umm_7218

3.3. Содержание отчета

1.Эксплуатационная схема и схема главных электрических соединений РУ-3,3 кВ с обозначениями всех аппаратов.

2.Бланки оперативных переключений для вывода в ремонт высоковольтного оборудования по всем операциям п. 3.2. (п.п.3).

3.Эскиз и однолинейная схема ячейки фидера РУ-3,3 кВ учебной лаборатории с обозначением всех аппаратов.

4.Условное и буквенное обозначение, а также назначение электрических аппаратов записать в табл. 3.1.

31

Лабораторная работа 4

Исследование режимов работы и схем включения трансформаторов тока

Цель работы – изучить конструкции, принцип действия, характеристики и схемы соединения трансформаторов тока.

4.1. Краткие теоретические сведения

Трансформатор тока (ТТ) – аппарат, предназначенный для расширения пределов измерения измерительных приборов и для изоляции приборов и реле от высокого напряжения. Применение трансформаторов тока обеспечивает безопасность при работе с измерительными приборами и реле, поскольку цепи высокого и низкого напряжения разделены и изолированы. Трансформатор тока позволяет унифицировать конструкции измерительных приборов для номинального тока 5 А (реже 1 А или 2,5 А), что упрощает производство этих приборов и снижает их стоимость [4].

Первичная обмотка трансформатора тока, изображенная на рис. 4.1, включается последовательно в цепь измеряемого тока. Она имеет небольшое количество витков (может быть один виток) и выполняется проводником относительно большого сечения. Вторичная обмотка имеет большее количество витков, к ней подключают последовательно токовые обмотки приборов РА, реле КА, и токовая обмотка счетчика активной энергии PI показанные на рис. 4.1. Поскольку сопротивление трансформатора тока вместе с присоединенными к нему приборами очень мало, то оно никак не влияет на значение первичного тока.

Выводы первичной обмотки обозначают Л1 и Л2, вторичной – И1 и И2.

Трансформаторы тока характеризуются следующими параметрами [4]:

–первичный номинальный ток; шкала номинальных токов содержит значения от 1 А до 40000 А;

–вторичный номинальный ток (чаще всего 5 А);

–номинальный коэффициент трансформации трансформатора

тока КН, который равен отношению первичного номинального тока I1Н ко вторичному номинальному току I2Н : K H =I1H I 2H ;

32

–класс точности, представляющий погрешность трансформатора тока, выраженную в процентах, при первичном токе равном 100…120 %, стандартная шкала классов точности — 0,2; 0,5; 1; 3 и 10 %;

–номинальное сопротивление нагрузки вторичной обмотки RН рассчитывается через номинальную мощность трансформатора (В·А) для данного класса точности, при которой погрешность трансформатора тока не превышает значения, соответствующего этому классу;

–токовая погрешность трансформатора тока f (%), которая определяется выражением

где КН – номинальный коэффициент трансформации трансформатора тока;

I2 – вторичный ток трансформатора тока;

I1 – первичный ток трансформатора тока.

–угловая погрешность, которая представляет собой угол сдвига по фазе вторичного тока относительно первичного.

к TV

Рис. 4.1. Схема работы трансформатора тока

Принцип действия трансформатора тока заключается в следующем. Первичный ток I1, проходя по виткам первичной обмотки, создает в сердечнике магнитный поток Ф1. Под воздействием переменного магнитного потока в сердечнике по замкнутой цепи вторичной

33

обмотки начинает протекать ток I2, создающий противодействующий магнитный поток Ф2. В результате размагничивающего действия потока Ф2 в сердечнике устанавливается результирующий общий маг-

нитный поток Фо, равный Фо = Ф1 – Ф2.

Магнитный поток Фо наводит во вторичной обмотке электродвижущую силу Е2, под воздействием которой в цепи вторичной обмотки протекает ток I2. Разность магнитных потоков Ф1 и Ф2 не может быть равна нулю, так как в этом случае не будет тока I2 и магнитного потока Ф2.

Режим работы трансформатора тока отличается от режима работы силового трансформатора или трансформатора напряжения. При размыкании вторичной цепи силовой трансформатор или трансформатор напряжения переходит в режим холостого хода, что не представляет какой-либо опасности для этих трансформаторов, тогда как размыкание вторичной цепи трансформатора тока недопустимо. Это объясняется тем, что при разомкнутой вторичной цепи исчезает размагничивающее действие вторичного тока и весь первичный ток становится током намагничивания, в связи с чем во много раз возрастает магнитный поток и вторичная ЭДС – Е2.

