Меню

Прогрузка трансформаторов тока от постороннего источника



Прогруз дифзащиты АТ, Т от постороннего источника

Тема сходна с приведенной на странице Проверка токовых цепей от постороннего источника. Тема та же, но пути решения другие.

Иногда при обслуживании защит силового трансформатора возникает необходимость прогрузки токовых цепей дифзащиты трансформатора. Причины бывают разные:

  • замена комплекта выносных ТТ;
  • замена кабеля токовых цепей;
  • ввод в работу нового автотрансформатора;
  • сомнения в правильности сборки слабо нагруженных обмоток НН ДЗТ.

Прогрузку выполняют в следующей последовательности. На одной из сторон закорачивают фазные обмотки. Это может быть переносное заземление, или стационарные заземляющие ножи. На другую обмотку подается пониженное напряжение. Для этого достаточно напряжения 0,4 кВ. Напряжение подается толчком, через защитный аппарат. Главное условие прогрузки при сборке в треугольник обмоток ТТ или силового трансформатора, это соблюдение прямого чередования фаз при подключении постороннего источника к вводам АТ. Несоблюдение этого условия приводит к изменению группы соединения, и фазному сдвигу токов. На вновь вводимом трехобмоточном трансформаторе, достаточно выполнить две прогрузки из трех, в любом сочетании.

  1. Основные положения.
    1. Расчет токов прогрузки выполнен для среднего положения РПН, ПБВ соответствующего номинальным напряжениям.
    2. Можно выполнять расчет для конкретных положений РПН, ПБВ, но на практике такая точность не требуется.
    3. Расчет выполнен в именованных единицах и применим для любых схем прогрузки.
    4. Чем меньше класс напряжения АТ(Т) выбирают для подачи напряжения, тем выше ток от постороннего источника.
    5. Мощность постороннего источника должна быть достаточной для прогрузки.
    6. Закоротку следует устанавливать таким образом, что бы закоротить фазную обмотку, т.е. при установке закоротки на стороне с группой соединения «Y-о» закоротку следует заземлить, например включением стационарного заземления. Однако для уменьшения токов прогрузки трехфазную закоротку можно не заземлять, тогда ток прогрузки уменьшается в 0,85 раза.
  2. Исходные данные для расчета.
    1. Номинальная мощность Sном
    2. Номинальные первичные напряжения Uном всех сторон АТ(Т)
    3. Коэффициенты ТТ Ктт
    4. Схема соединения ТТ Ксх=1, для схемы соединения Y,
    5. Ксх=1,73 для схемы соединения ?;
    6. Напряжение короткого замыкания Uк %
    7. Напряжение прогрузочного устройства U постор. ист.
    8. При наличии реактора его сопротивление Хр
  3. Порядок расчета.

Расчет основан на использовании закона Ома, и опыта короткого замыкания.
Сначала вспомним, как из опыта короткого замыкания определяется напряжение короткого замыкания Uк %. Путем подачи напряжения с одной стороны трансформатора при закороченных обмотках с другой стороны замеряется ток. Плавно поднимая напряжение источника добиваются номинального тока обмотки (обмоток). Полученное напряжение Uкз (В) фиксируется. Отношение напряжения КЗ к номинальному напряжению данной стороны трансформатора в процентах, называется напряжением короткого замыкания Uк %.
(1)
Этот параметр характеризует сопротивление трансформатора и выдается заводом изготовителем в паспортных данных.
Из (1) определяем напряжение короткого замыкания данного трансформатора в вольтах.
(2)
Uном * — номинальное напряжение стороны, куда подается напряжение при прогрузке. Получаем напряжение короткого замыкания в вольтах, при котором токи достигают номинальных величин.
По закону Ома, сопротивление трансформатора:
(3)
При достижении тока КЗ до номинального Iкз= I ном.тр-ра подставляем в (3) следующие выражения:
и
получаем выражение для расчета сопротивления трансформатора:
(4)
Это универсальная формула для расчета сопротивления любого трансформатора (АТ). Следует учитывать, что сопротивление трансформатора зависит от класса напряжения, по которому ведется расчет. Подставили в формулу напряжение высокой стороны, а Uк в-н, получили сопротивление трансформатора приведенное к высокой стороне. Подставили напряжение низкой стороны, напряжение короткого замыкания то же самое, получили сопротивление приведенное к низкой стороне. Если взять отношение сопротивлений НН к ВН применив равенство (4), справедливо такое отношение:

