Автоматическое регулирование напряжения

Переключатель числа витков устанавливается для того, чтобы обеспечивать изменение напряжения в линиях, соединённых с трансформатором. Совсем необязательно, что целью всегда будет поддержание постоянного вторичного напряжения на трансформаторе. Чаще всего падения напряжения происходят во внешней сети - особенно это проявляется для дальних и мощных нагрузок. Для поддержания номинального напряжения на дальних потребителях может потребоваться увеличение напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Система управления РПН относится к релейной защите и автоматике станции — переключатель числа витков всего лишь получает команды: повысить или понизить. Однако обычно функции согласования коэффициентов трансформации между различными трансформаторами внутри одной и той же станции относятся к системе РПН. При соединении трансформаторов в параллель их переключатели числа витков должны двигаться синхронно. Для этого один из трансформаторов выбирается ведущим, а другие — как ведомыми, их системы управления РПН следят за изменением коэффициента трансформатора ведущего трансформатора. Обычно синхронным переключением числа витков добиваются исключения токов циркуляции между обмотками параллельных трансформаторов (из-за разницы вторичных напряжений параллельных трансформаторов) хотя на практике в момент действия РПН циркуляционные токи всё же возникают из-за рассогласования при переключении, однако это допускается в определённых пределах.

Последовательные регулировочные трансформаторы (Вольтодобавочные трансформаторы)

Для регулирования коэффициента трансформации мощных трансформаторов и автотрансформаторов иногда применяют регулировочные трансформаторы (вольтодобавочные), которые подключаются последовательно с трансформатором и позволяют менять как напряжение, так и фазу напряжения. В силу сложности и более высокой стоимости регулировочных трансформаторов, такой способ регулирования применяется гораздо реже.

2. Перегрузочная способность силового трансформатора, проверка трансформатора по перегрузочной способности.

3. Практическое задание.

4. Задача.

Билет №19

1. Способы гашения дуги в электрических аппаратах низкого и высокого напряжения. Принцип работы воздушных и вакуумных силовых выключателей.

2. Системы оперативного тока: переменный ток.

Переменный оперативный ток

а) Источники переменного оперативного тока

Источниками переменного оперативного тока для релейной защиты являются в основном трансформаторы тока, а для автоматики и частично для релейной защиты — трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд подстанций [Л. 15, 20—22, 23, 28, 52—54]. Трансформаторы тока являются самым надежным источником оперативного тока. При питании оперативных цепей от трансформаторов тока оперативным током является ток короткого замыкания, проходящий по его вторичной обмотке. Величина этого тока при правильно выбранных параметрах всегда обеспечивает надежное действие защиты и отключение выключателя.

