Exitonservice.ru

Экситон Сервис
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выключатель со стороны высшего напряжения трансформатора

Регулирование напряжения трансформатора

Регули́рование напряже́ния трансформа́тора — изменение числа витков обмотки трансформатора. Применяется для поддержания нормального уровня напряжения у потребителей электроэнергии.

Большинство силовых трансформаторов [1] оборудовано некоторыми приспособлениями для настройки коэффициента трансформации путём добавления или отключения числа витков.

Настройка может производиться с помощью переключателя числа витков трансформатора под нагрузкой либо путём выбора положения болтового соединения при обесточенном и заземлённом трансформаторе.

Степень сложности системы с переключателем числа витков определяется той частотой, с которой надо переключать витки, а также размерами и ответственностью трансформатора.

Устройство для резервирования отключения короткого замыкания при отказе выключателя высшего или ( @ ) среднего напряжения автотрансформатора Советский патент 1984 года по МПК H02H3/05

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и представляет собой устрой ство для резервирования отключения короткого замыкания при отказе выключателя (УРОВ) высшего или (и) среднего напряжений автотрансформатора при коротком замыкании (КЗ) в обмотке или на стороне низшего напряжения трансформатора собственных нужд с отказом любого из указанных выключателей этого автотрансформатора при отсутствии выключателя на стороне высшего напряжения трансформатора собственных нужд. Известно устройство для резервирования отключения короткого замыкания при отказе выключателей высше го и среднего напряжений автотрансФорматора с использованием электромеханических реле f . Недостатком этого устройства явл ется отсутствие чувствительности трехфазного реле, тока,, осуществляю щего контроль тока в цепи выключателей как при КЗ в обмотке низшего напряжения или на стороне низшего н пряжения трансформатора собственных нужд с отказом любого из выключателей автотрансформатора при отсутствии выключателя на стороне высшего напряжения трансформатора собственных нужд, так и при КЗ на стороне низшего напряжения автотрансформато ра с отказом двух фаз любого из выключателей последнего. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство .резервирования при отказе выключате лей высшего и среднего напряжений автотрансформатора (УРОВ) на интегральных микросхемах 2j . Недостатком известного устройства является отсутствие чувствительности однофазного реле тока, осуществляющего контроль тока в цепи выключателя при КЗ в обмотке низ шего напряжения или на стороне низшего напряжения трансформатора собственных нужд с отказом любого из в ключателей автотрансформатора при отсутствии выключателя на стороне высше-о напряжения трансформатора собственных нужд, Цель изобретения — повышение надежности функционирования УРОВ путе улучшенияего чувствительности при коротком замыкании в обмотке или на стороне низшего напряжения транс форматора собственных нужд в случае отсутствия выключателей.3 цепи его обмотки высшего напряжения. Цель достигается тем, что в устройство для резервирования отключения короткого замыкания при отказе выключателя высшего или (и) среднего напряжения автотрансформатора, содержащее в цепи выключателя соответствующего напряжения трансформаторы тока, к выходу каждого из которых подключен первый вход соответствующего индивидуального блока устройства для резервирования отключения короткого замыкания при отказе выключателя (УРОВ), а к вторым входамвыход защит автотрансформатора и смежного с ним элемента соответственно стороны вы лиего или (и) среднего напряжения автотрансформатора, первый выход каждого индивидуального блока УРОВ включен в цепь отключения без выдержки времени выключателя соответствующей стороны автотрансформатора, а второй выход — в цепь отключения с дополнительной выдержкой времени выключателей элементов , смежных с отказавшим выключателем, дополнительно введены трансформаторы тока в цепи обмотки высшего напряжения трансформатора собственных нужд и подключенный к его выходам блок контроля тока, первый, второй и третий логические элементы И., блок задержки, первый и второй блоки контроля включенного положения выключателя соответственно стороны высшего или (и) среднего напряжения автотрансформатора, выход первого блока контроля включенного положения выключателя через последовательно соединенные вновь введенные первый блок сигнализации и первый выходной блок подключены к первому входу первого логического элемента И, выход второго блока контроля включенного положения выключателя через последовательно соединенные вновь введенные второй блок сигнализации и второй выходной блок подключены к первому входу второго логического элемента И, выход блока контроля тока подключен к первому входу третьего логического элемента И, вторые входы первого, второго и третьего логических элементов И объединены и подключены к выходу защит трансформатора собственных нужд, выход третьего логического элемента И через последовательно включенный блок задержки подключен к объединенным входам первого и второго локов контроля включенного положения выключателя, а выходы первого и второго логических элементов И объединены соответственно с вторыми выхода ми соответствующего индивидуального блока УРОВ. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство для резервирования отключения короткого замыкания при отказе выключателя высшего 1 или (и) среднего 2 напряжения автотрансформатора 3, содержит в цепи выключателя соответствующего напряжения трансформаторы тока 4-1, 4-2, к выходу каждого из которых подключен первый вход соответствующих индивидуальных блоков 5-1 и 5-2 УРОВ, а ко вторым входам — выход зашит автотрансформатора и смежного с ним элемента соответственно стороны высwero или среднего напряжения автотрансформаторов 6-1 и 6-2. Первый выход каждого из индивидуальных блоков 5-1 и 5-2 УРОВ включен в цепь отключения без выдержки времени выключателей 1 или 2 соответствующей стороны автотрансформатора, а второй выход — в цепь отключения с дополнительной выдержкой -времени выключателей элементов, смежных с отказавшими выключателями 7-1 и 7-2,, Кроме того, устройство содержит трансформаторы 8 тока в цепи обмотки высшего напряжения трансформатора собственных нужд и подключенный к его выходам блок 9 контроля тока, первый 10-1, второй 10-2 и третий 10-3 ло1ические элементы И, блок 11 задержки, первый 12-1 и второй 12-2 блоки контроля включенного положения выключателя соответственно стороны высшего и среднего напряжения автотрансформатора.

