2018-02-13
496
3.1.1 МЕТА|ціль| ВИКОНАННЯ РОБОТИ
1. Вивчити конструкцію і методику випробувань трансформаторів струму|току|.
2. Ознайомитися з|із| вибором трансформаторів струму|току| для цілей виміру|вимірювання| і підключення реле захисту.
3. Набути практичних навичок у визначенні параметрів і характеристик трансформаторів струму|току|.
3. 1.2 ТЕОРЕТИЧНА ПІДГОТОВКА
Вимірювальні трансформатори струму|току| (ВТТ) служать для перетворення струмів|токів| первинних ланцюгів|цепів| в стандартні струми|токи| 5 або 1 А для вимірювальних приладів, пристроїв|устроїв| релейного захисту і автоматики. Нормально трансформатори струму|току| працюють в режимі, близькому до режиму короткого замикання вторинної|повторної| обмотки.
Розмикання вторинної|повторної| обмотки за наявності струму|току| в первинному ланцюзі|цепі| неприпустимо|недопустимий|, оскільки|тому що| при цьому може бути пошкоджена ізоляція трансформатора з витікаючими звідси наслідками.
Струм|тік|, вимірюваний ВТТ, визначають виразом|виразу|:
|
|
|
де: Кн=I1н/I2н – номінальний коефіцієнт трансформації, що представляє|уявляє| відношення|ставлення| первинного до вторинного|повторного| номінального струму|току|.
Для|в| трансформаторів струму|току| розрізняють три види похибок:
• відносну струмову, у відсотках|процентах|:
• кутову δ, визначувану між вектором первинного I1| і вторинного|повторного| I2| струмів|токів|;
• повну|цілковиту| e.
Повна|цілковита| струмова погрішність є значенням різниці твору|добутку| номінального коефіцієнта трансформації на миттєве значення вторинного|повторного| струму|току| і миттєвого значення первинного струму|току|, що діє, у відсотках|процентах|:
де: I1 – значення первинного струму, що діє; Т – тривалість періоду; i1 і i2 – миттєві значення первинного і вторинного струмів.
На значення похибок впливає, в основному, струм|тік| намагнічення сталі сердечника|осерді|. Чим вище якість стали, чим більше початкова магнітна проникливість, тим менше струм|тік| намагнічення і тим стабільніше його значення. Для зниження похибок і підвищення точності вимірів|вимірювань| застосовуються: холоднокатана сталь, пермалой, спеціальні схеми з'єднань|сполук| обмоток|, штучне підмагнічування| сердечника|осерді| і інші засоби|кошти|. Вживана для підвищення точність вимірів|вимірювань| спеціальні матеріали, засоби|кошти| і способи компенсації ускладнюють схеми, конструкції і здорожчують апарат. Треба мати на увазі, що застосування|вживання| трансформаторів високої точності не завжди обов'язково. Слід залежно від призначення по допустимих значеннях похибок вибирати найбільш дешевий апарат, відповідний|придатний| по точності вимірів|вимірювань|. Для трансформаторів струму|току| встановлено|установлений| п'ять класів точності (таблиця 3.1) залежно від максимальних величин похибок.
|
|
|
Таблиця 3.1 – Класи точності і найбільші похибки ВТТ
| Клас точності
| Струм|тік| в первинній обмотці (у %).
| Найбільша похибка
| Примітка | |
| Струмова (%) | Кутова (мін) | |||
| 10 | ±0,5 | ±20 | ||
| 0,2 | 20 | ±0,35 | ±15 | |
| від 100 до 120 | ±0,2 | ±10 | ||
| 10 | ±1,0 | ±60 | ||
| 0,5 | 20 | ±0,75 | ±50 | |
| від 100 до 120 | ±0,5 | ±40 | ||
| 10 | ±2,0 | ±120 | ||
| 1,0 | 20 | ±1,5 | ±100 | |
| від 100 до 120 | ±1,0 | ±80 | ||
| 3 | від 50 до 120 | ±3,0 | не нормується | |
Трансформатори струму|току| класу 0,2 застосовуються для точних вимірів|вимірювань|, перевірок і досліджень, ними оснащуються електротехнічні лабораторії електричних станцій.
Трансформатори струму|току| класів 0,5 і 1 встановлюються в розподільних пристроях|устроях| і служать для підключення щитових вимірювальних приладів, розрахункових і контрольних лічильників. Для підключення розрахункових лічильників обов'язково застосовують ВТТ класу 0,5.
Трансформатори струму|току| класів 3 і 10 використовуються для підключення реле захисту і автоматики.