Трансформаторы напряжения не могут служить источником оперативного тока для непосредственного питания защиты от коротких замыканий, поскольку при коротких замыканиях напряжение снижается и может оказаться недостаточным для отключения выключателя. Поэтому трансформаторы напряжения используются как источники оперативного тока для защиты от однофазных замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью, когда ток замыкания на землю мал, а междуфазные напряжения имеют нормальную величину, а также для питания цепей газовой защиты трансформаторов, когда при некоторых видах внутренних повреждений ток короткого замыкания может иметь недостаточную величину для отключения выключателя, а напряжение оставаться достаточно высоким. Кроме того, трансформаторы напряжения могут использоваться как источник питания зарядных устройств. Для выполнения релейной защиты линий, трансформаторов, генераторов и другого оборудования на переменном оперативном токе применяется несколько способов. Первый способ состоит в использовании реле прямого действия типов РТМ, РТВ, РНМ, РНВ (см. гл. 3). Воспринимающие органы этих реле питаются от трансформаторов тока и напряжения, а исполнительные органы действуют непосредственно на отключение выключателей без посредства оперативного тока. С помощью реле прямого действия выполняются максимальные токовые защиты с зависимой характеристикой времени срабатывания и токовые отсечки мгновенного действия (см. гл. 7), а также защита минимального напряжения. При выполнении указанных защит этому способу следует отдавать предпочтение как наиболее простому и экономичному. Второй способ состоит в питании реле и отключающих катушек выключателей переменным током непосредственно от трансформаторов тока и напряжения. Этот способ применяется с использованием реле косвенного действия типов РТ-85, РТ-86, РТ-95, ЭВ-215, ЭВ-245, РВМ-12, РВМ-13, РП-321, РП-341 (см. гл. 3), выпускаемых специально для работы на переменном оперативном токе. Применение указанных реле обеспечивает возможность выполнения не только максимальных токовых защит, но также направленных, дифференциальных и других сложных защит. Третий способ состоит в том, что получаемый от тех же источников переменный оперативный ток выпрямляется специальными выпрямительными устройствами (блоками питания) и питание реле и отключающих катушек выключателей производится постоянным (выпрямленным) током, так же как от аккумуляторной батареи. Этот способ обеспечивает выполнение практически всех видов защиты и автоматики. Четвертый способ состоит в том, что питание отключающих катушек выключателей производится от специальных устройств, которые в нормальном режиме запасают энергию путем заряда конденсаторов. При срабатывании защиты энергия, запасенная в предварительно заряженных конденсаторах, используется для работы отключающих катушек выключателей. В ряде случаев возможно комбинированное применение двух или трех из указанных способов, если при этом обеспечивается наилучшее решение. б) Схемы питания переменным оперативным током непосредственно от трансформаторов тока

На рис. 4-4 приведена схема питания отключающей катушки выключателя от трансформаторов тока через промежуточный насыщающийся трансформатор ПНТ.

Промежуточные трансформаторы выполняются со специальной характеристикой, приведенной на рис. 4-5. Из этой характеристики, показывающей зависимость вторичного тока от первичного, видно, что начиная с первичного тока 40—50 А вторичный ток составляет 8—13 А и при увеличении первичного тока до 100 А остается почти неизменным. Трансформатор с такой характеристикой называется насыщающимся. Таким образом, насыщающийся трансформатор ограничивает величину тока, что дает возможность использовать для выполнения защиты реле с обычными контактами, не рассчитанными на замыкание и размыкание больших токов (реле РТ-40, РТ-81 и др.).

На рис. 4-6 показана простейшая схема с дешунтированием отключающей катушки выключателя, питаемой непосредственно от трансфор матора тока. В нормальном режиме отключающая катушка КО зашунтирована размыкающим контактом реле Т. Поэтому вторичный ток трансформатора тока ТТ (ток нагрузки) проходит только через обмотку реле. При возникновении короткого замыкания реле Т срабатывает и, размыкая контакт, дешунтирует отключающую катушку. В результате вторичный ток трансформатора тока (теперь ток короткого замыкания) будет проходить через последовательно соединенные обмотку реле и отключающую катушку, которая при этом производит отключение выключателя.

Достоинством такой схемы является ее простота. Однако область ее применения ограничена величинами токов во вторичных цепях трансформаторов тока, которые могут дешунтировать контакты обычных реле. В такой схеме контакты реле быстро подгорают, вследствие чего ухудшается или даже нарушается электрическая цепь через контакт реле. При этом вторичный ток трансформатора тока начинает замыкаться через отключающую катушку в нормальном режиме, что может привести к отключению выключателя при отсутствии повреждения, так как для обеспечения надежного действия отключающая катушка всегда имеет ток срабатывания меньше, чем реле защиты. Кроме того, при нарушении электрической цепи на контактах реле вторичные обмотки трансформаторов тока оказываются нагруженными не только реле, но и отключающей катушкой, имеющей значительное потребление. Поскольку на такой режим работы трансформаторы тока не рассчитаны, они будут работать с большой погрешностью, т. е. будут давать вторичный ток значительно меньший, чем при допустимой нагрузке. В результате этого защита с зависимой характеристикой времени срабатывания будет работать с большей выдержкой времени, чем это было предусмотрено, что может послужить причиной неселективного действия.