Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности

Угловая погрешность определяется как угол между векто­ рами первичного и приведенного вторичного токов. Она счита­ ется положительной, если повернутый на 180° вектор вторичного тока опережает вектор первичного тока. При росте индуктивно­ сти вторичной цепи угловая погрешность уменьшается. Токовая и угловая погрешности возрастают с увеличением сопротивле­ ния вторичной цепи, так как при этом растет напряжение на вторичной обмотке, что определяет рост намагничивающего тока. По величине погрешностей трансформаторы тока разде­ ляются на пять классов точности.

Классы точности, и погрешности трансформаторов тока

В распределительных устройствах применяют трансформа­ торы тока классов 0,5; 1; 3. Трансформаторы тока класса точ­ ности 0,5 используются для питания счетчиков энергии, по ко­ торым ведутся денежные расчеты, класса 1— для питания ват­ тметров, счетчиков, щитовых приборов, класса 3 — для питания реле защиты, аппаратов, управления, указывающих приборов.

Трансформаторы тока класса 10 специально не изготовля­ ются, но в этом классе допускается работа трансформаторов классов 1 и 3 при питании таких аппаратов, как вторичные реле прямого действия и оперативных цепей. Трансформаторы тока класса 0,2 применяются для точных лабораторных измерений.

Трансформаторы тока необходимого класса точности и кон­ структивного исполнения выбирают по следующим основным электрическим величинам: номинальному (максимальному) на­ пряжению Un (Umax) >номинальному первичному току Лн, опре­ деляющему номинальный коэффициент трансформации /щ/5; кратности максимального допустимого тока динамической стой­ кости /Сд, представляющей собой отношение амплитуды макси­ мального допустимого тока imах к амплитуде номинального пер­ вичного тока

V2 /1Н

кратности односекундного тока термической стойкости Кт, пред­ ставляющей собой отношение наибольшего допустимого дейст­ вующего значения односекундного тока /щ к номинальному пер­ вичному токД

(2.13)

81

в необходимом классе точности.

Иногда вместо /Сд и Кт завод-изготовитель трансформаторов тока указывает допустимые значения zmax и /()) (или /(4 )), при которых обеспечивается динамическая и термическая стойкость трансформатора тока.

Основная область работы трансформаторов тока, применяе­

защиты с большими кратностями аварийных токов могут быть допущены токовые погрешности до 10% и угловые до 7° В со­ ответствии с этим для трансформаторов тока, питающих реле, установлен еще один параметр— 10%-ная кратность, под кото­ рой понимается такая кратность первичного тока по отношению к /щ, при которой токовая погрешность достигает минус 10% при заданной вторичной нагрузке.

Например, для трансформатора тока ТПОЛ-35 с Un = 35 кВ, Лп= 400 А класса точности 1, /Сд = 250; /Ст= 80; 52н = 20 В-A и 10%-ная кратность равна 12.

Соответственно для трансформатора тока ТЛ-10УЗ с UH=

ческим параметрам исходя из следующих условий:

сопротивлениями приборов znp„6, соединительных проводов гпр0в и контактов гКОц. Отбрасывая индуктивное сопротивление прово­ дов ввиду его малости и принимая для упрощения вместо гео­ метрической суммы сопротивлений их арифметическую сумму, можно получить

So ~ 5 (znpn6 -f- гпров -фгкон).

Сопротивление контактов принимают обычно равным 0,1 Ом на все контактные цепи, величина 2прпб известна по данным приборов, сопротивление проводов определяется площадью се­ чения, материалом и расстоянием между трансформаторами тока и приборами.

Трансформаторы тока (рис. 2.23) имеют большое число ис­ полнений: проходные и опорные, опорно-проходные (по способ}

82

Рис. 2.23. Устройство трансформаторов тока:

монтажа), одновитковые и многовитковые (по числу витков первич­ ной обмотки), катушечные и шин­ ные (по способу выполнения пер­

в ввод выключателя или силового трансформатора и др.

Трансформаторы тока могут снабжаться одной или двумя вто­ ричными обмотками (каждая из ко­ торых имеет отдельный стальной сердечник), обеспечивающими раз­ ные классы точности.

Трансформаторы напряжения

По принципу устройства и кон­ струкции трансформаторы напря­ жения (рис.2.24) не отличаются от'

силовых трансформаторов небольшой мощности. Будучи нагру­ женными на вторичной стороне приборами с обмотками, имею­ щими большое сопротивление, трансформаторы напряжения

83

нормально работают в режиме, близком к холостому ходу. Ток в первичной обмотке трансформаторов напряжения за­

висит от нагрузки вторичной цепи, процесс намагничивания такой же, как и в обычном силовом трансформаторе. Трансфор­ маторы напряжения обычно изготовляют с такими числами витков Wi и w2 обмоток, чтобы при номинальном первичном напряжении вторичное линейное напряжение составляло 100 В

(фазное 100/ у г 3 В).

Отношение первичного номинального напряжения UiH ко вторичному U2ы представляет собой номинальный коэффициент

трансформации:

Пербичная цепь

причем области применения трансформаторов напряжения оп­ ределенных классов точности такие же, как для трансформато­ ров тока.

Классы точности и погрешности трансформаторов

Различают номинальную 5гн и максимальную S2max мощ­ ности трансформаторов напряжения. При нагрузке вторичной цепи, не превышающей номинальной мощности, трансформатор работает с погрешностями, не выходящими за пределы, которые соответствуют его классу точности. Номинальная мощность трансформатора напряжения при данном классе точности со­ ответствует нагрузке с коэффициентом мощности, равны 0,8.

