Введение

В обеспечении функционирования различных устройств релейной защиты и автоматики (РЗиА), применяемых в электроэнергетических системах (ЭЭС), большая роль отводится первичным измерительным преобразователям тока и напряжения. Ими являются, главным образом, измерительные трансформаторы тока (ТТ) и измерительные трансформаторы напряжения (ТН).

В релейной защите (РЗ) измерительные преобразователи напряжения предназначаются для передачи информации о напряжении на защищаемом элементе электрической сети в измерительные органы защиты (во входные цепи реле напряжения, реле сопротивления, реле частоты, реле направления мощности, реле контроля фаз и др.).

Измерительные ТН, как и измерительные ТТ, обеспечивают гальваническую развязку входных цепей устройств РЗ от цепей высокого напряжения защищаемого элемента, что облегчает обслуживание устройств РЗиА и обеспечивает персоналу безопасную работу. Кроме того, в отдельных случаях могут выполнять функции источника оперативного напряжения.

Первичные измерительные преобразователи напряжения имеют ряд исполнений. Основными их разновидностями являются электромагнитные (наиболее часто употребляемые) и емкостные ТН. Для питания цепей устройств РЗ используются однофазные и трехфазные ТН. Последние могут быть трехстержневыми и пятистержневыми. Конструктивное выполнение измерительных трансформаторов напряжения во многом зависит от класса напряжения сети, в которой предусматривается их работа. Так в сетях 220 кВ и 330кВ используются электромагнитные ТН каскадного типа. Такая конструкция ТН позволяет уменьшить его габариты и повысить надежность работы.

Как и к измерительным ТТ, к измерительным ТН предъявляют определенные требования по точности их работы, - измерительные ТН должны иметь минимальные погрешности по напряжению и по углу, а также ТН должны минимально привносить во вторичное напряжение высшие гармоники.

Кроме первичных измерительных преобразователей напряжения в устройствах РЗиА находят широкое применение, так называемые, трансформаторные реакторы (трансреакторы, TAV), которые могут выполнять ряд функций:

- являясь передаточным звеном между вторичной обмоткой измерительного ТТ и входной цепью полупроводникового токового реле, трансреактор преобразует вторичный ток трансформатора тока в пропорциональное ему напряжение, необходимое для управления работой полупроводникового реле;

- трансреактор может производить геометрическое сложение (вычитание) двух вторичных токов разных фаз, обеспечивая на выходе напряжение, пропорциональное геометрической сумме (разности) фазных вторичных токов;

- в некоторых реле (РТФ-6М, КРС-2, РМОП-2 и др.) трансреактор позволяет в некоторых пределах изменять (регулировать) угол сдвига фаз между выходным напряжением и входным током, что необходимо для правильного функционирования данных реле;

- в отдельных релейных защитах (дифференциальная защита) трансреакторы обеспечивают сложение (вычитание) вторичных токов одной фазы, обеспечивая селективность работы данной защиты;

- в отдельных случаях для улучшения технических характеристик защиты (ДЗТ-20) используется дифференцирующее свойство трансреактора.

В настоящем учебном пособии изложены общие принципы устройства и функционирования измерительных трансформаторов напряжения и трансреакторов, приведены общие технические параметры и погрешности в работе ТН. Рассмотрены наиболее применяемые схемы соединения обмоток ТН и реле. В параграфе «Трансреакторы» помимо общих принципов приведены упрощенные реальные схемы входных цепей различных реле с трансреакторами.