rozvodne
16.02.2019

Výber prúdových transformátorov a prípustné sekundárne zaťaženie. Meracie transformátory v meracích obvodoch - inštalácia a prevádzka meracích prístrojov

VÝBER DOSIAHNUTÝCH TRANSFORMÁTOROV A PRIJATEĽNÉ NASLEDOVNÉ ZAŤAŽENIE

Vzhľadom na zaťažovací prúd chráneného prvku, jeho prevádzkové napätie a typ reléovej ochrany sa vyberie typ prúdového transformátora a jeho nominálny pomer transformácie, po ktorom sa kontroluje tepelný a dynamický odpor. Takto vybrané TT sú skontrolované na presnosť a spoľahlivosť prevádzky RH, ktorá sa z nich napája, na základe nasledujúcich požiadaviek EMP:

1) zabezpečiť presnosť práce meracích telies RZ so skratom v vypočítaných bodoch elektrickej siete, vybrané v závislosti od typu RZ, s celkovou chybou TT ε   nesmie prekročiť 10%;

2) zabrániť zlyhaniu ovládania RZ pri najvyšších hodnotách skratového prúdu na začiatku úseku chráneného RH v dôsledku nadmerného zvýšenia chyby TT a skreslenia krivky sekundárneho prúdu, ktoré by mohli spôsobiť vibrovanie kontaktov v elektromechanických relé, zníženie citlivosti a vyššie harmonické;

3) obmedzenie napätia v sekundárnych obvodoch prúdu a prúdu na prípustné hodnoty pri ja   do max .

Na splnenie prvej požiadavky sa spravidla zvolia triedy P TT s transformačným pomerom, ktorý poskytuje požadovaný pomer prúdu pri skrate v sieťovom bode požadovanom pre RE. Výber prípustného zaťaženia pri danej multiplicite K   calc   = I   na / I   1 TT a úplná chyba TT ε   ≤ 10% sa používajú krivky obmedzujúcej násobnosti založené na údajoch z továrne alebo charakteristiky magnetizácie, ktoré sa odoberajú s charakteristikami otvoreného primárneho vinutia - prúdového napätia U 2   = f (I   nám ).

výber z h   na krivkách limitujúcej multiplicity K 10   = f(Z   n).   Táto metóda je najjednoduchšia a mala by byť použitá ako hlavná metóda na výpočet požadovanej presnosti prevádzky triedy P TT:

a) vypočítajte hodnotu maximálneho primárneho skratového prúdu ja   1 max, pri ktorej sa uvažuje o chybe RZ ε   nesmie prekročiť 10%;

b) vypočítajte maximálnu násobnosť nájdeného primárneho prúdu ja   1 max podľa vzorca

c) podľa výrobných charakteristík K 10   = f (Z)pre tento typ TT a prijatý pomer transformácie K   Definujem Z   n.op pre K   vypočítané max;

g) určiť skutočný odpor zaťaženia Z   n berúc do úvahy odpor drôtov a relé a skontrolujte stav Z   n ≤ Z   n.dop. Ak sa to ukáže Z   n   \u003e Z   n. dop, potom je potrebné alebo zvýšiť pomer transformácie K   I TT, alebo vyberte TT, ktorý má K   Výpočet je prínosom pre väčšiu hodnotu Z   N. dop, alebo znížiť   Z   n (zvýšením priečneho prierezu jadra kábla alebo skrátením trasy) alebo prijať CT so sekundárnym menovitým prúdom 1 A.

výber Z   n na charakteristikách prúdového napätia TT U 2 = f(ja   2 nám).   Pri chýbajúcich informáciách o chybe TT, jej vhodnosti pre danú RH a prípustné zaťaženie sekundárneho okruhu Z   n môže byť aproximovaná charakteristickou závislosťou sekundárneho magnetizujúceho prúdu ja   2 na sekundárnom napätí U   2. Táto charakteristika sa empiricky odstraňuje podľa schémy znázornenej na obrázku 3.7, a, Zmena napätia U   2 na svorkách sekundárneho vinutia zodpovedajúcej každej hodnote U   2 prúd ja   nás v sekundárnom vinutie, ktoré je ja   nám


  pretože primárne vinutie je otvorené. Na základe získaných údajov je vytvorená závislosť U 2 =f(ja   2) (obr. 3.7, b).

