1.3.2. Измерительные аппараты

Для контроля состо­яния энергетических систем необходимо непрерыв­ное измерение тока и напряжения. Эту функцию выполняют измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Трансформаторы тока (ТТ) преобразуют из­меряемый ток в ток стандартного значения (1—5 А) и изолируют цепи измерений и релейной защиты от цепей высокого напряжения. Главное требова­ние к ТТ — малые погрешности в нормальном режиме и при коротких замыканиях.

Наиболее широко используются электромагнит­ные трансформаторы тока.

Существуют оптоэлектронные трансформаторы тока. Оптоэлектронный датчик тока выдает оптический сигнал, модулированный измеряемым током. По оптической линии связи сигнал передается на потенциал «земли», где расположен преобразова­тель светового сигнала в электрический. Выходной сигнал преобразователя подается на соответствую­щий усилитель.

Трансформаторы напряжения (ТН) преобразу­ют измеряемое напряжение в напряжение стандар­тного значения. Эти аппараты создают необходимую изоляцию измеряемой цепи от высокого напряжения.

В настоящее время разработаны и широко приме­няются измерительные устройства тока и напряже­ния, основанные на использовании эффекта Холла.

1.3.3. Ограничивающие аппараты

Различают аппа­раты ограничения тока (предохранители и реакто­ры) и аппараты ограничения перенапряжений (разрядники и ограничители перенапряжений).

Предохранители служат для защиты силовых трансформаторов, воздушных и кабельных линий, конденсаторов, электродвигателей и трансформа­торов напряжения. При наступлении недопусти­мой перегрузки или аварии сгорает плавкая вставка предохранителя и возникшая при этом дуга гаснет в дугогасительном устройстве.

Различают токоограничивающие предохраните­ли, в которых процесс отключения оканчивается раньше, чем ток достигнет максимального (устано­вившегося) значения (номинальное напряжение до 35 кВ), и выхлопные предохранители, в которых дуга гаснет при переходе тока через нуль (номи­нальное напряжение до 110 кВ).

Токоограничивающие реакторы представляют собой практически чисто индуктивные сопротивле­ния, включаемые последовательно с нагрузкой. В нормальном режиме падение напряжения на реак­торе не более 10% номинального напряжения U_ном. Остальная часть напряжения приложена к нагрузке. При коротком замыкании у потребителя через реактор протекает ток

,

где Хр – сопротивление реактора.

Для ограничения напряжения, появляющегося на АВН при коммутационных и атмосферных перенапряжениях, служат разрядники и ограничи­тели перенапряжения. Простейший трубчатый разрядник служит для ограничения перенапря­жений на линиях электропередачи и на подходах к подстанциям. Трубчатый разрядник состоит из разрядного промежутка и устройств гашения дуги. Трубчатые разрядники имеют крутую вольт-секундную характеристику, что де­лает их непригодными для защиты электрообору­дования подстанций, имеющего пологую вольт-секундную характеристику.

Вентильный разрядник состоит из иск­рового промежутка и столба нелинейных резисто­ров (дисков). При появлении перенапряжений сначала пробивается искровой промежуток и то нелинейному резистору протекает ток. На изоля­цию воздействует напряжение, появляющееся на нелинейном резисторе.

Ограничитель перенапряжений (ОПН) является нелинейным резистором с вы­сокой нелинейностью. Это устройство не имеет искровых промежутков и непосредственно присое­диняется параллельно защищаемому объекту. При рабочем напряжении ток через ОПН составляет миллиамперы. При перенапряжениях токи дости­гают сотен и тысяч ампер. Кратность коммутаци­онных перенапряжений не превышает 1,75; при грозовых перенапряжениях - 2,42.