Отделители и короткозамыкатели. Конструкция, параметры, назначение.
Короткозамыкатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для создания искусственного КЗ в электрической цепи.Короткозамыкатели применяются в упрощенных схемах подстанций для того, чтобы обеспечить отключение поврежденного трансформатора после создания искусственного КЗ действием релейной защиты питающей линии. В установках 35 кВ необходимо применять два полюса короткозамыкателя для создания двухфазного КЗ, в установках 110 кВ и выше достаточно одного полюса.
П
ри
повреждении в трансформаторе релейной
защитой отключается выключатель Q2 и
подается импульс на привод короткозамыкателя
QN, который, включаясь, создает искусственное
КЗ. Релейная защита линии W1 срабатывает
и отключает выключатель Q1, после чего
автоматически отключается отделитель
QR. Транзитная линия должна остаться под
напряжением, поэтому после срабатывания
QR автоматически включается Q1. Пауза в
схеме АПВ должна быть согласована с
временем отключения QR, в противном
случае линия будет включена на
неустраненное повреждение в трансформаторе.
Чтобы исключить срабатывание QR
при отказе выключателей в линии, в цепи
QN устанавливают токовое
реле.
Конструкция короткозамыкателей аналогична разъединителю. Ножи, соединенные с заземленной шиной, приводятся в движение пружинным приводом при подаче импульса от релейной защиты и замыкаются на неподвижные контакты, находящиеся под напряжением. Время включения составляет 0,12—0,25 с. Отключение производится вручную.
Отделители серии ОД представляют собой обычный трехполюсный разъединитель, снабженный приводом для автоматического отключения обесточенной цепи. Время отключения достаточно велико — 0,4—0,5 с, что является недостатком конструкции.
Отделители предназначены для автоматического отключения цепи в бестоковую паузу и создания видимого разрыва этой цепи.
Отделители и короткозамыкатели открытой конструкции недостаточно надежно работают в неблагоприятных погодных условиях (мороз, гололед). В эксплуатации наблюдаются случаи их отказа в работе, поэтому применение их в настоящее время ограничено. Взамен этих конструкций разработаны отделители и короткозамыкатели с контактной системой, расположенной в закрытой камере, заполненной элегазом.
Основными параметрами отделителей являются:
1. Номинальное напряжение; наибольшее рабочее напряжение
2. Номинальный ток; 3. Ток электродинамической стойкости; 4. Ток термической стойки.
Короткозамыкатели выбираются по тем же условиям, однако не проверяются на ток нагрузки.
Измерительные та: Назначение, конструкция, принцип действия, режим работы, погрешности.
Трансформатор тока (ТА) – измерительный трансформатор, предназначенный для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов иреле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения
ТА
применяют для подключения амперметров,
фазометров, ваттметров, приборов релейной
защиты и электроавтоматики, счетчиков.
От их работы зависит точность учета
электрической энергии и измерения
электрических параметров, правильность
и надежность действия релейной защиты.
Трансформатор тока характеризуется номинальным коэффициентом трансформации
Коэффициент трансформации ТА не является строго постоянной величиной и может отличаться от номинального значения вследствие погрешности, обусловленной наличием тока намагничивания. Токовая погрешность определяется по выражению
Погрешность ТА зависит от его конструктивных особенностей, от вторичной нагрузки (сопротивление приборов, проводов, контактов) и от кратности первичного тока по отношению к номинальному. Увеличения нагрузки и кратности тока приводят к увеличению погрешности.
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.
ТА 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
ТА работает при следующих номинальных напряжениях: 0,66; 6; 10; 15; 20; 24; 27; 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750; 1150 кВ;
Номинальных токах: 1; 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50; 75; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 800; 1000; 1200; 1500 А и т.д.
Значения номинального вторичного тока приняты равными 5 и 1 А. При этом значение 1 А допускается только для ТА с номинальным первичным током до 4000 А. По согласованию с заказчиком допускается изготовление ТА с номинальным вторичным током 2 или 2,5 А.
