Voolutrafode mõõtmine ahelates releekaitse ja automaatika jaoks

Elektrialajaamade toiteseadmed jagunevad organisatsiooniliselt kahte tüüpi seadmeteks:

1. toiteahelad, mille kaudu edastatakse kogu transporditava energia võimsus;

2. sekundaarsed seadmed, mis võimaldavad juhtida primaarahelas toimuvaid protsesse ja neid juhtida.

Toiteseadmed asuvad avatud aladel või suletud jaotusseadmetes ja sekundaarseadmed asuvad releepaneelidel, spetsiaalsetes kappides või eraldi lahtrites.

Vaheühendus, mis täidab info edastamise funktsiooni toiteploki ja mõõte-, juhtimis-, kaitse- ja kontrollorganite vahel, on mõõtetrafod. Nagu kõigil sellistel seadmetel, on neil kaks erineva pingeväärtusega külge:

1. kõrgepinge, mis vastab esimese ahela parameetritele;

2.madalpinge, mis võimaldab vähendada energiaseadmete mõju riski teeninduspersonalile ning juhtimis- ja seireseadmete loomise materjalide maksumust.

Omadussõna "mõõtmine" peegeldab nende elektriseadmete eesmärki, kuna need simuleerivad väga täpselt kõiki toiteseadmetes toimuvaid protsesse ja jagunevad trafodeks:

1. vool (CT);

2. pinge (VT).

Need töötavad vastavalt muundamise üldistele füüsikalistele põhimõtetele, kuid neil on erinev konstruktsioon ja primaarahelasse kaasamise meetodid.

Kuidas voolutrafod valmistatakse ja töötavad

Tööpõhimõtted ja seadmed

Disainis mõõtevoolutrafo primaarahelas voolavate suurte väärtustega voolude vektorväärtuste teisendamine proportsionaalselt vähendatud suuruseks ja samamoodi määratakse vektorite suunad sekundaarahelates.

Magnetahela seade

Struktuuriliselt koosnevad voolutrafod, nagu iga teinegi trafo, kahest isoleeritud mähisest, mis paiknevad ümber ühise magnetahela. See on valmistatud lamineeritud metallplaatidest, mis sulatatakse spetsiaalsete elektriteraste abil. Seda tehakse selleks, et vähendada magnettakistust mähiste ümber suletud ahelas ringlevate magnetvoogude teel ja vähendada kadusid pöörisvoolud.

Releekaitse- ja automaatikaskeemide voolutrafol võib olla mitte üks magnetsüdamik, vaid kaks, mis erinevad plaatide arvu ja kasutatud raua kogumahu poolest. Seda tehakse kahte tüüpi mähiste loomiseks, mis töötavad usaldusväärselt, kui:

1. Nominaalsed töötingimused;

2.või lühisvooludest põhjustatud oluliste ülekoormuste korral.

Esimest konstruktsiooni kasutatakse mõõtmiste tegemiseks ja teist kasutatakse kaitsete ühendamiseks, mis lülitavad välja tekkivad ebanormaalsed režiimid.

Rullide ja ühendusklemmide paigutus

Elektripaigaldise ahelas püsivaks tööks projekteeritud ja toodetud voolutrafode mähised vastavad voolu ohutu läbimise ja selle termilise efekti nõuetele. Seetõttu on need valmistatud vasest, terasest või alumiiniumist, mille ristlõikepindala välistab suurenenud kuumutamise.

Kuna primaarvool on alati suurem kui sekundaarvool, paistab selle mähis märkimisväärselt silma, nagu on näidatud alloleval fotol õige trafo puhul.

Vasakpoolsel ja keskmisel struktuuril pole üldse võimu. Selle asemel on korpuses ette nähtud ava, mida läbib toitejuhe või fikseeritud siin. Selliseid mudeleid kasutatakse reeglina elektripaigaldistes kuni 1000 volti.

Trafo mähiste klemmidel on alati fikseeritud kinnitus siinide ja juhtmete ühendamiseks poltide ja kruviklambrite abil. See on üks kriitilisi kohti, kus elektrikontakt võib katkeda, mis võib põhjustada kahjustusi või häirida mõõtesüsteemi täpset tööd. Töökontrolli käigus pööratakse alati tähelepanu selle kinnituse kvaliteedile primaar- ja sekundaarahelates.

Voolutrafo klemmid on tehases valmistamise ajal märgistatud ja märgistatud:

• L1 ja L2 primaarvoolu sisendiks ja väljundiks;

• I1 ja I2 — sekundaarne.

Need indeksid tähendavad pöörete mähise suunda üksteise suhtes ja mõjutavad toite- ja simuleeritud ahelate õiget ühendamist, vooluvektorite jaotumise omadust piki vooluahelat. Neile pööratakse tähelepanu trafode esmasel paigaldamisel või defektsete seadmete väljavahetamisel ning neid uuritakse isegi erinevate elektrikontrolli meetoditega nii enne seadmete kokkupanekut kui ka pärast paigaldamist.