где Хнн, Хвн сопротивление обмоток трансформатора приведенное к низкой и высокой стороне.
Запишем уравнение в таком виде:
(5)
Получаем коэффициент пересчета сопротивления трансформатора, равное отношению напряжений в квадрате.
Для определения тока прогрузки остается применить универсальный закон Ома:
(6)
где Х цепи кз. = Хтр.+ Х реактора (или ВДТ и т.д.) — общее сопротивление всей цепи прогрузки.
Если в прогрузке участвует только силовой трансформатор, Х цепи кз.= Хтр., выражение (6) приобретает вид:
(7)
Выражения (6), (7) позволяют определить ток прогрузки со стороны, откуда подано напряжение постороннего источника. Ток со стороны закоротки определяется через коэффициент силового трансформатора.

  1. Пример расчета в именованных единицах

Требуется определить вторичные токи прогрузки дифзащит трансформатора (ДЗТ) и ошиновки (ДЗО) 10 кВ силового автотрансформатора АТДЦТН-200000/220/110/10, оборудованного реактором по низкой стороне.
Исходные данные:
Sном= 200мВА
Uвн= 230кВ, Uсн= 121кВ, Uнн= 10,5кВ
Uк,в-с= 10 %, Uк,в-н= 32,1 %, Uк,с-н= 20,2 %
Реактор РБГ 10-1000-0,35 установлен на стороне низкого напряжения
Хр=0,35 Ом
коэффициенты ТТ дифзащиты АТ:
= 1000 (треугольник, Ксх=1,73)
= 1500 (треугольник, Ксх=1,73)
= 1200 (звезда, Ксх=1)
коэффициенты ТТ дифзащиты ошиновки 10,5кВ.:
встроенные Ктт.= 1200 (звезда, Ксх=1)
выносные Ктт.= 300 (звезда, Ксх=1)
U постор. ист.=400В
Считаем что закоротка установлена по стороне 10,5 кВ за реактором, напряжение прогрузки подаем на обмотку 121 кВ.
Из уравнения (4) считаем сопротивление обмоток АТ между средней и низкой стороной и приведенное к средней стороне:

Из уравнения (5) приводим сопротивление реактора со стороны 10 кВ к стороне 110 кВ:

По уравнению (6) определяем первичный ток по стороне 121 кВ:
,
Вторичный ток ДЗТ:
.
Что бы ”поймать ” ВАФом такой ток, можно на контрольную крышку ДЗТ, стороны 110 кВ намотать по 3-5 витка в каждую фазу.
Определим первичный ток стороны 10,5 кВ:

Читайте также:  Переменный электрический ток это тест стоматология

Рассчитаем вторичный ток ДЗТ:

Вторичные токи дифзащиты ошиновки будут следующие:

Источник

Проверка трансформатора тока

Устройства для пропорционального преобразования переменного тока до значений, безопасных для его измерений, называют трансформаторами тока.

Такие трансформаторы находят широкое применение в сфере электроснабжения и электроэнергетике и изготавливаются в различных конструктивных исполнениях, — от небольших моделей, размещаемых непосредственно на электронных платах, до сооружений внушительных размеров, устанавливаемых на специальные строительные конструкции.

Проверка ТТ проводится с целью выявления его работоспособности, при этом не производится оценка метрологических характеристик, которые определяют класс точности и сдвига фаз между вектором первичного и вторичного токов.

Перечень возможных неисправностей

Ниже приведены наиболее распространённые причины неисправностей ТТ:

  • механические повреждения магнитопровода;
  • повреждения изоляции корпуса;
  • механические повреждения обмоток:
  • обрывы обмоток;
  • снижение изоляции проводников обмотки, создающее межвитковые замыкания;
  • механический износ выводов обмотки и контактов.

Методы проверок

Для оценки работоспособности трансформатора проводится внешний визуальный осмотр и проверка электрических характеристик.

Внешний визуальный осмотр

С него начинается каждая проверка, и она позволяет оценить:

  • состояние внешних поверхностей деталей;
  • наличие сколов и трещин на изоляции;
  • состояние клеммных или болтовых соединений;
  • наличие видимых дефектов.