Трансформаторы тока различаются: по роду установки – наружные, внутренние, встроенные, накладные; по способу установки – проходные, опорные; по конструкции первичной обмотки – одновитковые, многовитковые, шинные.
Одновитковые ТА применяются при номинальных первичных токах выше 400 А, т.к. при измерении малых токов они дают большие погрешности.
Выпускаются трансформаторы тока со вторичными обмотками типов Д (для дифференциальной защиты), 3 (для земляной защиты), Р (для прочих релейных защит).
Буквенные обозначения ТА расшифровываются следующим образом:
Т – трансформатор тока; способ установки: П - проходной, Ш – шинный и т.п.; изоляция: Л – литая, В – воздушная и т.п.; особенности конструкции первичной обмотки: К – катушечный, П – петлевой; особенности использования: З – для защиты от замыкания на землю, М – модернизированный, малогабаритный, маслонаполненный (последнее только для ТА наружной установки), Ч – повышенной частоты, С – специальный, Р – со вторичной обмоткой для релейной защиты.
Каскадные измерительные трансформаторы на 500, 750 и 1150 кВ сложны в изготовлении и дороги.На данные напряжения применяются оптико-электронные трансформаторы (ОЭТ). В них измеряемый сигнал (ток, напряжение) преобразуется в световой поток, который изменяется по определенному закону и передаетсяв приемное устройство, расположенное на заземленном элементе. ОЭТ позволяют контролировать не только ток, но и мощность установки, сопротивление на ее зажимах, а также моменты перехода мгновенных значений тока и напряжений через нулевое значение.
Токовые цепи измерительных приборов и реле имеют малое сопротивление, поэтому ТА нормально работает в режиме, близком к режиму КЗ. Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в магнитопроводе резко возрастет. 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 ТА при протекании тока в первичной обмотке. При необходимости замены измерительного прибора или реле предварительно замыкается накоротко вторичная обмотка ТА (или шунтируется обмотка реле, прибора).
Трансформаторы тока для внутренней установки до 35 кВ имеют литую эпоксидную изоляцию. Рассмотрим конструкцию ТА на примере ТФЗМ, выпускающегося для наружной установки.
1 — маслорасширитель; 2 — переключатель первичной обмотки; 3 — ввод Л2;4 — крышка;
5 — влагопоглотитель; 6 — ввод Л1; 7 — маслоуказатель; 8 — первичная обмотка;
9 — фарфоровая покрышка; 10 — магнитопровод со вторичнойобмоткой; 11 — масло;
12 — коробка выводов вторичных обмоток; 13 —цоколь;
В полом фарфоровом изоляторе, заполненном маслом, расположены обмотки и магнитопровод трансформатора. Конструктивно первичная и вторичная обмотки напоминают два звена цепи. Первичная обмотка состоит из двух секций, которые с помощью переключателя 2 могут быть соединены последовательно или параллельно, чем достигается изменение номинального коэффициента трансформации в отношении 1:2. На фарфоровой покрышке установлен металлический маслорасширитель 1, воспринимающий колебания уровня масла. Силикагелевый влагопоглотитель 5 предназначен для поглощения влаги наружного воздуха, с которым сообщается внутренняя полость маслорасширителя.Трансформаторы ТФЗМ имеют один магнитопровод с обмоткой класса 0,5 и два-три магнитопровода с обмотками для релейной защиты.
Встроенные трансформаторы тока применяются в установках35 кВ и более. В вводы высокого напряжения масляных выключателей и силовых трансформаторов встраиваются магнитопроводы со вторичными обмотками. Первичной обмоткой является токоведущий стержень ввода.Вторичные обмотки встроенных трансформаторовтока имеют отпайки, позволяющие регулировать коэффициенттрансформации в соответствии с первичным током.