Выбор и проверка трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения предназначены для снижения высокого напряжения до величины 100 или В для питания измерительных приборов, счетчиков активной и реактивной энергии, устройств релейной защиты. Трансформаторов напряжения работает в режиме, близком к холостому ходу, так как большое сопротивление подключаемых приборов одновременно изолирует цепи низкого напряжения от цепей высокого напряжения.

При выборе трансформаторов напряжения необходимо помнить, что их конструкция и схема соединения обмоток должны соответствовать назначению трансформаторов, которые могут быть однои трехфазными. Однофазные применяют при любых напряжениях, а трехфазные при напряжениях 6 (10) кВ. так как на подстанциях имеется необходимость обеспечения контроля изоляции электроустановок распределительного устройства, то необходимо применять трехобмоточные трансформаторы напряжения. Их третья обмотка соединена по схеме «разомкнутый треугольник», к которой подключается реле контроля изоляции.

Трансформаторы напряжения выбираются по следующим условиям:

• — в зависимости от конструкции и места установки;
• — по номинальному напряжению
• — по классу точности, так как трансформатор напряжения имеет значения номинальной мощности, соответствует классам точности 0,2; 0,5; 1; 3.

Трансформаторы напряжения класса 0,2 являются образцовыми и служат для проверки других трансформаторов.

Расчетные контрольные электроизмерительные приборы должны подключаться к трансформаторам напряжения с классом точности 0,5.

Для включения параллельных обмоток щитовых электроизмерительных приборов применяют трансформаторы напряжения, работающие в классе точности 1.

Устройства релейной защиты подключаются к трансформаторам напряжения класса 3.

Таблица 1.14. Электрические характеристики трансформаторов напряжения.

Тип.	Напряжение, В.	Номинальная мощность, ВА, в классе точности.	Предельная мощность, ВА.	Схема и соединения обмоток.
	первичное.	вторичное.	Дополнительной обмотки НН.
				0,5.
НТМК;			;
НКФ-110−57.

2. Технологический раздел

Быстродействующие выключатели (БВ) применяются для включения и отключения цепей постоянного тока под нагрузкой и автоматического отключения их при перегрузках и КЗ. Они являются одновременно коммутационными и защитными аппаратами. В тяговых сетях постоянного тока напряжением 3 кВ при возникновении КЗ токи могут достигать 30 ч 40 кА. Такие токи представляют большую опасность для сетей и оборудования термическими и динамическими воздействиями. В отличии от цепей переменного тока, где ток периодически снижается до нуля и дуга в отключающем аппарате в этот момент гаснет, в цепях постоянного тока происходит его нарастание до установившегося значения за сотые доли секунды. Отключение такого тока связано с большими трудностями. На практике отключение цепи постоянного тока осуществляют значительно раньше момента достижения током КЗ своего максимального значения.

Для этого необходимы быстродействующие выключатели с максимальным током отключения от 15 до 27 кА. В зависимости от параметров отключаемой цепи такой отключающей способности БВ бывает вполне достаточно.

На рисунке 2.1 показан графически процесс изменения тока КЗ, отключаемого автоматическим БВ. Предполагается, что БВ замыкает короткозамкнутую цепь в момент времени О. Ток, возникающий в цепи, будет нарастать по кривой от 0 до I_К МАКС. Эта кривая описывается уравнением:

_кt= (2.1).

где i_kt — мгновенное значение тока КЗ в момент времени t, A;

i_kt — мгновенное значение тока КЗ в момент времени t, A;

U — напряжение сети, В;

R_K — сопротивление короткозамкнутой цепи, Ом;

L_K— индуктивность короткозамкнутой цепи, Гн;

t — время, отсчитываемое с момента начала КЗ, с.

Рисунок 2.1. Изменение тока КЗ, отключаемого быстродействующим выключателем.

Максимального значения ток КЗ достигает в установившемся режиме КЗ.

(2.2).

Этой величины (с погрешностью до 5%) ток достигает в течение.

0,02 ч 0,1 с. Процесс отключения должен начаться значительно раньше этого времени при достижении током величины уставки срабатывания выключателя I_у.ср. Время отключения КЗ t_откл можно разбить на три периода:

t₁ — собственное время выключателя (t_с.в) от момента, когда ток достигнет тока уставки срабатывания выключателя I_у.ср до начала расхождения контактов и появления дуги;

t₂ — время нарастания тока в дуге до максимального значения, которое отключит выключатель;

t₃ — время снижения тока в дуге от I_откл до 0.

Таким образом, время отключения БВ можно записать в следующем виде:

t_откл = t₁ + t₂ + t₃ или t_откл = t_c.в + t_г. д.

где t_г. д.= t₂ + t₃ — время гашения дуги.

Время t_о нарастания тока КЗ до тока уставки срабатывания выключателя определяется параметрами отключаемой цепи и от свойств самого выключателя не зависит. Крутизна кривой тем больше, чем меньше индуктивность L_к отключаемой цепи, а омическое сопротивление R_К определяет величину максимального тока КЗ.

Собственное время t₁ зависит от принципа действия БВ и конструкции его механизма, определяется инерционностью подвижных частей и является одной из важнейших характеристик БВ. Оно не зависит от параметров защищаемой цепи и составляет в современных выключателях 0,003 0,005 с. Чем меньше t₁, тем лучше выключатель.

Время t₂, в течение которого ток в дуге продолжает нарастать, но по более пологой кривой из-за увеличения сопротивления в дуге, зависит от конструции дугогасительного устройства БВ. Желательно уменьшить это время в идеале до нуля.

Время t₃, в течение которого ток уменьшается от I_ОТКЛ до нуля, не может уменьшаться чрезмерно вследствие возникновения в цепи перенапряжения из-за большой э.д.с. самоиндукции _L =, складывающейся с питающим напряжением сети U. Возникающее перенапряжение может вызвать повторное зажигание дуги между контактами БВ.

Из сказанного следует, что время отключения БВ t откл можно уменьшать за счет снижения t₁ и t₂, совершенствуя конструкцию механизма БВ и его дугогасительное устройство. Такая работа приводит к появлению на каждом этапе развития новых типов выключателей, поэтому в эксплуатации находятся различные типы быстродействующих выключателей.

По принципу работы отключающего механизма БВ делятся на две группы:

• — с пружинным отключением, отключение которых достигается за счет усилий, развиваемых мощными отключающими пружинами;
• — с магнито-пружинным отключением, отключение которых осуществляют как силы отключающих пружин, так и электромагнитные силы.

По способности реагировать на направление тока в цепи БВ бывают:

• — поляризованные, автоматическое отключение которых происходит при определенном направлении тока через выключатель;
• — неполяризованные. автоматическое отключение которых обуславливается только величиной тока и не зависит от его направления.

Отечественной промышленностью выпускались различные типы быстродействующих выключателей, нашедших широкое применение на тяговых подстанциях. Несмотря на то, что некоторые типы выключателей сняты с производства, в эксплуатации они продолжают находиться. Основные типы применяемых выключателей: ВАБ-43 и ВАБ-49. На смену им идут выключатели типов ВАБ-70,77 и ВАБ-206 различных модификаций.