84

Максимальная мощность характеризует допускаемую дли­ тельную нагрузку трансформатора по условиям нагрева и лежит вне всяких классов точности. Чем больше нагрузка трансфор­ матора напряжения S 2, тем больше его режим отклоняется от режима холостого хода, тем больше потери напряжения в пер­ вичной и вторичной обмотках, больше погрешности, меньше­ вторичное напряжение. Например, трансформатор напряжения НОМ-6 6000/100 В работает в классе точности 0,5 при мощности 50 В-А, в классе 1,0 — при 75 В-А, и в классе 3,0 — при 200 В-А. Максимальная же мощность этого трансформатора 400 В-А. Трансформатор напряжения необходимого класса точности и конструктивного исполнения выбирают по следующим электри­ ческим величинам, его характеризующим: номинальное Uin пер­ вичное напряжение и соответствующий коэффициент трансфор­ мации Uin/100; номинальная мощность S2H. Условия выбора: U1н~ £7раб! S2n ^ S 2. При определении S2 учитываются тольконагрузки приборов. Потерями в соединительных проводах пре­ небрегают, так как протекающий в них ток очень мал.

В СССР выпускаются однофазные трансформаторы напря­ жения на все стандартные напряжения от 0,5 до 500 кВ вклю­ чительно и трехфазные на напряжения от 0,5 до 20 кВ, причем на напряжение до 20 кВ трансформаторы изготавливают для внутренней, а свыше 20 кВ — для наружной установки.

Для измерений в цепях трехфазного тока применяют трех­

соединенных в открытый треугольник с высшей и низшей сто­ роны (рис. 2.25, б). В обоих случаях возможно измерение только линейных напряжений.

Для измерения напряжения фаз по отношению к земле- с целью контроля изоляции в трехфазных системах с незаземленной нейтралью применяют схемы по рис. 2.25, в, г. Перван из них содержит три однофазных трансформатора напряжения, соединенных в звезду, с заземленной нулевой точкой как со стороны высшего, так и со стороны низшего напряжений. Вольт­ метры V2 при отсутствии замыкания на землю показывают фаз­ ное напряжение. При замыкании на землю одной из фаз си­ стемы вольтметр V2 этой фазы покажет напряжение, близкое- к нулю, а два других вольтметра увеличат свои показания до значения, близкого к линейному напряжению.

Схема рис. 2.25, г содержит один трехфазный пятистержне­ вой трансформатор с двумя вторичными обмотками. Одна изних, соединенная в звезду с выведенной нулевой точкой, служит для измерения всех фазных и линейных напряжений и для контроля изоляции с помощью трех вольтметров.

При отсутствии замыкания на землю магнитный поток за­ мыкается только через основные три стержня. Ввиду симмет­ ричности трехфазной системы сумма магнитных потоков этих

85>

■стержней равна нулю. При замыкании на землю одной фазы появятся дополнительные потоки, но они не перегреют транс­ форматор, так как будут иметь возможность замыкаться не через воздух и кожух трансформатора, а через два боковых дополнительных стержня магнитопровода. Другая вторичная обмотка, так же как и первая, наложена на три основных магни­ топровода и соединена в открытый треугольник; к ее концам присоединяют реле для сигнализации о замыканиях на землю. Напряжение на концах этой обмотки нормально равно нулю,

Рис. 2.25. Включение трансформаторов напряжения:

а —трехфазного трехстержневого; б — комплекта из двух однофазных трансформаторов;

в— трех однофазных; г — трехфазного пятистержневого

апри замыкании одной из фаз сети на землю оно повышается и становится равным геометрической сумме напряжений двух неповрежденных фаз. Это приводит к срабатыванию реле, сиг­ нализирующего о неисправности. По фазным вольтметрам можно определить, в какой фазе произошло замыкание.

Для напряжений 0,5 кВ выпускают сухие трансформаторы напряжения с обмотками из изолированного провода, пропитан­ ного асфальтовым лаком, а для более высоких напряжений —

масляные (рис. 2.26, а, б). Для напряжений, начиная от 110 кВ и выше, выпускаются каскадные трансформаторы напряжения, состоящие из последовательно соединенных блоков, каждый из которых рассчитан на 110 кВ.

Каскадный трансформатор представляет собой делитель напряжения, состоящий из нескольких последовательно вклю­ ченных дросселей (рис. 2.26, в). Его включают между проводом линии и землей, и фазное напряжение £/ф равномерно распре-

86

.деляется между всеми катушками и витками. Дроссель, поме­ щаемый на выходе трансформатора и соединенный с землей, имеет вторичную обмотку, к которой и подключают измеритель­ ные приборы. Магнитопровод с обмотками установлен на сталь­ ном основании и закрыт фарфоровой покрышкой, наполненной трансформаторным маслом, над которой помещен маслорасши-

.ритель.

§ 12. Шинные конструкции распределительных устройств, токопроводы

В закрытых распределительных устройствах (РУ) в качестве токоведущих частей, соединяющих между собой аппараты 'главных цепей, и в качестве сборных шин применяют неизоли­

улучшаются условия их охлаждения. При установке шин плаш­ мя так, что они обращены к шинам соседней фазы ребром, увеличивается их динамическая стойкость.

Наибольшие размеры алюминиевых плоских шин, применяе­ мых в закрытых распределительных устройствах,— 120x10 мм.

■88