Проверка изоляции

Испытания изоляции

В случае установки в составе высоковольтного оборудования трансформатор тока смонтирован в линии нагрузки, при этом он входит в линию конструктивно, и в таком случае испытания изоляции проводятся при проведении совместных высоковольтных испытаний отходящей линии сотрудниками службы изоляции. По результатам проведенных испытаний оборудование может быть допущено в эксплуатацию.

Проверка состояния изоляции

Для проведения измерения сопротивления изоляции следует использовать мегомметр с Uвых соответствующий требованиям техдокументации на ТТ. Для большинства существующих высоковольтных устройств проверку сопротивления изоляции следует проводить прибором с Uвых в 1 Кв.

Мегомметром проводят измерения сопротивление изоляции между:

  • корпусом и обмотками (каждой из обмоток);
  • каждой из обмоток и всеми остальными.

К эксплуатации могут быть допущены собранные токовые цепи с величиной сопротивления изоляции не менее 1 мОм.

Оценка работоспособности трансформатора тока

1. Прямой метод проверки

Прямая проверка — наиболее проверенный способ, также называемый проверкой схемы под нагрузкой.

Для проведения следует использовать штатную цепь включения трансформатора в цепи первичного и вторичного оборудования или же, собрать новую цепь для проверки, при которой ток величиной от 20 до 100 % от номинальной величины проходит по первичной обмотке трансформатора и замеряется во вторичной.

Численное значение замеренного первичного тока нужно разделить на численное значение замеренного тока вторичной обмотки. Полученное значение и будет коэффициентом трансформации, которое следует сравнить с паспортным значением, что позволит судить об исправности трансформатора.

Трансформатор тока может содержать не одну, а несколько вторичных обмоток. До начала испытаний все обмотки должны быть надежно подключены к нагрузке или же закорочены. В противном случае, в разомкнутой вторичной обмотке, при условии появлении тока в первичной обмотке, возникнет напряжение в несколько КВ, опасное для жизни человека и могущее привести к повреждению оборудования.

Магнитопроводы большинства высоковольтных трансформаторов тока нуждаются в заземлении. Для этого в их конструкции предусмотрена специальная клемма, которая маркируется буквой “З”.

На практике очень часто возникают какие-либо ограничения по проверке трансформаторов под нагрузкой, обусловленные особенностями эксплуатации и безопасности испытаний. В связи с этим часто используются иные способы проверки.

2. Косвенные методы

Каждый из перечисленных ниже способов проверки может предоставить лишь частичную информации о состоянии трансформаторов. Поэтому эти способы необходимо применять в комплексе.

Определение правильности маркировки выводов обмоток

Целостность обмоток ТТ и их выводов следует определять замером их активных сопротивлений с проверкой или последующим нанесением маркировки.

Определение начала и конца каждой из обмоток следует проводить способом, позволяющим установить полярность.

Проверка полярности выводов обмоток.

Для проведения испытаний к вторичной обмотке присоединить амперметр или вольтметр магнитоэлектрического типа с определенной полярностью на его выводах.

Определение полярности выводов обмоток

Рекомендуется использовать прибор с нулем посередине шкалы, однако, допускается использовать и с нулем, расположенным в начале шкалы.

Все остальные вторичные обмотки трансформатора необходимо, из соображений безопасности, зашунтировать.

К первичной обмотке ТТ необходимо подключить источник постоянного тока, затем последовательно подключить к нему сопротивление для ограничения тока разряда. Достаточно использовать обыкновенный элемент питания (батарейку) с лампочкой накаливания. Вместо выключателя можно просто коснуться проводом от лампочки клеммы первичной обмотки ТТ и затем отвести его.

При совпадении полярности стрелка сдвинется вправо и возвратится назад. Если прибор подключен с обратной полярностью, то стрелка будет сдвигаться влево.

При отключении питания у однополярных обмоток стрелка сдвигается толчком влево, а в противном случае – толчком вправо.

Таким же образом следует проверить полярность подключения других обмоток трансформатора.

Снятие характеристики намагничивания.

