КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Лекция №3. Цель занятия: Изучить условия работы и схемы включения трансформаторов напряжения
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ВРЕМЯ– 2 часа ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Изучить условия работы и схемы включения трансформаторов напряжения. УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ: ВВЕДЕНИЕ – 5 мин 1. УСЛОВИЯ РАБОТЫ И СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ – 40 мин. 2. СОГЛАСУЮЩИЕ И ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ – 40 мин. ЗАКЛЮЧЕНИЕ – 5 мин. ЛИТЕРАТУРА: 1. Фигурнов Е.П. Релейная защита: Учебник. В 2 ч. Ч. 1. 3-е изд., перераб. и доп. – М.:ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2009. – С. 58 … 64. 2. ГОСТ 18685-73. ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ.
1. УСЛОВИЯ РАБОТЫ И СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ ГОСТ 18685-73. Трансформатором тока (напряжения) называется трансформатор, в котором при нормальных условиях применения вторичный ток (вторичное напряжение) практически пропорционален (пропорционально) первичному току (первичному напряжению) и при правильном включении сдвинут (сдвинуто) относительно него по фазе на угол, близкий к нулю. В зависимости от числа обмоток и схем включения трансформаторы напряжения могут быть однофазными, двухфазными и трехфазными. Схема включения однофазного трансформатора напряжения представлена на рис. 11. Рис. 11. Схема включения однофазного трансформатора напряжения ТV и реле КV Однофазный трансформатор первичной обмоткой включен на линейное напряжение между двумя любыми фазами. Если его вторичная обмотка разомкнута, то под действием приложенного к первичной обмотке напряжения по ней протекает ток намагничивания, создающий в магнитопроводе магнитный поток Ф. Этот поток наводит в первичной обмотке ЭДС Е1: Е1 = 4,44·f ·w1·Ф, где f - частота, w1 - число витков первичной обмотки. Во вторичной обмотке магнитный поток Ф наводит ЭДС Е2:
Е2 = 4,44·f ·w2·Ф, где w2 - число витков вторичной обмотки. При разомкнутой вторичной обмотке трансформатор напряжения работает в режиме холостого хода. Во вторичной обмотке тока нет, а ток намагничивания в первичной обмотке мал. В результате напряжения на первичной U1 и вторичной U2 обмотках равны соответствующим ЭДС: U1 = Е1 = 4,44·f ·w1·Ф; U2 = Е2 = 4,44·f ·w2·Ф. Коэффициент трансформации определяется по формуле: К U = Е1 / Е2 = w1 / w2 = U1 / U2 . Если во вторичную обмотку включена нагрузка Zн, то в ней появляется ток I2. Возрастет и ток I1 в первичной обмотке. В результате в первичной и вторичной обмотках возникнут падения напряжения ΔU1 и ΔU2. Чем больше будут токи I1 и I2 тем больше будут падения напряжения ΔU1 и ΔU2. Из-за наличия падений напряжений в первичной и вторичной обмотках нарушаются равенства U1 = Е1 и U2 = Е2. Это вызывает нарушение в пропорциональности между напряжениями U1 и U2 . В трансформаторах напряжения угловая погрешность не велика и составляет около 1%. Погрешность по напряжению ΔU определяется из выражения: ΔU = (К U · U2 - U1) / U1 · 100%. Для уменьшения погрешностей следует стремиться к режиму, близкому к холостому ходу. По величине погрешности стандартом установлены 4 класса точности трансформаторов напряжения: 0,2; 0,5; 1; 3. Каждому классу точности соответствует своя номинальная мощность трансформатора. Рассмотренная схема применяется в том случае, если необходимо измерить линейное напряжение между двумя любыми фазами. Если необходимо измерить все три межфазных напряжения, то применяется схема соединения трансформаторов напряжения в открытый треугольник (рис. 12). Рис. 12. Схема соединения трансформаторов напряжения ТV1, ТV2 в открытый треугольник и реле КV1 … КV6.
При необходимости измерения всех линейных и всех межфазных напряжения применяется схема соединения трансформаторов напряжения в звезду (рис. 13).
Рис. 13. Схема соединения трансформаторов напряжения в звезду и реле КV1 … КV9. Защита трансформаторов от внутренних повреждений осуществляется предохранителями, устанавливаемыми в каждом выводе первичной обмотки. Все незаземленные провода вторичных обмоток присоединяются к трансформаторам напряжения через предохранители или автоматические выключатели. По условиям безопасности вторичная обмотка заземляется. Провод, подключенный к вторичной обмотке в точке ее заземления, не защищается предохранителем или автоматическим выключателем. Если перегорание предохранителей или отключение автоматических выключателей, при которых исчезает вторичное напряжение, может привести к неверному действию релейной защиты, то такие защиты снабжаются коммутационной аппаратурой, выводящей их из работы. При напряжениях 500 кВ и более электромагнитные трансформаторы напряжения получаются громоздкими и дорогими. В таких установках применяются емкостные преобразователи напряжения (рис. 14), в которых используются емкостные делители напряжения и электромагнитные трансформаторы напряжения. Напряжение UС2 на конденсаторе С2 определяется, как: UС2 = U1· С1 / (С1 + С2). Рис. 14. Емкостной измерительный преобразователь Напряжение UС2 подается на первичную обмотку трансформатора Т. С вторичной обмотки трансформатора снимается напряжение U2. Номинальное значение напряжения U2НОМ= 100 В. Реактор LR совместно с индуктивностью рассеяния трансформатора Т компенсирует падение напряжения в делителе, вызванное токами нагрузки. Разрядник FV защищает трансформатор Т от перенапряжений. Для создания необходимой емкости С1 используется батарея последовательно соединенных конденсаторов. Емкостные измерительные преобразователи напряжения могут применяться и в сетях с более низким напряжением, чем 500 кВ.
