2.6 Разрядники

Для защиты линейной изоляции от атмосферных перенапряжений применяются трубчатые разряд­ники, вентильные разрядники и ограничители перенапряжений (для защиты от атмосферных и коммутационных пере­напряжений).

Трубчатые разрядники выпускаются на номи­нальное напряжение от 3 до 110 кВ. Разрядники серии РВС (разрядник вентильный станционный) служат для защиты от атмосферных перенапряже­ний.

Для защиты от атмосферных и коммутационных перенапряжений применяются разрядники серии РВМК-ЗЗОП и РВМК-500П (разрядник вентиль­ный, с магнитным гашением дуги, комбинирован­ный, с повышенным напряжением гашения).

Разработаны и выпускаются разрядники для за­щиты установок постоянного тока с номинальным напряжением от единиц киловольт до 800 кВ.

2.7 Ограничители перенапряжений

Создание новых высоколинейных резисторов на базе оксидно-цинковых материалов позволило раз­работать ограничители перенапряжений (ОПН), выполняющих ту же функцию, что и вентильные разрядники. В отличие от вентильных разрядников ОПН не имеют искровых промежутков и присоеди­няются непосредственно к линии или защищаемому объекту. ОПН выпускаются на широ­кую гамму напряжений — от 0,04 кВ до 500 кВ.

2.8 Выбор разрядников и ограничителей напряжения Трубчатые разрядники

1. Номинальное напряжение разрядника Uном.разр должно соответствовать номинальному напряжению сети Uном.с:

Uном.разр≥Uном.с.

2. Токи короткого замыкания, возникающие при срабатывании разрядника, должны находиться в пределах токов, отключаемых разрядником.

3. Искровые промежутки S1и S2 берутся в соот­ветствии с данными справочников.

Вентильные разрядники и ограничители перенапряжения

1. Номинальное напряжение разрядника или ограничителя перенапряжения должно быть равно номинальному напряжению сети:

Uном ≥Uном.с.

2. Расстояние до защищаемого объекта в зависимости от номинального напряжения сети, схемы установки и типа разрядника выбирается в соответствии с ПУЭ.

Раздел 3. Измерительные трансформаторы

ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Лекция 8

3.1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ

ПАРАМЕТРЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ТОКА (ТТ)

НАЗНАЧЕНИЕ

Для измерения тока в установках высокого на­пряжения и изоляции измерительных приборов и устройств релейной защиты от высокого напряже­ния служат трансформаторы тока. Через первич­ную обмотку пропускают первичный ток, вторичная обмотка подключается к измерительным приборам и реле. Первичная обмотка изолирована от вторич­ной в соответствии с классом изоляции аппарата (на полное напряжение).

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

- первичный ток (действующее значение),А;

- вторичный ток (действующее значение),А;

- токовая погрешность, %;

- угловая погрешность, мин;

- номинальный коэффициент трансформации;

- номинальное напряжение трансформатора, кВ;

- номинальное число витков вторичной обмотки;

- намагничивающий ток (действующее значение),А;

- ЭДС вторичной обмотки, В;

- активное сопротивление вторичной обмотки в Т-образной схеме замещения, Ом;

- реактивное сопротивление рассеяния вторичной обмотки в Т-образной схеме замещения, Ом;

α – угол между ЭДС вторичной обмотки и вторичным током;

- угол потерь магнитопровода;

- активное сопротивление нагрузки, Ом;

- реактивное сопротивление нагрузки, Ом;

- сопротивление нагрузки, Ом;

- полное сопротивление вторичной цепи, Ом;

- первичный ток, приведенный к вторичной обмотке, А;

- ток намагничивания, приведенный к вторичной обмотке, А;

- ЭДС первичной обмотки, приведенная к вторичной обмотке, А;

- активное сопротивление первичной обмотки, приведенное к вторичной обмотке, Ом;

- реактивное сопротивление первичной обмотки, приведенное к вторичной обмотке, Ом;

- активное сопротивление ветви намагничивания, приведенное к вторичной обмотке, Ом;

- реактивное сопротивление ветви намагничивания, приведенное к вторичной обмотке, Ом;

- магнитный поток в сердечнике, Тл;

- напряжение на первичной обмотке, В;

- напряжение на вторичной обмотке, В.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

В соответствии с ГОСТ 7746-78 принято такое по­ложительное направление токов в обмотках, при ко­тором в случае отсутствия погрешности первичный и вторичный токи совпадают по фазе (рис. 3.1).

Токовая погрешность, %:

.

При небольшой токовой погрешности (не более 10%) и числе витков вторичной обмотки равным номинальному числу витков (w2=w2.ном.) можно написать

.

Если то уравнение токовой погреш­ности имеет вид:

.

Класс точности определяется токовой погрешностью при первичном токе , вторичной на­грузке (0,25-1)Z_2HOM и (классы 0,2-1) и (0,5-1)Z_2HOM и cosφ₂ = 0.8 (классы 3, 5, 10).

Угловая погрешность ТТ — угол между вектора­ми первичного и вторичного токов. Угловая погреш­ность выражается в минутах или сантирадианах и считается положительной, когда вектор вторичного тока опережает вектор первичного тока.

Угловая погрешность, мин:

.

Рис. 3.1. Схема включения ТТ (а), векторная диаграмма (б), условное положительное направление электрических величин (в), схема замещения ТТ (г)

Полная погрешность, %, в условиях установив­шегося режима — действующее значение разности между произведением номинального коэффициента трансформации на мгновенное значение вторичного тока и мгновенным значением первичного тока, от­несенное к действующему значению первичного то­ка и умноженное на 100;

где Т — период тока, с.

Токовой и угловой погрешностью пользуются при оценке работы ТТ в номинальном режиме (I1≤I_1ном). При коротких замыканиях в сети (I1>>I_1ном) пользуются полной погрешностью, кото­рая по существу есть отношение намагничивающего тока к первичному току .

.

Вторичная нагрузка ТТ — полное сопротивление внешней вторичной цепи в Омах с указанием коэф­фициента мощности ( и ). Вторичная на­грузка может характеризоваться также полной мощ­ностью в вольт-амперах при данном коэффициенте мощности и номинальном вторичном токе.

Номинальная вторичная нагрузка — вторичная нагрузка с коэффициентом мощности 0,8, при ко­торой трансформатору гарантируется класс точно­сти или предельная кратность.

Предельная кратность K5 или К10 — отношение первичного тока к его номинальному значению, при котором полная погрешность при заданной вторич­ной нагрузке не превышает соответственно 5 или 10%.

Номинальная предельная кратность К_5ном или К_10ном — гарантируемая ТТ предельная кратность при номинальной вторичной нагрузке. Кривые пре­дельной кратности приведены в каталогах на ТТ.

Ток термической стойкости — наибольшее дей­ствующее значение тока короткого замыкания за промежуток времени t_K, которое трансформатор то­ка выдерживает в течение этого промежутка време­ни без нагрева токоведущих частей до температур, превышающих допустимые при токах короткого замыкания; и без повреждений, препятствующих его дальнейший работе.

Для ТТ на номинальное напряжение =330 кВ термическая стойкость оценивается током односекундной или двухсекундной стойкости ( или ) или его отношением к номинальному току ( или ). Соответственно для ТТ на напряжения до 220 кВ включительно — током трехсекундной стойкости или отношением .

Ток электродинамической стойкости — наиболь­шее амплитудное значение тока короткого замыка­ния, которое ТТ выдерживает без повреждений, препятствующих его дальнейшей исправной работе.

Электродинамическая стойкость может быть за­дана отношением амплитуды ударного тока корот­кого замыкания сети i_у к амплитуде номинального тока

,

где — амплитуда первичного номинально­го тока.

Между токами электродинамической и термиче­ской стойкости должны выдерживаться соотноше­ния:

;

.

Точность работы защитного ТТ характеризуется полной погрешностью ε в % при номинальной на­грузке Z_2ном и номинальной предельной кратности. Полная погрешность ε не должна превышать 5 или 10% в зависимости от класса точности. При даль­нейшем росте первичного тока наблюдается резкое возрастание намагничивающего тока и полной по­грешности.

Термическая и электродинамическая стойкости должны обеспечиваться при замкнутой накоротко вторичной обмотке.

Трансформаторы тока по конструктивному офор­млению делятся на ТТ внутренней установки, рабо­тающие в закрытых распределительных устройст­вах и КРУ, и ТТ для наружной установки. В послед­нем случае они подвержены воздействию дождя, снега, загрязнению изоляции пылью из окружаю­щего воздуха, а также дополнительным механическим воздейст­виям ветра и тяжения проводов, которыми они при­соединяются к цепи.

Междувитковая изоляция вторичной обмотки должна выдерживать без пробоя в течение 1 мин на­пряжение, индуктируемое в обмотке при разомкну­тых ее выводах. Значение первичного тока равно номинальному в том случае, если напряжение на ра­зомкнутых выводах . Если при токе , то при испытаниях ус­танавливается первичный ток такого значения, что­бы .

Лекция 9