Зависимость напряжения на клеммах вторичных обмоток от протекающего по ним тока намагничивания называется вольт-амперной характеристикой, сокращенно ВАХ. Она свидетельствует о правильности работы обмотки и магнитопровода, позволяет оценить их исправность.

Для того, чтобы исключить влияние помех со стороны расположенного рядом силового оборудования, характеристику ВАХ следует снимать, предварительно разомкнув цепь первичной обмотки.

Для построения характеристики ВАХ необходимо пропускать переменный ток различных величин через обмотку ТТ и измерять напряжение на входе обмотки. Такие испытания можно проводить любым лабораторным стендом с блоком питания, имеющим выходную мощность, позволяющую нагружать обмотку до насыщения магнитопровода трансформатора, при котором кривая насыщения обратится в горизонтальное положение.

Полученные по замерам данные нужно занести в таблицу протокола. По табличным данным строятся графики ВАХ.

Читайте также:  Определение ампера через силу взаимодействия проводников с токами

Перед началом проведения замеров и после их окончания следует в обязательном порядке производить размагничивание магнитопровода методом нескольких постепенных увеличений тока в обмотке и последующим снижением тока до нуля.

Важно

Для измерения значений токов и напряжений следует использовать приборы электромагнитной или электродинамической систем, которые могут воспринимать действующие значения тока и напряжения.

Наличие в обмотке короткозамкнутых витков уменьшает величину выходного напряжения в обмотке и снижает крутизну ВАХ. В связи с этим, при первом использовании исправного ТТ необходимо сделать замеры и построить график ВАХ, а при последующих проверках ТТ через определенное нормативами время следует контролируют состояние выходных параметров.

Источник

15-12. Проверка защиты первичным током от постороннего источника

а) Назначение и способы проверки

Проверка производится при подаче тока непосредственно в первичные обмотки трансформаторов тока. Эта проверка, наиболее полно соответствующая действительности, производится при новом включении и других проверках, когда отключались токовые цепи и необходимо убедиться в их исправности и правильности подключения. Проверка первичным током является окончательной и производится после того, как завершены все работы на панели защиты и подключены все токовые цепи. Для того чтобы не нарушить токовые цепи, измерение производится с помощью специальных токоизмерительных клещей (например, имеющихся в приборе ВАФ). При отсутствии токоизмерительных клещей измерение вторичных токов производится без размыкания цепей с помощью измерительных зажимов и испытательных блоков. Малые токи, например токи небаланса, измеряются с помощью миллиамперметров, подключаемых к измерительным зажимам или к зажимам испытательных блоков.

б) Проверка первичным током от однофазных нагрузочных устройств

Для проверки первичным током простых токовых защит могут быть использованы рассмотренные выше нагрузочные устройства. Схемы проверки для разных схем соединения трансформаторов тока приведены на рис. 15-41.

Первичный ток, поступающий от нагрузочного устройства, увеличивают до тех пор, пока ток во вторичных цепях не достигнет величины 10—20% номинального трансформатора тока. Измеряя токи во вторичных цепях, проверяют исправность токовых цепей и правильность их соединения, а также правильность установленного коэффициента трансформации трансформаторов тока. Соотношения токов при правильном соединении трансформаторов тока, а также при ошибках и неисправностях в токовых цепях указаны в табл.. 15-2, 15-3, 15-4.

в) Проверка первичным током от постороннего источника питания трехфазного тока

Этот способ применяется главным образом для проверки дифференциальных защит трансформаторов и генераторов. Схема проверки защиты трансформатора приведена на рис. 15-42.

Со стороны низшего напряжения трансформатора устанавливается испытательная трехфазная закоротка, а со стороны высшего напряжения подается трехфазное напряжение от сети 127—380 В. Величина испытательного тока Iисп, который при этом будет проходить через трансформатор, определяется следующим выражением:

где Uисп — испытательное напряжение, подводимое к трансформатору; Iном и Uном — номинальные ток и напряжение испытуемого трансформатора; uK % — напряжение короткого замыкания испытуемого трансформатора.

Соотношение токов в цепях максимальной токовой защиты, а также в трансформаторах тока дифференциальной защиты, соединенных в звезду и в треугольник при правильном соединении цепей, а также при некоторых ошибках и неисправностях даны в табл. 15-2, 15-3, 15-5.