Читать еще:  Как правильно соединить провода розетки от выключателя

При этом выход первого блока 12-1 контроля включенного положения выключателя через последовательно соединенные вновь введенные первый блок 13-1 сигнализации и первый -выходной блок 14-1 подключены к первому входу первого логического элемента 10-1 И, выход второго блока 12-2 контроля включенного положения выключателя через последовательно соединенные вновь введенные второй блок 13-2 сигнализации в торой выходной блок 14-2 подключены к первому входу второго логического элемента 10-2 И, выход блока 9 контроля тока подключен к первому входу третьего логического элемента 10-3 И. Вторые входы первого 10-1, второго 10-2 и третьего 10-3 логических элементов И объединены и подключены к выходному промежуточному реле 15 трансформатора 16 собственных нужд, выход третьего логического элемента 10-3 И через последовательно включенный блок 11

задержки подключен к объединенным входам первого 12-1 и второго 12-2 блоков контроля включенного положения выключателя, а выходы первого 10-1 и вюрого 10-2 логических элементов И объединены соответственно вторыми выходами соответствующих индивидуальных блоков УРОВ 5-1 и 5-2.

Устройство для резервирования отключения короткого замыкания при отказе выключателя работает следующим образом.

При повреждении в обмотке низшего напряжения или на стороне низшего напряжения трансформатора 16 собственных нужд при отсутствии выключателя на стороне высшего напряжения этого трансформатора и при отказе любого из выключателей высшего 1 и среднего 2 напряжения автотрансформатора 3 работает защита трансформатора 16 собственных нужд, которая осуществляет пуск предлагаемого устройства с помощью контактов выходного промежуточного реле 15. Факт отказа выключателя высигего 1 или среднего 2 напряжения фиксируется блоком 9 контроля тока, которое чувствительно к любым повреждениям в обмотке низшего напряжения или на стороне низшего напряжения трансформатора собственных нужд, и блоками 12-1 и 12-2 контроля отказа соответствующего выключателя.