У деяких схемах релейного захисту| знаходять|находять| застосування|вживання| і спеціальні конструкції ВТТ, наприклад з|із| сердечниками|осердею| типа|типу| Д для диференціального захисту і будь-яких інших захистів|, з|із| сердечником|осердею| типа|типу| Р для релейного захисту будь-якого типу|типу|. Клас точності ВТТ істотно|суттєвий| залежить від навантаження вторинного|повторного| ланцюга|цепу|.
Навантаження ВТТ визначається або потужністю S2| і cos|j2 при номінальному струмі|току| I2|, або повним|цілковитим| опором вторинного|повторному| кола|цепу|:
Номінальним навантаженням ВТТ є|з'являється| найбільша потужність, при якій він працює в своєму найвищому класі точності підключення додаткових приладів, тобто збільшення навантаження вторинного|повторного| ланцюга|цепу|, приводить|наводить| до збільшення похибок і до зниження точності вимірів|вимірювань|, при виборі ВТТ для підключення вимірювальних приладів потрібно дотримувати умову:
Z2|£Z2ном|..
При виборі трансформаторів струму|току| в схемах релейних захистів необхідно погоджувати|узгоджувати| максимально допустиме навантаження Z2| його зовнішнього вторинного|повторного| ланцюга|цепу| величиною струму|току| первинного ланцюга|цепу|. Відомо, що трансформатори струму|току| в схемах релейних захистів повинні надійно працювати в режимах підвищених первинних струмів|токів|, що у багато разів перевищують робочі струми|токи|. Якщо первинний струм|тік| зростає понад|зверх| 120 % I1н|, то струм|тік| намагнічування збільшується, що приводить|наводить| до великого насичення сталі сердечника|осерді| і відповідного збільшення похибок. Подібна картина спостерігається під час перехідного процесу при короткому замиканні, що несприятливо|несприятливий| відбивається на роботі релейних захистів|.
Практикою наладки і експлуатації релейних пристроїв|устроїв| встановлено|установлений|, що 10 %-я погрішність, тобто повна|цілковита| погрішність ε, що обумовлена струмом|током| намагнічення не повинна перевищувати 10 % первинного струму|току|. У зв'язку з цим ВТТ для пристроїв|устроїв| релейного захисту перевіряють на точність роботи по кривих граничної кратності, що є залежностями граничної кратності первинного струму|току| від навантаження вторинної|повторної| обмотки: К10=i1макс/i1н=f(Z2|), при соs|j=0,8, за умови, що|при умові, що| повна|цілковита| погрішність дорівнює 10 %.
|
|
|
Крива кратностей| в логарифмічному масштабі показана на рис.3.1. Дані криві дозволяють по обчисленій|вичисляти| кратності первинного струму|току| визначити максимальне допустиме навантаження вторинного|повторного| ланцюга|цепу| ВТТ, при якому похибка не перевищує допустимої (ε=10%). Потім по встановленому|установленому| максимально допустимому навантаженню, по відомих опорах реле, а також по довжині сполучних дротів|проводів| визначається мінімально необхідний перетин жив останніх.
Важливою|поважною| характеристикою трансформатора струму|току| (ТС) є|з'являється| крива намагнічення (вольт-амперна характеристика), за видом|виду| якої можна судити про справність трансформаторів. Зокрема по вигляду|виду| характеристики намагнічення можна визначити:
• наявність виткових| замикань у вторинній|повторній| обмотці;
• несправності магнітопровода;
• можливість|спроможність| спільного|сумісного| використання трансформаторів в схемах ДЗ (оскільки при майже співпадаючих характеристиках трансформаторів, струми|токи| небаланса| будуть мінімальними).
Вольт-амперні характеристики є залежністю напруги|напруження|, що підводиться до вторинної|повторної| обмотки, від намагнічуєючого струму|току|, що пропускається через неї, при розімкненій первинній обмотці ВТТ.
1 – для сердечника|осерді| Д; 2 – для сердечника|осерді| класу 0,5
Рисунок 3.1 – Криві 10 % погрішності ВТТ типа|типу| ТПОЛ
Характеристика знімається дослідним|досвідченим| шляхом|дорогою| по схемі, приведеній на рис. 3.2.
