 |
Конструкции масляных выключателей. 6 глава
|
|
|
|
Погрешность трансформатора тока зависит от его конструктивных особенностей; сечения магнитопровода, магнитной проницаемости материала магнитопровода, средней длины магнитного пути, значения I1*W1. В зависимости от предъявляемых требований, выпускаются трансформаторы тока с классами точности 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Указанные цифры представляют собой токовую погрешность в процентах номинального тока при нагрузке первичной обмотки током 100 - 120% для первых трех классов и 50-120% для двух последних. Для трансформаторов тока классов точности 0,2; 0,5 и 1 нормируется также угловая погрешность.
Погрешность трансформатора тока зависит от вторичной нагрузки (сопротивление приборов, проводов, контактов) и от кратности первичного тока по отношению к номинальному. Увеличение нагрузки и кратности тока приводит к увеличению погрешности.
При первичных токах, значительно меньших номинального, погрешность трансформатора тока также возрастает.
Трансформаторы тока класса 0,2 применяются для присоединения точных лабораторных приборов, класса 0,5 - для присоединения счетчиков денежного расчета, класса 1 — для всех технических измерительных приборов, классов 3 и 10 — для релейной защиты.
Кроме рассмотренных классов выпускаются также трансформаторы тока со вторичными обмотками типов Д (для дифференциальной защиты), 3 (для земляной защиты), Р (для прочих релейных защит).
Токовые цепи измерительных приборов и реле имеют малое сопротивление, поэтому трансформатор тока нормально работает в режиме, близком к режиму КЗ. Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в магнитопроводе резко возрастет, так как он будет определяться только МДС первичной обмотки. В этом режиме магнитопровод может нагреться до недопустимой температуры, а на вторичной разомкнутой обмотке появится высокое напряжение, достигающее в некоторых случаях десятков киловольт.
|
|
|
Из-за указанных явлений не разрешается размыкать вторичную обмотку трансформатора тока при протекании тока в первичной обмотке. При необходимости замены измерительного прибора или реле предварительно замыкается накоротко вторичная обмотка трансформатора тока (или шунтируется обмотка реле, прибора).
4. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/√3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Схема включения однофазного трансформатора напряжения показана на рис. 12; первичная обмотка включена на напряжение сети U1, а к вторичной обмотке (напряжение U2) присоединены параллельно катушки измерительных приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен. Трансформатор напряжения в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близком к холостому ходу, так как сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими, невелик.
Рис. 12. Схема включения трансформатора напряжения:
1 — первичная обмотка; 2 — магнитопровод; 3 — вторичная обмотка
Номинальный коэффициент трансформации определяется следующим выражением:
где U1ном и U2ном - номинальные первичное и вторичное напряжения соответственно.
Рассеяние магнитного потока и потери в сердечнике приводят к погрешности измерения
Так же как и в трансформаторах тока, вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения не точно на угол 180°. Это определяет угловую погрешность.
В зависимости от номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3.
|
|
|
Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cosφ2, т.е. от вторичной нагрузки. В конструкции трансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности по напряжению путем некоторого уменьшения числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток.
Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле, подключенных к вторичной обмотке трансформатора напряжения, не должно превышать номинальную мощность трансформатора напряжения, так как в противном случае это приведет к увеличению погрешностей.
В зависимости от назначения могут применяться трансформаторы напряжения с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, соединенных по схеме открытого треугольника (рис. 13, а), а также трехфазные двухобмоточные трансформаторы НТМК, обмотки которых соединены в звезду (рис. 13, б). Для измерения напряжения относительно земли могут применяться три однофазных трансформатора, соединенных по схеме Υ0 /Υ0, или трехфазные трехобмоточные трансформаторы НТМИ или НАМИ (рис. 13, б). В последнем случае обмотка, соединенная в звезду, используется для присоединения измерительных приборов, а к обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяется реле защиты от замыканий на землю. Таким же образом в трехфазную группу соединяются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы НКФ.
Рис. 13. Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения
По конструкции различают трехфазные и однофазные трансформаторы. Трехфазные трансформаторы напряжения применяются при напряжении до 18 кВ, однофазные — на любые напряжения. По типу изоляции трансформаторы могут быть сухими, масляными и с литой изоляцией.
Обмотки сухих трансформаторов выполняются проводом ПЭЛ, а изоляцией между обмотками служит электрокартон. Такие трансформаторы применяются в установках до 1000 В (НОС-0,5 - трансформатор напряжения однофазный, сухой, на 0,5 кВ).
|
|
|
Трансформаторы напряжения с масляной изоляцией применяются на напряжение 6 - 1150 кВ в закрытых и открытых распределительных устройствах. В этих трансформаторах обмотки и магнитопровод залиты маслом, которое служит для изоляции и охлаждения.
Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ-6, НОМ-10, НОМ-15, НОМ-35 от однофазных трехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-35.
Комплектные распределительные устройства.
КРУ- комплект аппаратов, собранных по определенной схеме на несущей конструкции на предприятии. Кроме силовых аппаратов в устройстве могут находится аппараты релейной защиты.