Предлагаемое устройство с блоком 11 задержки действует через блоки 13-1 и 13-2 сигнализации и отключения 14-1, 14-2 на отключение выключателей элемента, смежного с отказавшими выключателями 7-1 и 7-2.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает чувствительность при КЗ в обмотке низшего напряжения или на стороне низшего напряжения трансформатора собственных нужд при отказе любого из выключателей автотрансформатора при отсутствии выключателя на стороне высшего напряжения трансформатора собственных нужд, что обеспечивает значительный экономический эффект.

Устройство обеспечивает также положительный эффект и при установке на трансформаторе.

Подробная информация

Условия эксплуатации

Климатическое исполнение УХЛ или О, категория размещения 4.2.

Диапазон рабочих температур окружающего воздуха от минус 5 до плюс 40 °С для исполнения УХЛ4.2 и от минус 5 до плюс 45 °С для исполнения О4.2.

Группа механического исполнения М39 по ГОСТ 17516.1-90 в диапазоне частот от 10 до 100 Hz с ускорением не более 0,5 g.

Степень защиты: панели – IР00, шкафа — IР41 по ГОСТ 14254-96.

Технические данные

Номинальное напряжение оперативного постоянного тока, V220; 110
Максимальная уставка на ток срабатывания реле тока, А0,2; 0,6; 2; 6; 10; 20; 50; 100; 200
Номинальные токи срабатывания указательного реле, А0,006; 0,01; 0,016; 0,025; 0,05; 0,06;.0,08; 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,5; 1; 2; 2,5; 4
или номинальное напряжение, V220; 110
Потребляемая мощность при номинальных значениях тока и напряжения, не более:
— цепей оперативного постоянного тока, без учета цепей сигнализации, W
— в нормальном режиме20
— в режиме срабатывания134
— цепей напряжения переменного тока, VА46,5
Габаритные размеры, mm, не более
— панели800х735х2400
— шкафа800х650х2370
Масса, kg, не более
— панели125
— шкафа200

Конструкция

  • панель представляет собой стальной сварной каркас, на лицевой стороне которого на угольниках и плите монтируется основная аппаратура.
  • шкаф представляет собой металлическую оболочку двустороннего обслуживания, внутри которого на угольниках расположена основная аппаратура.

На передней двери шкафа установлены:

  • лампа сигнализации срабатывания или неисправности аппаратуры;
  • указательные реле, предназначенные для сигнализации действия защит;
  • переключатели различных цепей защит.

Сзади внутри шкафа расположены два ряда зажимов, посредством которых осуществляется подключение к шкафу внешних цепей.

Ко всей аппаратуре панели и шкафа имеется свободный доступ. Аппаратура панели или шкафа для защиты от соприкосновения с токоведущими частями имеет оболочку. На металлоконструкции шкафа или панели предусмотрены два болта для подключения провода заземления

Структура условного обозначения и особенности заказа

Структура условного обозначения

ЭПЗ 1035-90А.1 Х4.2 и ЭШЗ 1035-90А.1 Х4.2

При заказе необходимо заполнить таблицу

Uн________А
Iн________А
Iн________А
Iн________А

Трансформатор напряжения при напряжении до 35 кВ

Трансформатор напряжения при напряжении до 35 кВ по принципу выполнения ничем не отличается от силового понижающего трансформатора. Он состоит из магнитопровода, набранного из пластин листовой электротехнической стали, первичной обмотки и одной или двух вторичных обмоток. На рис. 2.1. показана схема трансформатора напряжения с одной вторичной обмоткой. На первичную обмотку подается высокое напряжение Ub a напряжение вторичной обмотки U2 подведено к измерительному прибору.

рис. 2.1 Схема включения однофазного трансформатора напряжения

Трансформаторы применяются в наружных (типа НОМ-35, серий ЗНОМ и НКФ) или внутренних установках переменного тока напряжением 0,38-500 кВ и номинальной частотой 50 Гц. Трехобмоточные трансформаторы НТМИ предназначены для сетей с изолированной нейтралью, серии НКФ (кроме НКФ-110-5 8) — с заземленной нейтралью.