Величина ЭДС на разомкнутой вторичной обмотке может достигать нескольких киловольт, что представляет опасность для обслуживающего персонала.

Описание конструкции трансформаторов тока и теоретические сведения приведены в [4].

На лабораторном стенде смонтированы трансформаторы тока типа ТОП-0,66 30/5 У3. Первичные цепи трансформаторов тока присоединены к клеммной сборке №1, на которой выполнены присоединения нагрузочного трансформатора (НТ) и измерительных приборов (амперметра и вольтметра). Вторичные цепи трансформаторов тока, источника питания вторичных цепей – ЛАТР и измерительные приборы для измерения вторичных токов присоединяются к клеммной сборке № 2.

4.2. Порядок выполнения работы

4.2.1. Изучение принципа действия трансформатора тока и конструктвное исполнение

1.В лаборатории рассмотреть различные типы трансформаторов тока и особенности применения.

2.Пояснить принцип действия трансформаторов тока, назначение и особенности применения.

34

4.2.2. Исследование влияния вторичной нагрузки на работу трансформатора тока

1. Собрать схему по рис. 4.2 для трансформатора тока ТА1.

Рис. 4.2. Схемы для изучения влияния вторичной нагрузки на работу трансформатора тока

2. Произвести замеры вторичного тока I2 при различных сопротивлениях нагрузки, включенной в цепь вторичной обмотки. В качестве нагрузки использовать реостат (или магазин сопротивлений) с сопротивлениями 0,5; 0,8; 1,2; 1,6; 3,3 Ом. Замеры производить при постоянном первичном токе, равном I1 =(0,9...0,95) I1H . Результаты опытов занести в табл. 4.1.

3.Для каждого значения тока I2 следует рассчитать коэффициент трансформации трансформатора тока и токовую погрешность по формуле (4.1).

4.Повторить п. 1-3 для трансформаторов ТА2, ТА3, ТА4.

35

5.Построить графики зависимости для всех трансформаторов тока

I 2 = f (RH ), KT = f (RH ), f = f (RH ) .

6.Сделать выводы о влиянии сопротивления нагрузки на рабо-

ту трансформатора тока и о состоянии испытываемых трансформаторов тока.

4.2.3. Исследование двухфазных схем соединения трансформатора тока

1. Собрать схему по рис. 4.3 с трансформаторами ТА1 и ТА2, где эти трансформаторы включены в неполную звезду. Записать значения вторичных токов при одном произвольном значении первичного тока.

РА3

РА4

РА5

РА2

НТ

Рис. 4.3. Схема исследования двухфазного соединения трансформаторов тока в неполную звезду

2.Обратить внимание на шкалу амперметров РА3, РА4, РА5, которые предназначены для включения во вторичную цепь трансформаторов тока с коэффициентом трансформации 30/5 (ТА1, ТА2)

3.Результаты опытов записать в табл. 4.3.

36

Таблица 4.2

Схемы исследования включений вторичных обмоток трансформаторов тока

Таблица 4.3

Результаты исследований различных включений вторичных обмоток трансформаторов тока

37

4.3. Содержание отчета

1.Цель работы.

2.Технические данные трансформаторов тока и измерительных приборов, используемых в опытах.

3.Измерительные схемы, данные опытов в таблицах, графики.

4.Выводы по каждому из опытов.

5.Ответы на вопросы (по индивидуальным заданиям).

6.Выводы.

Контрольные вопросы:

1.Укажите назначение и принцип действия трансформатора тока.

2.Перечислите погрешности трансформаторов тока и укажите, как они рассчитываются по нагрузочной характеристике.

3.Какие бывают режимы работы трансформатора тока?

4.Укажите отличия трансформаторов тока от силовых трансформаторов и трансформаторов напряжения.

5.Перечислите типы и конструкции ТА для различных РУ.

6.Приведите параметры трансформаторов тока.