Vzhľadom na nízky odpor sekundárneho vinutia Z   2 sa predpokladá, že U 2 ≈ E   2 a výsledná charakteristika môže byť považovaná za závislosť. E 2 =   F(ja   2 nám).

Na základe tejto charakteristiky môžete určiť hodnoty E   2 a ja   2, pri ktorom dochádza k nasýteniu (v bode H   - koniec priamej časti) a pomocou vzorca (3.9a) vypočítajte prípustné zaťaženie Z   d.dop pri danom skratovom prúde ja 2 = ja 1 / K   ja . chyba ε = ja   2 HAM H / I 2%.   Táto metóda sa môže použiť na kontrolu presnosti TT s nízkym odporom. R   2 v porovnaní s Z   n.

Na splnenie druhej podmienky sa používa závislosť parametrov.   z aktuálnej chyby TT A = f (f   ja ).   Začneme tým, že uvažujeme o správaní TT pri násobnosti primárneho prúdu v nasýtenej časti magnetizačnej charakteristiky.

Práca TT v režime hlbokej sýtosti.   So skratom na začiatku chránenej zóny RZ môže byť veľkost 'množstva primárnych prúdov prechádzajúcich cez CT chránených prvkov. Za týchto podmienok môže TT pracovať v režime hlbokého nasýtenia, ktorý sa vyznačuje dvoma znakmi: prudkým nárastom magnetického prúdu TT s príslušným nárastom chýb ( ε   a f   i) až 20% alebo viac a výrazné skreslenie tvaru krivky sekundárneho prúdu ja 2, v ktorom spolu s hlavným sa objavujú vyššie harmonické. Súčasne môžu elektromechanické a statické IO odozvy na prúd zlyhať: prvá - kvôli kontaktným vibráciám, druhá - v dôsledku zmien charakteristík odozvy relé. Čím väčšia je hodnota chyby TT ( ε   a f   i), čím skreslenejší je tvar kriviek prúdov ja   2 a ja   nám . Testovanie spoľahlivosti prevádzky IO pri hlbokom nasýtení CT sa zníži na určenie hodnoty prúdovej chyby pri maximálnom frekvenčnom pomere skratového prúdu K   m ah   = I   do max / I   Pán TT v prípade poškodenia na začiatku chránenej oblasti. Táto hodnota f   nemal by prekročiť maximálne prípustné, čo ešte zaručuje správnu prevádzku uvažovaného IO.

Výpočet chýb TT, pracujúcich v režime sýtosti, metódou rovnocenných sínusov s ostrým skreslením sínusových prúdov ja   2 a ja   my, šteká prehnané hodnoty chyby f   ja , a hodnota prípustného zaťaženia je menšia ako skutočná hodnota.

Presnejšou a najjednoduchšou metódou výpočtu chýb nasýtených TT je metóda založená na nahradení (aproximácie) skutočnej magnetizačnej charakteristiky (obrázok 3.8, a) pravouhlé magnetické charakteristiky (PCN). S okamžitými hodnotami indukcie B   T < B   s, pri ktorom je magnetické pole hlboko nasýtené, magnetizačná charakteristika je reprezentovaná ako vertikálna priama čiara (obrázok 3.8, a). S týmto ja   us = 0 a ja 2   = I ' 1 – operácia TT je považovaná za ideálnu.