Читать еще:  Биты для автоматических выключателей

В электроустановках используются однофазные, трехфазные (пятистержневые) и каскадные трансформаторы напряжения (ТН). Выбор того или иного типа трансформатора напряжения зависит от напряжения сети, значения и характера нагрузки вторичных цепей и назначения трансформатора напряжения (для целей изменения, для контроля однофазных замыканий на землю, для питания устройств релейной защиты и автоматики).

Ввиду относительно высокой стоимости ТН для сетей 110-750 кВ они в ряде случаев, там, где это возможно по условиям работы систем измерения, защиты и автоматики электроустановок, заменяются емкостными делителями напряжения.

По изоляции различают трансформаторы напряжения с сухой и масляной изоляцией.

Обозначение трансформатора напряжения на схеме

Предохранители трансформаторов осуществляют защиту трансформаторов напряжения от повреждения в случае их работы в ненормальном режиме — при однофазном замыкании на землю, при возникновении в сети феррорезонансных явлений или в случае наличия короткого замыкания в первичной обмотке трансформатора напряжения.

Важность соблюдения последовательности действий

Трансформатор является по своей природе активным сопротивлением индуктивного типа. ЭДС самоиндукции, возникающая в трансформаторе, стремится сохранить ток на прежнем уровне при отключении трансформатора, а также не увеличивать ток при включении трансформатора.

Если не соблюдать последовательность действий, переходный режим работы трансформатора приведёт к быстрому снижению напряжения на шинах среднего и нижнего напряжения, что в свою очередь может повредить потребительские устройства. Поэтому так важно сначала подключить трансформатор с помощью разъединителей, а затем уже выключателей.

Нейтраль должна быть либо полностью изолирована (в случае дугогасящей камеры на ней), либо глухо заземлена и защищена вентильным разрядником.

Если к параллельным линиям подключена только одна подстанция, то на ответвлении переводят ток нагрузки с одного трансформатора на другой, а затем выключателями снимают напряжение и с линии, и с подключённого трансформатора. После этого уже отключают разъединители и включают линию с запасным трансформатором в работу.

После ремонта опять на время выключают линию, трансформатор разъединителями включают обратно, а потом выключателями подают напряжение.

Что требуется для вывода в ремонт трансформатора?

Предположим, что на подстанции, одной из нескольких на линии, есть:

  1. Два трансформатора
  2. Короткозамыкатели на обоих трансформаторах, совмещённые с отделителями.
  3. Устройства автоматического повторного включения.
  4. Устройства автоматического ввода резерва.
  5. Дугогасящие камеры.
  6. Выключатели.

Для того, чтобы выключить трансформатор в целях ремонта, следует убедиться, что отделители включены, АВР и АПВ находятся в рабочем состоянии.

Как выводится трансформатор в ремонт?

  1. Ток нагрузки переводится полностью на второй трансформатор.
  2. Первый трансформатор отключают от сети, а также удаляют предохранители со стороны обмотки низкого напряжения, чтобы избежать обратной работы трансформатора в качестве повышающего.
  3. Камеру дугогашения второго трансформатора настраивают на совместный ток обоих линий.
  4. Отключают от сети первую камеру дугогашения.
  5. Регуляторы напряжения переключают в режим ручного управления и синхронизируют их положение на обоих трансформаторах.
  6. Отключают резервный ввод отделителей высокого напряжения, а затем, в зависимости от параметров оборудования, повторный включатель на первом трансформаторе и резервный ввод на секционном выключателе.
  7. Включают секционный выключатель, проверяют нагрузку. После этого выключают главный выходной выключатель первого трансформатора.
  8. После этого переводят регулировку коэффициента трансформации в автоматический режим на втором трансформаторе.
  9. Ту же регулировку на первом трансформаторе выключают полностью, но только после установки в номинал регулировки напряжения под нагрузкой.
  10. Ещё раз проверяют состояние выходного выключателя на первом трансформаторе и выкатывают его на ремонт.
  11. Дают команду на отключение отделителя на первом трансформаторе в целях отключения намагничивающего тока.
  12. Отключают разъединители.