Primaarahela W1 ja sekundaarahela W2 pöörete arv ei ole sama, kuid väga erinev. Kõrgepingevoolutrafodel on tavaliselt ainult üks sirge siini magnetahelas, mis toimib toitemähisena. Sekundaarmähisel on suurem pöörete arv, mis mõjutab teisendussuhet. Kasutamise hõlbustamiseks on see kirjutatud kahe mähise voolude nimiväärtuste murdosalise avaldisena.

Näiteks karbi tüübisildil olev kirje 600/5 tähendab, et trafo on ette nähtud ühendamiseks kõrgepingeseadmetega, mille nimivool on 600 amprit ja sekundaarahelas muundatakse ainult 5.

Iga mõõtevoolutrafo on ühendatud primaarvõrgu oma faasiga. Releekaitse- ja automaatikaseadmete sekundaarmähiste arvu suurendatakse tavaliselt eraldi kasutamiseks vooluahela südamikus järgmistel juhtudel:

• Mõõteriistad;

• üldine kaitse;

• rehv ja rehvikaitse.

See meetod välistab vähem kriitiliste ahelate mõju olulisematele, lihtsustab nende hooldust ja katsetamist tööpingel töötavatel seadmetel.

Selliste sekundaarmähiste klemmide tähistamiseks kasutatakse alguses tähistusi 1I1, 1I2, 1I3 ja otste jaoks 2I1, 2I2, 2I3.

Isolatsiooniseade

Iga voolutrafo mudel on loodud töötama primaarmähises teatud kõrgepingega. Mähiste ja korpuse vahel paiknev isolatsioonikiht peab oma klassi elektrivõrgu potentsiaalile pikka aega vastu pidama.

Kõrgepingevoolutrafode isolatsiooni välisküljel võib olenevalt otstarbest kasutada järgmist:

• portselanist laudlina;

• tihendatud epoksüvaigud;

• teatud tüüpi plastid.

Samadele materjalidele võib lisada trafopaberit või õli, et isoleerida mähiste sisemised juhtmete ristumiskohad ja kõrvaldada pöörd-pöörde rikked.

Täpsusklass TT

Ideaalis peaks trafo teoreetiliselt töötama täpselt ilma vigu tekitamata. Reaalsetes struktuurides läheb aga energiat kaotsi juhtmete sisemiseks soojendamiseks, magnettakistuse ületamiseks ja pöörisvoolude moodustamiseks.

Seetõttu on vähemalt veidi, kuid transformatsiooniprotsess on häiritud, mis mõjutab primaarsete vooluvektorite skaalal reprodutseerimise täpsust nende sekundaarsetest väärtustest koos ruumi orientatsiooni kõrvalekalletega. Kõigil voolutrafodel on teatav mõõtmisviga, mis normaliseeritakse protsendina absoluutvea ja nimiväärtuse suhtest amplituudis ja nurgas.

Täpsusklass voolutrafod väljendatakse arvväärtustega «0,2», «0,5», «1», «3», «5», «10».

Klassi 0.2 trafod töötavad kriitiliste laboratoorsete mõõtmiste jaoks.Klass 0,5 on mõeldud 1. taseme arvestite poolt ärilistel eesmärkidel kasutatavate voolude täpseks mõõtmiseks.

Voolumõõtmised 2. taseme releede ja juhtkontode tööks viiakse läbi klassis 1. Ajamite täiturmähised on ühendatud 10. täpsusklassi voolutrafodega. Need töötavad täpselt põhivõrgu lühisrežiimis.

TT lülitusahelad

Energeetikas kasutatakse peamiselt kolme- või neljajuhtmelisi elektriliine. Neid läbivate voolude juhtimiseks kasutatakse mõõtetrafode ühendamiseks erinevaid skeeme.

1. Elektriseadmed

Fotol on variant 10 kilovoldise kolmejuhtmelise toiteahela voolude mõõtmiseks kahe voolutrafo abil.

Siin on näha, et A- ja C-primaarfaasiühenduse siinid on poltidega kinnitatud voolutrafode klemmide külge ja sekundaarahelad on peidetud aia taha ja juhitakse eraldi kaablikimbust kaitsetorusse, mis juhitakse relee lahtrisse. vooluahelate ühendamiseks klemmiplokkidega.

Sama paigalduspõhimõte kehtib ka teistes skeemides. kõrgepingeseadmednagu on näidatud pildil 110 kV võrgu jaoks.

Siin paigaldatakse instrumenditrafode korpused kõrgusele, kasutades maandatud raudbetoonplatvormi, mis on nõutud ohutuseeskirjadega. Primaarmähiste ühendamine toitejuhtmetega toimub läbilõikena ja kõik sekundaarahelad tuuakse välja lähedalasuvas terminali ristmikuga karbis.