na B   T   \u003e B   magnetické jadro TT je nasýtené a ďalšie zmeny B   t sa zastaví bez ohľadu na hodnotu ja   nám. Charakteristikou magnetizácie nasýteného TT je rovnica rovnobežná s osou osi osi osi, ktorá sa málo líši od skutočnej charakteristiky magnetizácie vo svojej sekcii za bodom inflexie (bod H) (Obr.3.7). Ekvivalentný obvod charakterizujúci činnosť TT s PCN je znázornený na obrázku 3.8, b, Vetva magnetizácie zodpovedajúca vertikálnej priamke PCN musí mať nekonečne veľký odpor X   us = ∞ pretože ja   us = 0 a pri práci na horizontálnej časti PCN X   vyskakujeme pokles na nulu. S týmto e 2 = 0, Ja "   us =   Ja "   1. Preto je oblasť magnetizácie v náhradnom okruhu nahradená spínačom S(Obrázok 3.8, b). Počas prevádzky TT vo vertikálnej časti charakteristiky je spínač otvorený ( ja   us = 0) a horizontálne - uzavreté ( X   us = 0).

Okamžité krivky ( ja 1 ,   ja 2 ,   ja   nás), napätie ( u   2) a magnetickou indukciou (B)zobrazené na obrázku 3.9. Primárny prúd ja 1 je určený sieťovými parametrami a má tvar sínusoidu. Sekundový prúd ja   2 na pozemkoch   sa zhoduje s ja   1 bye B   T   s. B čas t   1 indukcie B   t dosiahne hodnotu B   s (sýtosť), prepínač Sv ekvivalentnom obvode (obr.3.8, b) zatvorí ja 2 →   0. Aktuálny ja   2 sa rozkladá exponenciálne s časovou konštantou sekundárneho obvodu τ = L 2 / R 2 . Vo chvíli času t 2(Ak je B   T < B   s ) magnetický obvod je nenasýtený a prúd ja   2 sa znova vyrovná i "   1. V ďalšom polroku sa proces opakuje. Technika založená na PCN vám umožňuje určiť tvar kriviek. ja   2 a ja   nás a nájsť hodnotu ja   1, kedy dochádza k nasýteniu (moment t   1) a hodnotou ja   nás pre danú hodnotu ja   1 max.



Na zjednodušenie výpočtu chýb TT sa zavádza koeficient A., čo je všeobecný parameter, ktorý určuje, kedy ε   = 10% = konšt cos φ   = 0,8 hodnota súčasnej chyby. závislosť f   i, = F (A)   je zobrazený na obrázku 3.10. Je postavený pomocou všeobecných charakteristík. f   i = F "(ja   l beats), získané experimentálne na modeli TT s magnetickým jadrom rovnakého typu ocele s rovnakými špecifickými parametrami. Z tohto dôvodu. charakteristika uvedená v ris.3.10 platí pre všetky typy jednofázových TT domácej výroby. faktor vyjadrené ako pomer maximálneho primárneho prúdu ja   1 max, pre ktorý sa hľadá hodnota f   i, na primárny prúd ja   Calc 10, určený krivkami limitnej násobnosti pre dané zaťaženie Z   n, s ε = 10%, cos φ = 0,8; = ja   1 max /   ja   1 10, alebo ako pomer množstva týchto prúdov: = K   1 m ah / K   1 rac 10 .

Využitie závislosti f   i, = F (A), môže byť danou hodnotou K   1 m ah nájdená hodnota f   i, alebo pre daný f   i, určite hodnotu K   1 m ah.V obidvoch prípadoch určiť hodnotu K   rast10 je potrebné mať krivky obmedzujúce multiplicitu K 10 = f (z   n.dop ) , Rôzne typy relé sú povolené. f   i pri prevádzke TT v podmienkach hlbokej sýtosti: 50% - pre RT-40, RT-80 a RT-90 smerované do PC (indukcia a polovodič s nulovým indikátorom na magnetickom relé) 40% - pre RT-40 (vydanie pred rokom 1969) a RBM s pevnými zastávkami atď.

So známymi f   i ďalšie pre špecifické relé a zariadenia RZ z obr. 3.10   a vypočíta sa pomer K   m ah / A.ak K   m ah / A\u003e K   Rasch, potom ako sa počíta vypočítaná multiplicita K   calc = K   m ah / A.

ak K   m ah / A< К   calc, potom multiplicity K   vyp.

ÚČTOVNÉ REŤAZE
Presnosť merania elektrickej energie vo veľkej miere závisí od správneho výberu prístrojových transformátorov. Pre prúdové transformátory sa začiatok a koniec primárneho vinutia označujú písmenami L1 a L2 (čiary) a začiatok a koniec sekundárneho vinutia sú Mi a I2 (meranie). Klipy L \\ a I \\ unipolárne. To znamená, že ak je v primárnom okruhu napájanie nasmerované z L na L ^ (svorka L \\ generuje), potom svorka I tiež generuje. Musí sa pripojiť k začiatku postupného navíjania prístroja. Upozorňujeme, že v rozvodných zariadeniach bola prijatá inštalácia prúdových transformátorov tak, že klip L1 bol otočený na prípojnicu. Z tohto dôvodu svorka L a teda svorka vytvárajú pozitívny smer napájania.
   Vstavané transformátory prúdu sú jednopólové "horné" a svorka A sekundárneho vinutia.
   Typový štítok transformátora prúdu indikuje jeho pomer transformácie vo forme pomeru nominálneho primárneho prúdu k menovitému sekundárnemu prúdu. Menovitý sekundárny prúd prúdových transformátorov je zvyčajne 5 a. To isté by malo byť menovitý prúd merača zahrnutého v jeho vinutí. V niektorých prípadoch sa pri elektrických inštaláciách s napätím 110 kV a vyšším vyrábajú transformátory prúdu s menovitým sekundárnym prúdom 1 a.
   Prúdový transformátor sa volí podľa menovitého napätia a maximálneho nepretržitého zaťaženia tohto pripojenia, ktoré nesmie byť vyššie ako 110% menovitého prúdu tohto transformátora. Zároveň treba mať na pamäti, že pri prúde menej ako 20%
   menovité chyby oboch počítačov a prúdového transformátora sa zvýšia a počítadlo podceňuje energiu. Pri zaťažení menšom ako 10% nominálnej chyby meradla sa stáva neprijateľná. Preťaženie počítadla o 10-20% je úplne prijateľné a nezvyšuje jeho chybu. Preto nie je potrebné inštalovať prúdový transformátor s nominálnym primárnym prúdom, ktorý výrazne prevyšuje zaťaženie tohto pripojenia. Transformátor sa považuje za nadhodnotený transformačným pomerom a prúd v sekundárnom vinutie bude menší ako 0,5 a pri 25% zaťažení výkonového transformátora alebo vedenia.
   Príklad 1. Transformátor 320 kVA s primárnym napätím
   6.3 kV má primárny menovitý prúd



   Pod termínmi tepelnej a dynamickej stability bola zvolená transformácia prúdu s transformačným pomerom 75/5 a. Pri 25% zaťažení výkonového transformátora bude primárny prúd:


   Sekundový prúd
Transformátor prúdu je teda nesprávne zvolený a musí byť nahradený transformátorom 50/5 a.
   Skutočný transformačný pomer prúdového transformátora sa od nominálneho meniča od určitého množstva líši a vektor sekundárneho prúdu tečúceho vo vonkajšom obvode sa nezhoduje s vektorom primárneho prúdu. Inými slovami, prúdový transformátor má chybu prúdu a uhla. Maximálna prípustná chyba vinutia transformátora prúdu určuje jeho triedu presnosti. Vypočítané počítadlá sú zahrnuté vo vinutí aktuálnej triedy 0.5 transformátora. Merače určené pre technické účtovníctvo môžu byť pripojené na vinutia prúdových transformátorov triedy 1.
   Chyba prúdového transformátora závisí od veľkosti sekundárneho zaťaženia. Sekundárnym zaťažením prúdového transformátora sa rozumie celkový odpor jeho vonkajšieho sekundárneho okruhu, ktorý sa rovná súčtu odporov všetkých sériovo pripojených vinutia meraných najmenej 2,5 mm2, prierez hliníkových vodičov nie je menší ako 4 mm2. Prechodový kontaktný odpor * sa rovná 0,1 ohmu.