После этого надлежит подготовить помещение к ремонту, при наличии положений ремонта для крупных электротехнических устройств выкатить их на ремонт, провести сухую уборку помещения.

Затем проводится ремонт трансформатора. Он может заключаться в замене масла, перемотке обмоток в случае пробоя, герметизации сосудов для масла, замене защит.

После этого следует проверить трансформатор, в частности, параметры холостого хода и короткого замыкания, на предмет расхождений с номиналом, указанным на заводской табличке. В случае сильных расхождений нужно выполнить повторный осмотр и при необходимости, новый ремонт трансформатора.

Трансформаторы напряжения и их конструкция

Трансформаторы напряжения подразделяются:

  • по числу фаз: на одно- и трехфазные;
  • по числу вторичных обмоток: двухобмоточный ТН имеет одну вторичную обмотку, трехобмоточный — две: основную и дополнительную;
  • по назначению вторичных обмоток: с основной вторичной обмоткой, с дополнительной, со специальной компенсационной — для контроля изоляции цепи;
  • по особенностям исполнений — на трансформаторы защищенного типа, водозащищенного типа (защита от капель и влаги), герметичные, со встроенным предохранителем и с антирезонансной конструкцией;
  • по принципу действия и особенностям конструкций: на каскадные, ёмкостные, заземляемые и не заземляемые.

У каскадного ТН первичная обмотка разделена на несколько поочередно соединенных секций, передача энергии от которых к вторичным обмоткам происходит посредством связующих и выравнивающих обмоток. У ёмкостного ТН в конструкции имеется ёмкостный делитель. Заземляемый однофазный ТН — устройство, у которого один конец первичной обмотки должен быть заземлен. У заземляемого трехфазного ТН должна быть заземлена нейтраль первичной обмотки. Все части первичной обмотки не заземляемого ТН изолированы от земли.

Надежность измерительных трансформаторов напряжения в сетях с изолированной нейтралью

Электрические сети 6-35 кВ Украины и стран СНГ выполнены с изолированной нейтралью. Эти сети при определенных токах замыкания на землю (для Uн=35 кВ – 10 А; Uн=10 кВ – 20 А; Uн=6 кВ – 30 А) должны иметь, как правило, реакторную или резистивную компенсацию нейтрали.

Читать еще:  Автоматический выключатель sh201 25а

Основным преимуществом сетей с изолированной нейтралью является возможность обеспечивать длительное время потребителей электроэнергией даже при наличии «земли» в сети без их отключения. В то же время одним из основных недостатков является опасность возникновения (при малых токах замыкания на землю, равных 0,5-3,5 А) феррорезонансных процессов с последующим повреждением электромагнитных трансформаторов напряжения (ТН).

Феррорезонансные процессы (ФРП) в таких сетях, как показывает опыт эксплуатации и исследования, проведенные учеными «Львовской политехники», возникают во время появления и обрыва «земли» в сети (срабатывание разрядников, касание ветвями деревьев, обрыв троса фаз ЛЭП, стекание капель росы по изоляторам, особенно загрязненным, некоторым коммутационным переключениям, приводящим к изменению емкости в сети и т.д.).

В большинстве случаев эти ФРП проходят при частотах 17 и 25 Гц и сопровождаются протеканием через первичную обмотку ТН сверхтоков, которые на порядок и больше превышают допустимые для ТН токи, из-за чего первичные обмотки перегорают в течение нескольких минут. В эксплуатации имеют место случаи, когда первоначально по два-три раза (после замены) перегорает высоковольтный предохранитель 35 кВ, рассчитанный на номинальный ток срабатывания 2 А (это при том, что допустимый ток первичной обмотки ТН не превышает 60 мА), при этом повреждается ТН. Таким образом, имеют место неоднократные протекания больших токов через об-мотку ТН сверх допустимых, которые постепенно, за счет перегрева внутренних слоев, приводят к разложению изоляции и повреждению ТН.