3. СОГЛАСУЮЩИЕ И ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Электромеханические реле подключают непосредственно ко вторичным обмоткам трансформаторов тока и напряжения. Как известно трансформатор тока имеет номинальный вторичный ток I2НОМ = 5А, а трансформатор напряжения имеет номинальное вторичное напряжение U2НОМ = 100 В. Эти значения для полупроводниковых элементов и микроэлектронных схем слишком велики. Поэтому электронные блоки релейной защиты подключают к измерительным трансформаторам тока и напряжения не непосредственно, а через согласующие трансформаторы.
На рис. 15 представлена схема подключения измерительных органов ИО1, ИО2 и ИО3к трансформатору тока через согласующий трансформатор TL. Рис. 15. Схема подключения полупроводниковых защит к трансформатору тока К вторичной обмотке трансформатора TL присоединена цепочка последовательно соединенных потенциометров R1, R2, R3. Падения напряжений на потенциометрах используются в качестве входных сигналов измерительных органов. Уставки регулируют движками потенциометров. Коэффициент трансформации согласующего трансформатора TL равен 50. Соответственно, номинальный ток во вторичной цепи согласующего трансформатора I2НОМ = 0,1А. Промежуточные трансформаторы TL1, TL2, TL3 выполняют роль разделительных. Эти трансформаторы осуществляют гальваническую развязку измерительных органов и устраняют взаимное влияние цепей этих органов. Подключение измерительных органов релейной защиты к трансформатору напряжения TV также выполняется через согласующий трансформатор TL (рис. 16). В данной схеме коэффициент трансформации равен 25 и номинальное напряжение во вторичной обмотке трансформатора TL составляет U2НОМ = 4 В. В этом случае, во входных цепях измерительных органов тоже протекают сравнительно малые токи. Промежуточные трансформаторы TL1 и TL2 также как и в схеме на рис. 15 осуществляют гальваническую развязку измерительных органов и устраняют взаимное влияние цепей этих органов. Рис. 16. Схема подключения полупроводниковых защит к трансформатору напряжения На схеме рис. 16 полупроводниковые устройства релейной защиты выполнены в виде модулей, подключаемых к промежуточным трансформаторам TL1 и TL2, что существенно облегчает работы при ревизии и ремонте. Такой принцип подключения используется в современных электронных комплексах («Сейма»), предназначенных для управления и защиты тяговых подстанций и постов секционирования.
На рис. 17 приведена схема, используемая для подключения дистанционных защит сопротивления. В этом случае на вход измерительных органов необходимо подавать электрическую величину, пропорциональную сумме или разности напряжения и тока, подводимых к реле от измерительных трансформаторов тока и напряжения. Такая измерительная схема осуществляет преобразование вида: U 1 = k1· I p + k2 · U p; U 2 = k3 · I p + k4 · U p, где k1, k2, k3, k4- комплексные коэффициенты. Рис. 17. Измерительная схема для релейной защиты, реагирующей на две измеряемых величины Схема содержит два промежуточных трансформатора TL1 и TL2. Первичная обмотка трансформатора TL1подключается к трансформатору напряжения TV. Первичная обмотка трансформатора TL2 подключается к трансформатору тока TА. В качестве трансформатора TL2 используется промежуточный трансформатор с воздушным зазором в магнитопроводе (трансреактор). ЭДС на его первичной обмотке пропорциональна току в первичной обмотке и сдвинута на угол близкий к 900. Вторичные обмотки трансформаторов TL1 и TL2 включены согласно-последовательно и встречно-последовательно. На вторичных обмотках трансформатора TL1 возникают напряжения U н1 и U н2. На вторичных обмотках трансформатора TL2 возникают напряжения U т1 и U т2. Напряжения на выходных зажимах трансформаторов TL1 и TL2 определяются по формулам: U 1= U т1 + U н1, U 2 = U т2 - U н2. Необходимые фазовые сдвиги в схеме обеспечиваются цепочками R1 – C1 и R2 – C2. Фазовый угол между выходными значениями напряжений U 1 и U 2 обозначается буквой λ и определяется по формуле: λ = λ1 + λ2, где λ1= arcos [(U21 + U2т1 – U2н1) / 2U1Uт1]; λ2= arcos [(U22 + U2т2 – U2н2) / 2U2Uт2]. Напряжения и подаются на схему сравнения реле защиты, реагирующую на две измеряемые величины. В зависимости от конструкции реле защиты реагирует либо на абсолютные значения величин U 1 и U 2 напряжения или фазовый угол λ между ними, либо и на величины напряжений U 1, U 2 и на фазовый угол λ между ними. Согласующие трансформаторы широко применяются в электронных и микропроцессорных устройствах релейной защиты. Особенностями их работы является необходимость сохранения линейности параметров в условиях широкого диапазона изменений входных напряжений и токов. Для изготовления согласующих трансформаторов используются Ш- образные пластины. Торроидальные согласующие трансформаторы широкого применения не получили из-за необходимости обеспечения воздушного зазора в сердечнике трансреактора.
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 497; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |