Материал: Lekcija_No_2

Как известно, сумма 3-х фазных напряжений в нормальном режиме, а также при 2-х и 3-х фазных к.з. равна нулю. Поэтому в этих условиях напряжение на выводах разомкнутого треугольника будет равно нулю.

Обычно на выводах разомкнутого треугольника в нормальном режиме (при отсутствии замыкания на землю) имеется небольшое напряжение величиной 0,5-2 В, которое называется напряжением небаланса.

При 1ф. к.з. в сети с заземлённой нейтралью фазное напряжение повреждённой фазы становится равным нулю, а геометрическая сумма фазных напряжений 2-х неповрежденных фаз оказывается равной фазному напряжению.

При однофазных замыканиях на землю в сети с изолированной нейтралью напряжения неповреждённых фаз становятся равными междуфазному напряжению, а их геометрическая сумма оказывается равной утроенному фазному напряжению. В этом случае, чтобы на реле напряжение не превосходило номинального значения, равного 100 В, у ТН предназначенных для работы в сетях с изолированными нейтралями, вторичные дополнительные обмотки, соединяемые в схему разомкнутого треугольника, имеют повышенный в 3 раза коэффициент трансформации (например, 1006000/ 3 ).

Следует иметь в виду, что при включении первичных обмоток

ТН на фазные напряжения они должны соединяться в звезду, нулевая точка которой обязательно должна соединяться с землёй. Заземление первичных обмоток необходимо для того, чтобы при 1ф. к.з. или замыканиях на землю в сети, где установлен ТН, приборы и реле, включенные на его вторичную обмотку правительно измеряли напряжения фаз относительно земли.

Заземление вторичных обмоток также обязательно независимо от их схемы соединения т.к. это заземление является защитным – обеспечивает безопасность персонала при попадании высокого напряжения во вторичные цепи. Обычно заземляется один из фазных проводов (как правило, фаза В) или нулевая точка звезды.

Первичные обмотки ТН до 35 кВ подключаются к сети через высоковольтные предохранители для быстрого отключения от сети повреждённого ТН.

Для защиты обмоток ТН при повреждениях во вторичных цепях устанавливаются автоматические выключатели (или предохранители) низкого напряжения.

Вторичные цепи ТН должны выполняться с высокой степенью надёжности, исключающей обрывы и потерю контактов для исключения исчезновения напряжения на защитах, так как исчезновение напряжения будет восприниматься защитами как понижение напряжения при к.з. в защищаемой сети и может привести к их неправильному действию. Исчезновение напряжения от ТН вследствие неисправностей или перегорания предохранителей также будет восприниматься защитами как потеря напряжения и также может привести к их неправильному действию. Поэтому защиты, реагирующие на понижение напряжения, выполняются так, что отличают к.з. от неисправности во вторичных цепях, либо снабжаются специальными устройствами – блокировками при неисправностях в цепях напряжения.

Погрешности трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения имеют погрешности:

–погрешность по напряжению (или погрешность в коэффициенте трансформации), под которой понимается отклонение действительного коэффициента трансформации от номинального;

–погрешность по углу, под которой понимается угол сдвига вторичного напряжения относительно первичного.

Взависимости от погрешностей ТН подразделяются на классы точности. Допустимые погрешности в зависимости от класса точности приведены в таблице 2-1.

Один и тот же трансформатор напряжения может работать с различным классом точности при изменении нагрузки, подключенной к

его вторичной обмотке. Поэтому в паспортах и справочниках на ТН указывается два значения мощности: номинальная мощность, при которой трансформатор может работать в гарантированном классе точности и предельная мощность, при которой он может работать с допустимым нагревом обмоток.

Кроме основных погрешностей (по величине и углу) на работу релейной защиты и точность измерений влияют также дополнительные погрешности, связанные с падением напряжения в цепях напряжения от ТН до места установки панелей защиты или измерений. Так, для цепей напряжения релейной защиты нормируемое падение напряжение не должно превышать 3%, для щитовых электроизмерительных приборов не более 1,5%, а для счётчиков электроэнергии – не более 0,5%.

Ёмкостные делители напряжения

Кроме электромагнитных трансформаторов напряжения широкое применение нашли ёмкостные делители напряжения.

Принцип действия ёмкостного делителя напряжения (рис. 2-5) заключается в следующем: между проводом ВЛ и землёй включаются несколько последовательно включённых конденсаторов при этом напряжение линии относительно земли распределяется между конденсаторами обратно пропорционально их ёмкости (на конденсаторы с меньшей ёмкостью подаётся большее напряжение, а на конденсаторы с большей ёмкостью – меньшее). К последнему в цепи фаза – земля конденсатору подключают первичную обмотку электромагнитного трансформатора напряжения (ТН) ко вторичной обмотке которой подключаются цепи напряжения релейной защиты и измерений. Обычно ёмкость конденсаторов выбирается таким образом, чтобы при номинальном фазном напряжении на линии (Uф) напряжение на нижнем конденсаторе (Сз) составляло не более 0,1 Uф.

Рис.2 5. Принцип устройства ёмкостного делителя напряжения.

Обычно ёмкостные делители напряжения совмещаются с конденсаторами связи в/ч защиты.

Выводы:

1.Трансформаторы напряжения являются измерительными преобразователями, предназначенными для преобразования первичной информации о напряжении в величины удобные для измерений и безопасные для обслуживающего персонала.

2.В зависимости от назначения ТН могут соединяться

между собой в различные схемы:

−в открытый треугольник (неполную звезду) для получения междуфазных напряжений);

−в звезду – для получения фазных и междуфазных напряжений;

−в разомкнутый треугольник – для получения

напряжения нулевой последовательности.

3.Основные погрешности ТН: по величине (погрешность в коэффициенте трансформации) и по углу.

Нормальный режим ТН, в котором погрешности имеют наименьшие значения – холостой ход.

1.2.Трансформаторы тока

Принципиальным отличием трансформатора тока (ТТ) от трансформатора напряжения является то, что его первичная обмотка включается последовательно в цепь измеряемого тока и, следовательно, через неё проходит весь первичный ток нагрузки или к.з.

Устройство и схема включения трансформатора тока показаны на рис. 2-6.

Трансформатор тока, также как и трансформатор напряжения, имеет стальной сердечник С и две обмотки: первичную W1 и вторичную W2. Трансформаторы тока часто имеют два и более сердечника, при этом первичная обмотка является общей для всех сердечников. Первичная обмотка имеет меньшее количество витков и включается последовательно в цепь измеряемого тока. К вторичной обмотке, имеющей большее количество витков, подключаются последовательно соединенные реле и приборы.

Рис.2 6. Устройство и схемы включения ТТ а) с одним сердечником;

Первичный ток I1, проходящий по первичной обмотке трансформатора тока создаёт в сердечнике магнитный лоток Ф1, который, пересекая витки вторичной обмотки, индуктирует в ней вторичный ток I2, который также создаёт магнитный поток Ф2, но направленный противоположно магнитному потоку Ф1. Результирующий магнитный

Величина магнитного потока зависит от величины создаваемого его тока и от количества витков обмотки, по которой этот ток протекает. Произведение тока на число витков F=IW называется намагничивающей

Обычно при номинальном значении первичного тока ток намагничивания ТТ не превышает 0,5-3% номинального тока и с некоторым приближением можно считать Iнам=0, тогда