Sekundaarvooluahelate kaabliühendused on juhusliku välise mehaanilise mõju eest kaitstud metallkatete ja betoonplaatidega.

2.Sekundaarmähised

Nagu eespool märgitud, ühendatakse voolutrafode väljundjuhtmed töötamiseks mõõteseadmete või kaitseseadmetega. See mõjutab vooluringi kokkupanekut.

Kui igas faasis on vaja ampermeetrite abil juhtida koormusvoolu, siis kasutatakse klassikalist ühendusvõimalust - täistäheahelat.

Sellisel juhul näitab iga seade oma faasi praegust väärtust, võttes arvesse nende vahelist nurka. Automaatsalvestite kasutamine selles režiimis võimaldab kõige mugavamalt kuvada sinusoidide kuju ja koostada nende põhjal koormuse jaotuse vektorskeeme.

Sageli paigaldatakse 6 ÷ 10 kV väljuvatele toitejuhtmetele säästmiseks mitte kolm, vaid kaks mõõtevoolutrafot, kasutamata ühte faasi B. See juhtum on näidatud ülaltoodud fotol. Võimaldab ühendada ampermeetrid mittetäielikku täheahelasse.

Täiendava seadme voolude ümberjaotamise tõttu selgub, et kuvatakse faaside A ja C vektorsumma, mis on vastupidiselt suunatud faasi B vektorile võrgu sümmeetrilises koormusrežiimis.

Kahe mõõtevoolutrafo sisselülitamise juhtum liinivoolu jälgimiseks releega on näidatud alloleval fotol.

Skeem võimaldab täielikult kontrollida tasakaalustatud koormust ja kolmefaasilisi lühiseid. Kui tekib kahefaasiline lühis, eriti AB või BC, on sellise filtri tundlikkus tugevalt alahinnatud.

Ühine nulljärjestuse voolude jälgimise skeem luuakse mõõtevoolutrafode ühendamisel täistähtahelas ja juhtrelee mähisega kombineeritud nulljuhtmega.

Mähist läbiv vool tekib kolme faasivektori liitmisel. Sümmeetrilises režiimis on see tasakaalustatud ja ühefaasiliste või kahefaasiliste lühiste korral vabaneb relees tasakaalustamata komponent.

Mõõtevoolutrafode ja nende sekundaarahelate tööomadused

Operatiivne ümberlülitamine

Voolutrafo töötamise ajal tekib primaar- ja sekundaarmähises voolude poolt moodustatud magnetvoogude tasakaal, mille tulemusena on need suuruselt tasakaalustatud, vastassuunas suunatud ja kompenseerivad suletud ahelates tekkiva EMF-i mõju. .

Kui primaarmähis on avatud, lakkab vool seda läbimast ja kõik sekundaarahelad lihtsalt katkestatakse. Kuid sekundaarahelat ei saa avada, kui vool läbib primaarvoolu, vastasel juhul tekib sekundaarmähises oleva magnetvoo toimel elektromotoorjõud, mida ei kulutata madala takistusega suletud ahelas olevale voolule. , kuid seda kasutatakse ooterežiimis.

See toob kaasa avatud kontaktide suure potentsiaali ilmnemise, mis ulatub mitme kilovoldini ja võib purustada sekundaarahelate isolatsiooni, häirida seadmete tööd ja põhjustada teeninduspersonali elektrivigastusi.

Sel põhjusel toimuvad kõik lülitused voolutrafode sekundaarahelates rangelt määratletud tehnoloogia järgi ja alati järelevaatajate järelevalve all, ilma vooluahelaid katkestamata. Selleks kasutage:

• eritüüpi klemmiplokid, mis võimaldavad paigaldada täiendava lühise kasutusest kõrvaldatud sektsiooni katkestuse ajaks;

• vooluplokkide testimine lühikeste hüppajatega;

• spetsiaalne võtme disain.

Salvestid hädaolukorra protsesside jaoks

Mõõteseadmed jagunevad vastavalt kinnitusparameetrite tüübile:

• nominaalsed töötingimused;

• liigvoolu tekkimine süsteemis.

Salvestusseadmete tundlikud elemendid tajuvad otse proportsionaalselt sissetulevat signaali ja ka kuvavad seda. Kui praegune väärtus sisestatakse nende sisendisse moonutusega, lisatakse see viga näitude sisse.

Sel põhjusel ühendatakse avariivoolude, mitte nimivoolude mõõtmiseks mõeldud seadmed voolutrafo kaitse südamikuga, mitte mõõtmistega.

Mõõtepingetrafode seadme ja tööpõhimõtete kohta loe siit: Releekaitse ja automaatika ahelates pingetrafode mõõtmine