Классификация:
Тип установки:
- внутренней
наружной
Тип исполнения:
полуоткрытые
закрытые
герметичные
Климатическое исполнение
Конструктивное исполнение зависит от типа коммутационного аппарата, наличия или отсутствия ТТ, использования кабельного или воздушного вводами. Кроме КРУ можно встретить название КСУ – комплектные станции управления. Преимущества по сравнению со сборными устройствами: Уменьшение стоимости за счет автоматизации сборки в промышленных условиях Повышение качества за счет заводского исполнения. Уменьшение размеров за счет специальной аппаратуры и удачной компоновки Уменьшение времени монтажа до 14 % и потребности в квалифицированной силе Удешевление строительства Повышение надежности и безопасности эксплуатации за счет специальной блокировочной системы легкость замены вышедшего из строя оборудования Упрощение проектирования. Конструктивное исполнение Обычно КРУ выполняется на 6 – 35 кВ. Состоит из металлического шкафа, разделенного на ячейки стальными листами: отсек сборных шин отсек выдвижного элемента отсек отпаек сборных шин отсек линейных шин Такая компоновка позволяет локализовать в пределах одного шкафа возможные повреждения при возникновении электрической дуги.
Отсек сборных шин. Устанавливаются сборные шины в пазах изоляционных опор. Отсек выдвижного элемента. Предназначен для размещения тележки с электромагнитным выключателем, штепсельным разъеденителем, ТН и другими силовыми элементами. Обычно выключатель присоединяетя к КРУ с помощью разъемных контактов.
|
|
|
Отсек отпаек сборных шин.
Отсек линейных шин. Размещаются линейные шины и отпайки, проходящие в отсек выключателя через втулки ТТ, которых в зависимости от схемы может быть до трех. Возможно установить заземляющее устройство, связанное с выключателем
. Релейный шкаф. Устанавливается защитная и сигнализационная аппаратура. В частности счетчик электроэнергии, блоки указательных реле и другая аппаратура по требованию заказчика. Конструктивные отличия КРУ обусловлены возможностью установки у стены. т.е. при одностороннем обслуживании экономится место. Но при необходимости ввода кабеля в помещение сверху или сзади приходится использовать ячейки с двухсторонним обслуживанием. Кроме того создаются ячейки с внутренними перегородками из: металла диэлектрика без перегородок Диэлектрик не позволяет дуге при к.з. фиксироваться на перегородке. Выключатели, используемые в КРУ являются самым ответственным элементом и ячейка может комплектоваться разными типами выключателей по требованию заказчика. Первоначально изоляционной средой были воздух и минеральное масло, затем вакуум и элегаз. На сегодня самым распространенным типом являются вакуумные выключатели. Перспективы развития КРУ 6 –35 кВ. Особенности конструкции КРУ в первую очередь определяются типм используемой электрической изоляции., т.к. именно среда определяет длину промежутков и габаритные размеры ячейки. В первых моделях КРУ применялся воздух как наиболее дешевая среда. В настоящее время воздух не обеспечивает необходимых габаритов и требуемого уровня безопасности и требует усовершенствования как введением диэлектрических барьеров,так и заменой другими типами сред и созданием герметизированных КРУ, особенно на повышенные напряжения. Для сравнения: ширина стандартной ячейки КРУ с воздухом на Uн=12 кВ составляет 1300 мм, а альтернативные ячейки имеют ширину от 600 до 400 мм. Усовершенствование изоляции производится путем введения диэлектрических барьеров. Определение оптимальных параметров в неоднородном поле возможно только с помощью эксперимента. При оптимизации соотношения между шириной барьера и расстоянием до электродов прочность промежутков увеличивается на 60-70%. В случае локальных областей повышенной напряженности эффективно применение диэлектрических покрытий, что в некоторых случаях приводит к увеличению электрической прочности на 100 %. Особенно эффективно наличие барьеров в резконеоднородном поле. Другой вариант решения проблемы сокращения промежутков — создание промежутка со слабонеоднородным полем типа промежутка между коаксиальными цилиндрами. Оптимальным вариантом размещения диэлектрика с точки зрения как эксплуатации (т.е. доступности элементов в/в конструкции для ревизии и ТО), так и развития разряда (не должно быть пути развития разряда в чисто газовом промежутке) является покрытие внутренней поверхности наружного электрода, являющегося, как правило, герметичной оболочкой. Конструкция одной из ячеек состоит из экранированных герметичных элементов стандартоного назначения: В, Р, соединенные отрезками герметичного токопровода. Внутренняя поверхность токопровода покыта полиуретановой пеной 10мм. Переход от одного класса напряжения к другому происходит при изменнении давления воздуха: 12 кВ – 0,12 Мпа, при более высоком напряжении — 0,2 Мпа. Следующим шаго проэктирования стало использование элегаза. Следует помнить, что для небольших напряжений повышение давления выше атмосферного нецелесообразно, так как повышаются масса и стоимость изделия а эффективность постепено снижатся. Наиболее рационально использовать элегаз при атмосферном давлении с небольшим избыточным значением (10-30 кПа) для предотвращения попадания воздуха. Сравнение ячеек по техническим критериям.
|
|
|
| Тип ячейки | Отношение номинальной мощости к V ячейки, МВт/м3 | Отношение номинальной мощости к S ячейки, МВт/м2 |
| CSIM возд. изоляция | 7,7 | 18,8 |
| ZV2 элегазовая | 17,5-52,5 | 38,5-115,5 |
Комплектная элегазовая ячейка РУ (КРУЭ), собираемая блоками в заводских условиях по выбранной схеме из стандартных элементов, показана на рис. 5.1.
|
|
|