Príklad 2. Sekundárne vinutia triedy 0.5 dvoch transformátorov prúdu TPFM 200/5, pripojených v neúplnej hviezde, obsahujú aktívny merač energie SAZ, merač jalového výkonu SRH a ampérmetr E-30. Nástroje sa nachádzajú v riadiacom koridore. spínacia   a bunkovej steny. Dĺžka pripojovacieho vodiča od prúdového transformátora k zariadeniam (jednosmerne) je 4 m. Drôty sú medené s prierezom 2,5 mm2. Určte transformátory sekundárneho zaťažovacieho prúdu.
   Nájdite odporové zariadenia (pozri aj prílohu 1).


   názov
   prístroj

Spotreba energie v, a

Odolnosť vinutia, ohm

ampérmeter

Spojenie odporu drôtu



   odpor prechodového kontaktu je 0,1 ohm.
   Celkový odpor záťaže

   s maximálnym povoleným odporom 0,6 ohmov.
   Paralelné vinutia meradiel v sieti s napätím vyšším ako 0,4 kV sú napájané cez napäťové transformátory. Trojfázové napäťové transformátory so spojovacou skupinou 12 sa zvyčajne používajú.
   Vektory primárneho napätia sa v tomto prípade zhodujú vo fáze s vektormi príslušného sekundárneho napätia.
Môžete tiež použiť dva jednofázové napäťové transformátory pripojené v otvorenom trojuholníku. V tomto prípade je koniec vysokonapäťového vinutia jedného transformátora spojený so začiatkom navíjania druhého. Sú tiež pripojené nízke napätie (obrázok 9). Začiatok vysokonapäťového vinutia je označený písmenom A a koniec písmenom X. Pre nízke napätie sú zodpovedajúce písmená.
   Menovité sekundárne fázové fázové napätie napäťových transformátorov je 100 voltov. Merače, ktoré sú k nemu pripojené, musia mať menovité napätie 100 voltov. Napäťové transformátory majú chybu v transformačnom pomere a uhlovej chybe. Najväčšie dovolené chyby určujú triedu presnosti napäťového transformátora.
   Táto trieda presnosti zodpovedá nominálnemu zaťaženiu jeho sekundárneho okruhu, vyjadrenému vo voltových ampéroch. Merače musia byť pripojené k transformátoru triedy 0.5. Skutočné zaťaženie jeho sekundárneho vinutia by nemalo presiahnuť nominálnu hodnotu pre túto triedu presnosti. Krátkodobé zaťaženie sa neberie do úvahy. Patria medzi ne motory na nabíjanie pružinových pohonov, svetelné svietidlá, synchronizačné zariadenia, reléové vinutia, do ktorých sa napája iba vtedy, keď funguje ochrana alebo automatizácia.
   Na určenie zaťaženia napäťového transformátora napíšte z katalógov alebo z adresárov napájania napájanie, in-a alebo rprib, watty, ktoré spotrebúvajú paralelné vinutia zariadení a relé, ako aj ich faktory výkonu. Potom zistite celkové zaťaženie napäťového transformátora alebo skupiny jednofázové transformátory   stres vzorec



   - celkom resp reaktívny výkonspotrebované všetkými paralelnými zvitkami.

   Z tohto dôvodu je zaťaženie napäťového transformátora rovnaké ako dovolené pre túto triedu presnosti.
   Príklad 3. Napäťový transformátorový obvod NTMI-6 (trieda 0.5 pri SH = 80 in-a) obsahuje tri meracie prístroje SAZU, tri meracie prístroje SRZU, voltmetr E-31 a čas relé EV-235. Zaťaženia sa určujú podľa nasledujúcej tabuľky (spotrebované výkony prístrojov a relé sú prevzaté z dodatku 1).



   Na výber priečneho prierezu pripojovacích vodičov je potrebné vypočítať pokles napätia v nich, ktorý by nemal prekročiť

  1. 5%. Podľa podmienok mechanickej pevnosti musí byť prierez medených drôtov najmenej 1,5 mm, prierez hliníkových drôtov musí byť najmenej 2,5 mm2.

Sekundárne vinutie napäťového transformátora je chránené poistkami pre prúd 0,1 A alebo automatické. Ak sú vložky vyfúknuté alebo zariadenie je vypnuté, musí byť zabezpečený poplach.
Prístrojové transformátory   Mali by sa vykonať tieto druhy prevádzkových kontrol: meranie izolačného odporu vinutí, skúška vinutí s vyšším napätím, odstránenie charakteristiky prúdového napätia (pre prúdové transformátory).

   Obr. 11. Určenie polarity vinutia transformátora prúdu.
   Meranie izolačného odporu vysokonapäťových vinutí a ich vysokonapäťové skúšky sa uskutočňuje súčasne s izolačnými skúškami vysokonapäťového zariadenia rozvádzača.
   Pred uvedením do prevádzky je potrebné skontrolovať polaritu svoriek prúdových transformátorov a jednofázových transformátorov napätia, ako aj pripojovacia skupina trojfázových napäťových transformátorov.
   Polarita svoriek vinutí prúdových transformátorov sa kontroluje pomocou magnetoelektrického zariadenia s vyznačenou polaritou navíjania a nulou v strede stupnice podľa schémy znázornenej na obr. 11. Zdroj jednosmerný prúdV sérii sa používa suchá batéria alebo batéria s napätím 4-6 V, ktorá je zapojená do série s prídavným odporom voči primárnemu vinutiu prúdového transformátora. Zároveň je batéria plus pripojená na svorku L1 a mínus na svorku L2. Svorka zariadenia označená symbolom "+" je pripojená na svorku II sekundárneho vinutia transformátora prúdu a "-" na svorku I2. Uzavretie a otvorenie kľúčom K obvodu primárneho vinutia prúdových transformátorov pozorujte odchýlku šípky prístroja P. Ak je prístroj odklonený doprava, keď je primárny okruh zatvorený a nechajte ho otvoriť, jI% a I) sú unipolárne, tj označenie spony boli správne vykonané.

   Obr. 13. Charakteristiky magnetizácie transformátora s dobrým prúdom a prúdového transformátora s krátkymi závitmi //.
   Magnetizačná charakteristika reprezentujúca závislosť napätia od sekundárnych svoriek prúdového transformátora na magnetizačnom prúde prechádzajúcom cez tento prúd je hlavnou charakteristikou, ktorá určuje funkčnosť prúdového transformátora.



   Obr. 12. Odstránenie magnetizačnej charakteristiky prúdového transformátora.
   Ak má byť primárne vinutie otvorené, na svorky sekundárneho vinutia transformátora prúdu sa cez automatický transformátor AT nastaví striedavé napätie (obrázok 12).
Zvýšenie napätia v jednotlivých krokoch určuje množstvo prúdu pre každú z jeho hodnôt. S novým zaradením sa teda odstráni 10-12 bodov a vytvorí sa magnetizačná charakteristika. Pri plánovaných kontrolách sa odstráni 3-4 body a skontroluje sa zhoda s odstránenou charakteristikou (obr. 13).
   Po dostupnosti skratované zákruty   magnetizačná charakteristika prudko klesá, ako je znázornené na obr. 13. Zníženie charakteristiky môže byť zistené porovnaním s predtým urobenou charakteristikou alebo s charakteristikami prúdových transformátorov toho istého typu.
   Počas prevádzky je tiež potrebné merať zaťaženie sekundárnych obvodov meracích transformátorov, ako aj meranie poklesu napätia v pripájacích vodičoch napäťového transformátora.
Náhodné články