Для того чтобы проверить исправность нулевого провода трансформаторов тока, соединенных в звезду, через него искусственно пропускается ток путем закорачивания и отсоединения от схемы вторичной обмотки одного из трансформаторов тока. Соотношение токов при этом будет таким же, как и в случае обрыва фазы (см. табл. 15-2).

Миллиамперметром измеряются токи небаланса в реле дифференциальной защиты, которые при правильном соединении токовых цепей должны быть близки к нулю.

Аналогично может быть проверена первичным током защита генератора или синхронного компенсатора.

г) Проверка защиты первичным током короткого замыкания

Этот способ удобно использовать при проверках защиты генераторов, а также других элементов электрооборудования, когда имеется возможность выделить для их проверки генератор. Трехфазная закоротка устанавливается так, чтобы ток от выделенного генератора проходил через цепи проверяемой защиты. Повышая постепенно ток возбужде- ния генератора, увеличивают ток, проходящий через генератор и закоротку, до величины, достаточной для проверки защиты.

На рис. 15-43 показана схема проверки током короткого замыкания дифференциальной защиты генератора. При этом, так же как и в случае проверки дифференциальной защиты трансформатора, рассмотренном выше, измеряются токи в обоих плечах защиты.

Для проверки исправности цепи реле закорачиваются и отсоединяются от схемы цепи одной из групп трансформаторов тока. При этом искусственно создаются условия, имитирующие короткое замыкание в зоне защиты. Токи, проходящие в реле, измеряются и сравниваются с токами, проходящими в плече защиты. Они должны быть равны. Аналогичная проверка выполняется и при подаче токов в реле от другого плеча защиты. После проверки восстанавливается нормальная схема дифференциальной защиты, и сначала амперметром, а затем миллиамперметром измеряют токи небаланса в реле и в нулевом проводе.

Для того чтобы ускорить включение генератора в сеть, проверка защиты турбогенератора на холостом ходу может производиться в процессе прогрева турбины, когда агрегат вращается при пониженной скорости порядка 20—30% номинальной. При этом, однако, необходимо принять меры для того, чтобы обеспечить необходимый ток ротора проверяемого генератора, так как вследствие малой скорости вращения агрегата напряжение на выводах возбудителя, установленного на одном валу с генератором, очень мало. В эксплуатации используются два способа.

Первый способ состоит в том, что питание ротора генератора на время проверки переводится на резервный возбудитель, который вращается отдельным электродвигателем.

Читайте также:  Ток потребляемый сигнализацией пандора

Второй способ заключается в использовании для возбуждения основного возбудителя генератора устройства компаундирования проверяемого генератора. Для этого промежуточный трансформатор компаундирования отсоединяется от трансформаторов тока, и на него через регулировочные автотрансформаторы подается напряжение 220 В от постороннего источника питания. При этом нужно следить, чтобы величина тока от устройства компаундирования не превысила допустимой для него величины [Л. 91].

д) Проверка первичным током от постороннего источника правильности включения реле направления мощности нулевой последовательности с токовой поляризацией

Правильность включения реле направления мощности нулевой последовательности с токовой поляризацией, одна обмотка которого подключается к трансформаторам тока защищаемой линии, а другая к трансформатору тока, установленному в нулевом проводе силового трансформатора, пли к трансформаторам тока, встроенным в его втулки, наиболее просто проверить подачей первичного тока по схеме, показанной на рис. 15-44.

Если реле подключено к трансформатору тока, установленному в нулевом проводе силового трансформатора, проверка производится по схеме на рис. 15-44, а. Обмотка стороны высшего напряжения силового трансформатора закорочена для увеличения тока в цепи. Реле направления мощности, включенное правильно, при этом должно сработать и переключить контакты, разрешая защите действовать на отключение.

Если цепи реле подключены к трансформаторам тока, встроенным в выводы силовоготрансформатора(рис. 15-44,б), проверка производится аналогично. В этом случае, однако, нельзя закоротить обмотку стороны высшего напряжения силового трансформатора, так как одновременно окажутся закороченными и первичные цепи трансформаторов тока. Поэтому в схеме на рис. 15-44, б закорачивается обмотка соответствующей фазы стороны низшего напряжения, что также обеспечивает исключение сопротивления трансформатора из испытательной схемы.

