В ячейках распределительного устройства (РУ), через которые подключаются к сборным шинам линия, генератор, силовой трансформатор, устанавливают трансформаторы тока (обозначение на схемах ТА), а на каждой секции сборных шин и на выводах генераторов — трансформаторы напряжения (ТУ). При соответствующем подборе коэффициентов трансформации этих измерительных устройств ток в любой цепи можно измерить обычным амперметром, рассчитанным на 5 А, а напряжение — вольтметром, рассчитанным на 100 В.
В электроустановках трансформаторы тока (ТТ) предназначены для питания токовых катушек измерительных приборов и реле, а трансформаторы напряжения (ТН) — катушек напряжения измерительных приборов и аппаратов защиты, измерения и контроля за напряжением. При этом измерительные приборы надежно изолированы от высокого напряжения, так как в трансформаторах нет электрической связи между обмотками высокого и низкого напряжения. Вторичные обмотки ТТ и ТН заземляют, чтобы предотвратить появление высокого напряжения на измерительных приборах в случае аварийного пробоя изоляции между обмотками высокого и низкого напряжения измерительного трансформатора.
|
|
Первичная обмотка / трансформатора тока (рис. 7.28), представляющая собой стержень, шину или катушку, проходит внутри фарфорового изолятора 4, на который надеты кольцевые сердечники 3, 5 (один или два).
Рис. 7.28. Принципиальная схема (а) и устройство (б) трансформатора тока, предназначенного для внутренней установки:
1,2 — соответственно первичная и вторичная обмотки; 3, 5 — кольцевые сердечники; 4 — фарфоровый изолятор; IV — ваттметр; А — амперметр; КА — реле
Сердечники изготовляют из спиральной стальной ленты, свернутой в виде кольца. На каждый сердечник намотана вторичная обмотка 2 из медного изолированного провода. Трансформаторы тока имеют однофазное исполнении.
В РУ применяют ТТ классов точности 0,5; 1; 3.
Конструктивное исполнение ТТ весьма разнообразно. Различают одно- и многовитковые ТТ. Среди одновитковых наибольшее распространение получили стержневые, шинные и встроенные ТТ.
Стержневые ТТ изготовляют на напряжение до 35 кВ и номинальный первичный ток от 400 до 1 500 А. В качестве примера на рис. 7.29 показан трансформатор типа ТПОЛ-10 (П — проходной, О — одновитковый, Л — с литой изоляцией) на номинальное напряжение 10 кВ. Первичная обмотка / выполнена в виде прямолинейного стержня с зажимами на концах. На стержень поверх изоляции надеты два кольцевых магнитопровода 2 с вторичными обмотками. Магнитопроводы вместе с первичной и вторичной обмотками залиты эпоксидным компаундом и образуют монолитный блок З в виде проходного изолятора. Блок снабжен фланцем 4 из силумина с отверстиями под болты для крепления трансформатора. Зажимы 5 вторичных обмоток расположены на боковом приливе блока.
|
|
Шинные ТТ класса точности 0,5 изготовляют на напряжение до 20 кВ и номинальный первичный ток до 18 000 А. При таком большом токе целесообразно использовать в качестве первичной обмотки проводник (шину, пакет шин) соответствующей электроустановки. При этом устраняются зажимы первичной обмотки с контактными соединениями. В качестве примера на рис. 7.30 показан трансформатор тока типа ТШЛ-20 (Ш — шинный) на напряжение 20 кВ. Магнитопроводы 3 и 5 с вторичными обмотками залиты эпоксидным компаундом и образуют изоляционный блок 6, Блок соединен с основанием 4 и приливами 2 для крепления трансформатора. Проходное отверстие (окно) трансформатора рассчитано на установку шин. Зажимы / вторичных обмоток расположены над блоком 6.
Многовитковые ТТ изготовляют для всей шкалы номинальных напряжений на первичный номинальный ток силой 100... 1600 А.
Для напряжений 6... 10 кВ выпускают ТТ с эпоксидной изоляцией. На рис. 7.31, а показан ТТ типа ТПЛ-10 на напряжение
10 кВ.
Для напряжений 35...220 кВ изготовляют ТТ наружной установки с масляной изоляцией типов ТФН, ТФНД (Ф — с фарфоровым кожухом, Н — для наружной установки, Д — с обмоткой для релейной защиты) (рис. 7.31, б, в).
Схемы включения трансформаторов тока приведены на рис. 7.32.
Защита кабельных линий от однофазных замыканий на землю часто осуществляется с помощью трансформатора тока нулевой последовательности (типа ТНП или ТНП-Ш), имеющим кольцеобразную или прямоугольную форму. Трансформатор (рис. 7.33) надевается на защищаемый кабель. К обмотке трансформатора подключается защитное реле КА.
Трансформатор напряжения (рис. 7.34) конструктивно во многом похож на силовой трансформатор небольшой мощности для
Рис. 7.32. Схемы включения трансформаторов тока для измерения тока в одной (а), двух (б) и трех (в) фазах
той же ступени напряжения. Номинальное напряжение вторичных обмоток ТН составляет 100 В. Для установки в РУ используются ТН классов точности 0,5; 1 и 3.
Трансформаторы напряжения выпускаются на все стандартные напряжения от 0,5 до 500 кВ. Для напряжений до 3 кВ ТН выполняются сухими, для 6 кВ и выше — масляными. Трансформаторы на напряжение 35 кВ и выше изготовляют для наружной установки. Схемы включения ТН приведены на рис. 7.35.
Напряжения проводов относительно земли используют для релейной защиты, а также для сигнализации об однофазных замыканиях в сетях, где повреждения этого вида не требуют автоматического отключения и могут быть длительными (сети с изолированной нейтралью).
В схемах, приведенных на рис. 7.35, при отсутствии замыкания на землю вольтметры показывают фазное напряжение, а при замыкании на землю одной из фаз показание вольтметра этой фазы близко к нулю. Показания двух других вольтметров близки к значениям линейных напряжений.
Трансформатор на рис. 7.35, г содержит две вторичные обмотки, одна из которых служит для измерений фазных и линейных напряжений. Вторая обмотка (а1 х1) соединена в разомкнутый треугольник, на концах которого напряжение равно нулю при нормальном состоянии сети, так как сумма трех фазных ЭДС, индуктируемых в дополнительных обмотках, равна нулю.
При однофазном замыкании в сети на зажимах разомкнутого треугольника появляется напряжение, соответствующее тройному напряжению нулевой последовательности.
Реле, подключенное к обмотке, подает сигнал о неисправности сети. Число витков на фазу дополнительной обмотки выбирают таким образом, чтобы при замыкании в сети напряжение на ее зажимах составляло около 100 В.
|
|
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте процесс гашения дуги при отключении цепи с
током.
2. Для чего предназначены и как устроены шинные конструкции, изоляторы, плавкие предохранители, разрядники, реакторы?
3. Как совместно используются в схеме отделитель и короткозамыка-
тель?
4. Охарактеризуйте типы выключателей на напряжение 6 (10) кВ.
5. Для чего предназначены и как устроены трансформаторы напряжения и тока?
6. Назовите конструктивные особенности роторов генераторов ГЭС и
тэс.
7. Как маркируют силовые трансформаторы?
8. Какие схемы и группы соединений бывают у обмоток силовых трансформаторов?
9. Назовите коммутационные аппараты, используемые для отключения тока короткого замыкания.
с
Рис. 7.35. Схемы включения трансформаторов напряжения:
а — трехфазного трехстержневога; 6 — двух однофазных; в — трех однофазных; г — трехфазного пятистержневого
ГЛАВА 8