38

Лабораторная работа 5

Быстродействующие выключатели тяговой подстанции постоянного тока

Цель работы – изучить конструкцию электромагнитных механизмов, основные принципы гашения дуги, конструкцию дугогасительных камер и других узлов быстродействующих выключателей (БВ) постоянного тока.

5.1. Краткие теоретические сведения

В учебной лаборатории «Тяговые подстанции» установлены БВ различного типа, в механизмах которых представлены основные принципы конструирования электромагнитных механизмов и дугогасительных устройств выключателей постоянного тока. В лаборатории установлены следующие БВ: выключатель ВАБ-28, выключатель АБ-2/4, выключатель ВАБ-43, ВАБ-49. Выключатели ВАБ-28 и АБ-2/4 не выпускаются промышленностью, но еще эксплуатируются на тяговых подстанциях, отдельные узлы их конструкции используются в современных выключателях, поэтому следует изучить их работу по [1]. В настоящее время выключатели ВАБ-43, ВАБ-49, ВАБ-206 являются основными используемыми аппаратами в РУ-3,3 кВ тяговых подстанций. Подробное описание конструкции и работы выключателей постоянного тока необходимо изучить по [3].

Выключатель ВАБ-28 имеет две пары рабочих контактов и, таким образом, создает два последовательных разрыва цепи 3300 В. На нем установлены две дугогасительные камеры продольно-щелевого типа. При использовании выключателя в качестве катодного отключение обратного тока происходит с помощью размагничивающего витка. Фидерный БВ ВАБ-28 отключается с помощью реле РДШ (реле – дифференциальный шунт).

Выключатель ВАБ-43 поляризованный, устанавливается по два БВ последовательно на фидер тяговой подстанции и по одному – на посту секционирования. Дугогасительная камера – продольнощелевая. Она имеет две секции, размещенные параллельно. Благодаря этому при ограниченных размерах камеры удается растянуть в ней дугу до двойной длины.

39

При профилактических испытаниях БВ на тяговых подстанциях производится настройка выключателей на ток отключения. Для настройки могут быть использованы прямой и косвенный методы.

Выключатель ВАБ-49 рассмотрим подробнее. ВАБ-49 разработан на основе выключателей ВАБ-28 и ВАБ-43, хотя имеет значительные конструктивные отличия. Выключатели ВАБ-49-Л устанавливаются последовательно по два на фидеры КС и на обходной выключатель. Буква Л обозначает, что выключатель устанавливается на линиях постоянного тока для защиты их от токов КЗ и недопустимых перегрузок. Выключатели ВАБ-49-К применяются в одиночном исполнении. Буква К означает, что выключатель устанавливается в качестве катодного на преобразователях переменного тока в постоянный для защиты от обратных токов. Все выключатели выпускаются на номинальное напряжение 3300 В, а наибольшее рабочее – 4100 В, предназначены для работы

врайонах с умеренным и холодным климатом, в закрытых отапливаемых помещениях [3].

Выключатель ВАБ-206

Выключатели ВАБ‒206 имеют меньшие габариты. Встроенное

вБВ реле тока используется для определения токов коротких замыканий и перегруза на защищаемой зоне, взамен РДШ на неполяризованных выключателях ВАБ‒28,ВАБ-49 или размагничивающего витка выключателя ВАБ‒43. Применение ВАБ‒206 снижает затраты времени на обслуживание за счет уменьшения количества выключателей на одно присоединение. ВАБ-206 может устанавливаться

вячейке с отдельно стоящим оборудованием взамен ранее стоящих БВ или выполняется на выкатном элементе. Модульная конструкция ячеек позволяет локализовать аварии внутри каждого отсека, за счет применения дуговой защиты. Автоматические шторки КРУ-3,3 имеют возможность запирания на замок, исключая доступ к токоведущим частям ячеек, находящимся под напряжением. Контактные соединения в ячейках не требуют обслуживания за счет применения

вметах стыковки высоковольтных шин и аппаратов тарельчатых пружин с нормированным давлением в течение всего срока эксплуатации. Одностороннее обслуживание ячеек КРУ позволяет сократить требуемые площади применения на 30%. Ячейки КРУ требуют минимального технического обслуживания: замену смазки на трущихся поверхностях, удаление пыли и загрязнений, конструкция ячеек из оцинкованной стали исключает возможность коррозии в течение всего срока эксплуатации.

40