Поскольку чувствительность реле направления мощности с токовой поляризацией составляет 0,5 А 2 , для срабатывания реле необходим следующий первичный ток:

где nT1 nT2— коэффициенты трансформации трансформаторов тока, к которым подключены обмотки реле направления мощности.

Источник

Инструкция по проверке трансформаторов тока, используемых в схемах релейной защиты и измерения (стр. 7 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

В качестве источника тока могут использоваться любые нагрузочные трансформаторы достаточной мощности. Для такой проверки удобно воспользоваться устройством с регулируемыми тиристорными ключами САТУРН-M или САТУРН-M1 производства НПФ «Радиус» ( Москва, НПО «Зенит»), которые при массе, не превышающей 26 кг, обеспечивают возможность проверки средств РЗА первичным током, подавая на достаточное для измерений время регулируемый ток в пределах до 2000 А. Возможности устройства возрастают при использовании его совместно с нагрузочным трансформатором (см. приложение Г и [9]).

Вторичный ток удобно проверять с помощью прибора с малыми клещами типа ВАФ-85 или его современных аналогов, например выпускаемых петербургской фирмой «Парма», последовательно по всей цепи нагрузки ТТ, проверяя тем самым правильность монтажа панели. Применение таких приборов позволяет производить измерение вне и внутри панелей защиты практически при любой ее монтажной схеме без переключений во вторичных цепях. По результатам измерений, пользуясь схемой, можно определить правильность сборки схемы и найти ошибки. Обнаруженные ошибки исправляются, и измерение повторяется.

Для увеличения первичного тока все временные соединения первичных обмоток ТТ выполняются проводами большого сечения и минимальной длины. Необходимо обеспечить минимальное переходное сопротивление контактов временной схемы, нагрузочное устройство устанавливается как можно ближе к ТТ.

Проверка по приводимым в таблице испытательным схемам проводится так, чтобы все ветви вторичной цепи проверялись на обтекание их током. Этим одновременно проверяется и отсутствие обрывов.

Если почему-либо приходится отступать от рекомендуемых схем проверки, то новые схемы следует составлять по тому же принципу. Необходимо учитывать при испытании, что вторичные обмотки ТТ могут оказаться разомкнутыми, поэтому сначала первичный ток дается небольшой и увеличивается до необходимого значения лишь после того, как по показаниям приборов можно будет убедиться, что вторичные цепи ТТ не разомкнуты.

Основные схемы проверки правильности соединения вторичных цепей первичным током нагрузки даны в таблице 7.

Для простых максимальных токовых защит достаточно измерить вторичные токи амперметром; для сложных защит кроме измерений токов необходимо снять векторную диаграмму токов любым способом, например указанным в РД 34.35.302 [7]. Значение первичной нагрузки должно обеспечивать достаточно точный отсчет показаний измерительных приборов. Желательно, чтобы нагрузка была симметричной по фазам и неизменной по значению.

Особенностью схем является проверка целости нулевого провода. Отсутствие тока небаланса может быть вызвано обрывом нулевого провода либо местными условиями — строго симметричная нагрузка, одинаковые характеристики ТТ, малое значение первичной нагрузки и т. д. Если ток в нулевом проводе измерить не удается, то необходимо убедиться в исправности нулевого провода путем искусственного увеличения тока небаланса. Если заземление вторичных обмоток ТТ установлено вблизи ТТ, то на панели защиты достаточно заземлить одну из фаз вторичных цепей. Тогда в нулевом проводе появится ток. Вместо заземления фазы можно закоротить один из ТТ на ближайшей к нему сборке зажимов. В ряде случаев для увеличения тока небаланса достаточно включить в одну из фаз сопротивление 5—10 Ом. Трансформатор в этой фазе перегружается, возрастает его погрешность и увеличивается ток небаланса в нулевом проводе.

Такие же способы проверки исправности токовых вторичных цепей (измерением токов в фазах и в нуле, а при необходимости и снятием векторных диаграмм) применимы и для ТТ, встроенных в силовые трансформаторы, при создании во всех трех фазах малых первичных токов.

Таблица 7 — Проверка схемы соединений ТТ первичным током нагрузки

Источник