В настоящее время, если судить по публикациям российских журналов, проводится большая работа по защите ТН от их повреждений в сетях.

Однако каждый из предлагаемых методов имеет свои недостатки и не в состоянии полностью решить проблему защиты ТН от воздействия ФРП. Кроме того, отсутствует возможность фиксации появления ФРП на участке сети с ТН.

С этой точки зрения наиболее эффективным способом подавления (а главное фиксацией времени и длительности) ФРП является устройство подавления резонанса (УПР), разработанное на кафедре электрических сетей «Львовской политехники», типа ПЗФ-5 (рис. 1, 2).


При возникновении феррорезонанса на выводах обмотки «разомкнутого треугольника» трехфазного ТН (или группы трех однофазных ТН) возникает напряжение нулевой последовательности 3U0 ? 100 В с субгармонической частотой (чаще всего 20-25 Гц).

После появления напряжения с субгармонической частотой устройство ПЗФ-5 с заданной задержкой времени однократно подключает к выводам обмотки «разомкнутого треугольника» резистор 5-6 Ом на время, заданное для гашения ФРП. Подключенный резистор обеспечивает срыв (погашение) феррорезонансных колебаний в течение t ?0,3 с, что исключает возможность термического повреждения обмоток ВН ТН феррорезонансными процессами.

У устройства ПЗФ-5 предусмотрено однократное его включение на заданное время с повторной готовностью к срабатыванию через заданное время. При длительном феррорезонансе предусмотрено повторное однократное срабатывание устройства с последующим запретом (блокированием) импульса гашения вплоть до ликвидации феррорезонанса, после чего устройство снова будет готово к работе. Это обеспечивает термическую стойкость резистора при многократных частых пусках устройства (например, при перемежающей дуге, частыми замыканиями на землю проводов сети ветками деревьев, порывами ветра и т.д.). Устройство формирует архив и отражает на дисплее 5 последних режимов феррорезонанса (срабатываний устройства). В «архиве аварий» устройства накапливается информация о дате и времени возникавших аварийных состояний, что дает эксплуатационным службам дополнительную информацию о состоянии сети в том или ином режиме. По анализу «архива» появляется возможность принять меры по повышению надежности сети в целом.

В настоящее время в системах установлено около 60 УПР. В сетях, где они установлены, информации о повреждениях ТН и неправильной работе ПЗФ не поступало.

Устройство представляет собой металлический ящик размерами 240х185х80 мм, к которому подводится питание ТН 100 В, 50 Гц и напряжение 3U0 от «разомкнутого треугольника», по которому и определяется наличие резонанса в сети. Устройство потребляет не более 10 ВА, устанавливается на панели релейной защиты и может работать при температуре окружающей среды от -55 0С до +60 0С. УПР ПЗФ-5 имеет кнопки вызова – ввода информации (с контролем информации по цифровому индикатору), проверки исправности (тестирования), а также контакты для запуска реле сигнализации при срабатывании (пуске) защиты или потере питания. Масса устройства 3 кг (рис. 3).

Прибор типа ПЗФ-5 обеспечивает защиту трансформатора напряжения от повреждения при феррорезонансных процессах. Вместе с этим нужно учитывать, что ПЗФ-5 может защитить ТН от повреждения только в том случае, если не менее 60% ТН в электрически связанной сети будет оборудовано устройством защиты от ФРП. Наиболее благоприятными условиями для предотвращения ФРП является оборудование такими устройствами 80-90% ТН в электрически связанной сети. Это необходимо потому, что вывод в ремонт одного ТН, оборудованного устройством ПЗФ, приведет к уменьшению общего процента оборудованных ТН, и условия для предотвращения ФРП соответственно ухудшатся.Разработчики и изготовители ТН, так же как и эксплуатационники, заинтересованы в безаварийной работе ТН и было бы целесообразно провести проверку работы устройства ПЗФ-5 в наиболее проблемных сетях, обобщить опыт работы и на его основе принять окончательное решение о целесообразности применения ПЗФ-5.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector