этот выпуск может привести к значительному увеличению давления, пока часть конструкции не сломается. Если неисправность вызывает низкий первичный ток, явления могут быть медленными и трудными для обнаружения путем управления током питания.

Лабораторные испытания, проводимые на трансформаторах в масле, показали, что ток в 1 и 6 раз превышает номинальный ток, сопровождаемый большими выбросами газа, для отказов, которые влияют на 8% первичных оборотов. Это является причиной того, что контроль газообразных выбросов или давления может быть использован дополнительным образом для устройств защиты, основанных на измерении тока.

На рис. 11 - 5 приведено токораспределенне первичных и вторичных токов для трехрелейной схемы при двухфазном к.  


Трансформаторы тока выбирают по номинальному напряжению, первичному и вторичному току (если / 2н: 5 а), роду установки, конструкции, классу точности и вторичной нагрузке.  

На рис. 8 - 8, б показаны первичные и вторичные токи при к. Как видно в этом случае, ток к. По первичной обмотке трансформатора тока ТТ-2 ток не проходит и поэтому вторичного тока / а нет.  

Обмотки среднего напряжения

Некоторые места, в частности, такие как неисправность между обмотками вблизи нейтральных точек соединения звездой, аналогичны ошибкам между витками, так как точки, которые входят в контакт, не имеют очень разных напряжений.

Обмотки низкого напряжения

В любом случае ток повреждения остается меньшим, чем ток короткого замыкания через вторичные клеммы, но прогрессия может быть быстрой из-за наличия дуги значительной интенсивности.

Неисправность между обмотками может также вызвать контакт между первичной и вторичной обмотками, с возникновением опасного потенциала в сети низкого напряжения. Риск для оборудования и людей зависит от нейтрального расположения двух сетей. В некоторых приложениях для повышения безопасности в обмотке низкого напряжения использование экрана, подключенного к земле, расположенного между первичной и вторичной обмотками, позволяет исключить эту гипотезу отказа, способствующую фазовым замыканиям.

На рис. 8 - 8, в показаны первичные и вторичные токи при к.  

При одинаковой мощности трансформатора и автотрансформатора соответствующие значения первичного и вторичного тока и напряжения соответственно будут равны.  

Если tej w2 и намагничивающий ток принять равным нулю, то первичные и вторичные токи прямой последовательности в каждой фазе равны tio значению и обратны по знаку. Это же справедливо и для токов обратной последовательности, а значит, и для суммы токов прямой и обратной последовательности.  

Неисправности заземления и влияние нейтрального заземления

Однако они также могут быть результатом механических дефектов или прогрессирования электрического разрушения, как видно выше. Однако они также могут быть результатом механических сбоев или прогрессирования электрического отказа, как видно выше. Характеристики неисправности заземления, а также возможность его обнаружения зависят от расположения заземления сети питания и места повреждения по отношению к соединению нейтрали в трансформаторе.

Нейтраль, связанная с землей через импеданс

В случае нераспределенного нейтрального напряжения среды, подключенного к земле с импедансом какого-либо типа, неисправность приведет к появлению тока заземления в зависимости от импеданса нейтрали и положения неисправности в обмотке. В случае очень низкого тока короткого замыкания существует риск медленного увеличения давления, аналогичного разлому разломов между витками.

Если ffi j wt и намагничивающий ток принять равным нулю, то первичные и вторичные токи прямой последовательности в каждой фазе равны по значению и обратны по знаку. Это же справедливо и для токов обратной последовательности, а значит, и для суммы токов прямой и обратной последовательности.  

Следовательно, при соединении обмоток трансформатора У / У в отсутствие токов нулевой последовательности первичные и вторичные токи равны и противоположны по фазе как при симметричной, так и при несимметричной нагрузке.  

Заземление катушкой Петерсена

В случае сети с нейтральной настройкой ошибка изоляции в трансформаторе, заполненном маслом, будет иметь повторяющийся самозатухающий тип. Низкое значение тока повреждения позволяет его спонтанное вымирание в масле и постепенное появление напряжения, характерного для настроенной нейтральной сети, что приводит к еще одному пробою в несколько сотен миллисекунд позже. Частота явлений будет возрастать, если происходит постепенное ухудшение из-за последовательных перерывов, которые приводят к уменьшению диэлектрической прочности.

На рис. 7 - 38 показаны схема соединения обмоток трансформаторов тока и векторные диаграммы первичных и вторичных токов со стороны высшего и низшего напряжений силового трансофрматора. Как видно из схемы, трансформаторы тока со стороны треугольника силового трансформатора соединяют в звезду, а со стороны звезды - в треугольник. При этом в соединительных проводах фазы А проходят токи 1 аъ с низкой стороны и I AB с высокой, которые, как следует из векторной диаграммы, совпадают по фазе.  

Нейтральная связь непосредственно с землей

В случае нейтральной сети, подключенной непосредственно к земле и распределенной, наличие нейтрального тока является нормальным, из-за существования однофазных нагрузок, и появление неисправности увеличит этот ток. Поэтому ситуация аналогична короткозамкнутому автотрансформатору. Ток повреждения всегда будет значительным и потребует быстрого реагирования или риска, который может привести к взрыву. Однако сетевые защитные устройства не позволяют увидеть большой нейтральный ток.

Поэтому защита трансформатора должна быть способна действовать. В нормальных условиях ток заземления равен нулю, эта защита может регулироваться с низким порогом, который может составлять 10% от номинального тока с задержкой 100 мс, в случае трансформаторов тока и нескольких ампер в тех случаях, когда Они используют датчик остаточного тока.

Вторичные цепи электростанции (ПС) - это совокупность кабелей и проводов, соединяющих устройства управления, автоматики, сигнализации, защиты и измерения электростанции или ПС (ГОСТ 24291-90). Вторичный ток (трансформатора тока) - это ток, протекающий по вторичной обмотке ТТ при прохождении тока по первичной обмотке (СТ МЭК 50(321)-86). Применение постоянного оперативного тока требует установки аккумуляторных батарей и поэтому увеличивает капитальные затраты и эксплуатационные издержки, вызывает необходимость сооружения разветвленной сети постоянного тока. Наиболее широкое распространение получил переменный оперативный ток, который применяется на ПС 110 кВ с одним-двумя выключателями ВН и на ПС 35 кВ с выключателями ВН. Источниками оперативного переменного тока являются ТТ, ТН и трансформаторы собственных нужд. Для защиты от КЗ наиболее надежным источником оперативного тока являются ТТ, так как при протекании тока КЗ вторичный ток ТТ обеспечивает надежное отключение выключателя. ТН в этом случае не может служить источником оперативного переменного тока, так как при КЗ резко снижается напряжение. На 1 показана схема включения реле максимальной токовой защиты (KA) и электромагнита отключения (YAT) с дешунтированием катушки отключения.

В нормальном режиме катушка электромагнита отключения зашунтирована и ТТ нагружены малым сопротивлением реле КА. При КЗ это реле срабатывает и подключает к своей катушке последовательно катушку электромагнита отключения YAT, вследствие чего выключатель отключается. ТТ и ТН используются как индивидуальные источники питания для данного присоединения и не связаны с цепями управления других присоединений, что обеспечивает их высокую надежность и уменьшает протяженность вторичных цепей. Универсальными являются источники комбинированного питания одновременно от ТТ и ТН. Комбинированное питание хотя и универсально, но ограничено по мощности. Оно приемлемо для питания оперативных цепей защит, автоматики и управления легкими (пружинными) приводами. Другим источником оперативного переменного тока являются трансформаторы собственных нужд с использованием силовой сети вторичного напряжения 220 В. На схеме 2. оперативные шинки 4 получают питание через стабилизаторы напряжения 1 от двух секций собственных нужд 220 В. Резервирование питания осуществляется автоматическим устройством 2. Для повышения надежности шинки управления ШУ и сигнализации ШС дублируются. Для отключения приводов установлено зарядное устройство 5 с выпрямителем и конденсаторами. Контроль изоляции осуществляется устройством 3.

В электроустановках с переменным оперативным током, как правило, устанавливаются выключатели с пружинным приводом, для управления которыми используются зарядные устройства (например, конденсаторные установки). Принцип их работы заключается в том, что в нормальном режиме работы конденсаторы заряжаются через выпрямительное устройство до 400 В, а в момент отключения или включения соответствующий конденсатор разряжается на управляющий электромагнит. Емкость конденсатора С и напряжение на его пластинах U подбирают так, чтобы энергия, запасенная в конденсаторе CU 2 /2 превышала энергию срабатывания управляющего электромагнита. Электромагниты включения в этом случае получают питание от трансформаторов собственных нужд через выпрямительные устройства. Комбинированное питание оперативных цепей от блоков питания, зарядных устройств и выпрямителей обеспечивает высокую надежность работы схем РЗиА, управления, сигнализации и блокировки. На 3 показана схема централизованного питания оперативных цепей с применением источников выпрямленного напряжения.

Цепи релейной защиты и сигнализации1 получают питание от двух блоков БПТ, присоединенных к ТТ на питающих линиях, и одного блока БПН, присоединенного к ТН сборных шин. Дублирование блоков питания обеспечивает работу релейной защиты при любых повреждениях. Цепи питания электромагнитов отключения 2 присоединяются к зарядному устройству CG. Цепи электромагнитов включения 3, потребляющие значительный ток при включении, присоединяются к силовому выпрямителю VS, который питается от трансформатора собственных нужд, поскольку мощность ТН недостаточна для электромагнитов включения. Надежность питания цепей 2 и 3 обеспечивается установкой двух зарядных и выпрямительных устройств, присоединяемых к разным ТН и трансформаторам собственных нужд. На ПС напряжением 110–220 кВ источником переменного оперативного тока обычно являются трансформаторы собственных нужд, а на ПС 6-10 кВ - специальные трансформаторы малой мощности (например, 0М-1,2/10), подключаемые к вводам питающих ПС линий 6-10 кВ. Эти источники оперативного тока не являются автономными, так как их работа возможна только при наличии напряжения в питающей сети. Постоянный оперативный ток. Основным источником постоянного оперативного тока служат аккумуляторные батареи с зарядными устройствами 110 или 220 В. Они обеспечивают питание оперативных цепей РЗиА, электромагнитов отключения и включения коммутационных аппаратов, цепей сигнализации. От аккумуляторных цепей питаются устройства связи, аварийное освещение, двигатели резервных маслонасосов СК. Всех потребителей энергии на ПС и в РУ, получающих питание от аккумуляторных батарей, можно разделить на следующие группы: постоянно включенная нагрузка - аппараты, устройства управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты, постоянно обтекаемые током, а также постоянно включенная часть аварийного освещения. Постоянная нагрузка на аккумуляторной батарее зависит от мощности постоянно включенных ламп сигнализации и аварийного освещения, а также от типов реле. Поскольку постоянные нагрузки невелики и не влияют на выбор аккумуляторной батареи, в расчетах можно ориентировочно принимать для крупных ПС 110–500 кВ значение тока постоянно включенной нагрузки равным 25 А; временная нагрузка - появляющаяся при исчезновении переменного тока во время аварийного режима: токи нагрузки аварийного освещения и электродвигателей постоянного тока. Длительность этой нагрузки определяется длительностью аварии (расчетная длительность принимается равной 0,5 ч); кратковременная нагрузка (длительностью не более 5 с) создается токами включения и отключения приводов выключателей, пусковыми токами электродвигателей и токами нагрузки аппаратов управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты, кратковременно обтекаемых током.

Почему в трансформаторном трансформаторе нет частоты тока питания трансформатора? Согласно закону Фарадея, электродвижущая сила индукции зависит от скорости изменения магнитного потока, включая вторичную обмотку в случае трансформатора. Поэтому увеличение частоты протекания тока в первичной обмотке должно увеличить скорость изменения потока и, следовательно, привести к увеличению вторичного напряжения. И все же этого не происходит, напряжение зависит только от количества поворотов.

Предположим, что мы рассматриваем идеальный трансформатор, схемы которого имеют нулевое электрическое сопротивление. В этом случае напряжения на первичной и вторичной цепях будут зависеть только от скорости изменения магнитного потока. Согласно закону Фарадея, мы имеем.