При включенні|приєднанні| ВТТ визначається 10–12 точорк і по ним будується крива залежності U2| = f(I2|), яка і порівнюється з|із| типовою характеристикою. За наявності в ВТТ короткозамкнутих витків характеристика намагнічення різко знижується, як показано на рис.3.3 пунктиром затиски обмоток| маркіруються: первинною – Л1 і Л2 і вторинною|повторною| И1 і И2. Вибір один із затисків, наприклад, первинної обмотки, який має бути названий|накликати| Л1 є|з'являється| довільним. Але|та| після|потім| цього за початок И1 вторинної|повторної| обмотки приймається вже однозначно той затиск, з|із| якого миттєвий струм|тік| прямує в зовнішній ланцюг|цеп|, коли в первинній обмотці він направлений|спрямований| від Л1 до Л2.
|
|
|
3.1.3 ВИПРОБУВАННЯ ВИМІРЮВАЛЬНИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ
Випробування ВТТ проводяться в об'ємі|обсязі|, передбаченому ПУЕ:
3.1.3.1 Вимір|вимірювання| опору ізоляції:
а) первинних обмоток|. Проводиться|виробляє| мегомметром на U = 2500 В. Величина опори ізоляції не нормується;
б) вторинних|повторних| обмоток|. Проводиться|виробляє| мегомметром на напругу|напруження| 500 або 1000 В. Опір ізоляції вторинних|повторних| обмоток| разом з приєднаними до них ланцюгами|цепами| повинно бути не менше 1 Мом.
3.1.3.2. Заміри тангенса кута|кутка| діелектричних втрат проводиться|виробляє| для трансформаторів струму|току| на напругу|напруження| 110 кВ| і вище.
3.1.3.3. Випробування підвищеною напругою|напруженням| промислової частоти:
а) ізоляція первинних обмоток|. Випробування є|з'являється| обов'язковим для трансформаторів до 35 кВ. Величини випробувальної напруги|напруження| вказані в таблиці. 7.
Тривалість додатка|застосування| нормованої випробувальної напруги|напруження|:
• для трансформаторів напруги|напруження| – 1 хв;
• для трансформатора струму|току| з|із| керамічною, рідкою або паперово-масляною|олійною|
ізоляцією – 1 хв;
Рисунок 3.2 – Схема зняття характеристики намагнічення U2| = f (I2|)
Рисунок 3.3 – Вольт-амперна характеристика
• для ВТТ з|із| ізоляцією з|із| твердих органічних матеріалів або кабельних мас – 5 хв.
б) ізоляції вторинних|повторних| обмоток|. Величина випробувальної напруги|напруження| для ізоляції вторинних|повторних| обмоток| разом з приєднаними до них ланцюгами|цепами| складає 1кОм|.
Таблиця 3.1 – Випробувальна напруга|напруження| промислової частоти
для вимірювальних трансформаторів
| Виконання ізоляції вимірювального трансформатора
| Випробувальна напруга, кВ, при номінальній напрузі, кВ
| |||||
| 3 | 6 | 10 | 15 | 20 | 35 | |
| Нормальна | 21,6 | 28,8 | 37,8 | 49,5 | 58,5 | 85,5 |
| Ослаблена | 9 | 14 | 22 | 33 | - | - |
3.1.3.4. Вимір|вимірювання| струму|току| холостого ходу проводиться|виробляє| для каскадних трансформаторів напругою|напруженням| 110 кВ| і вище на вторинній|повторній| обмотці при номінальній напрузі|напруженні|.
3.1.3.5. Зняття характеристик намагнічення сердечника|осерді| трансформатора струму|току| слід проводити|виробляти| до номінального струму|току|, якщо для цього не потрібна напруга|напруження| вище 380 В. Для ВТТ, призначених для живлення|харчування| пристроїв|устроїв| релейного захисту, зняття характеристик проводиться|виробляє| струмом|током| вище за номінальне до початку області насичення.
3.1.3.6. Перевірка полярності виводів|виведень| ВТТ (або групи з'єднання|сполуки| для|в| трифазних трансформаторів напруги|напруження|) проводиться|виробляє| при монтажі, якщо відсутні паспортні дані або є сумніву в достовірності цих даних.
3.1.3.7. Вимір|вимірювання| коефіцієнта трансформації на всіх відгалуженнях проводиться|виробляє| для вбудованих ВТТ і трансформаторів, що мають перемикальний пристрій|устрій|.
3.1.3.8. Вимір|вимірювання| опору обмоток| постійному струму|току| проводиться|виробляє| для|в| первинних обмоток| трансформаторів струму|току| напругою|напруженням| 10кВ| і вище, що мають перемикальні пристрої|устрої|. Відхилення виміряного|виміряти| значення опору обмотки від паспортного не повинне перевищувати 2 %.
3.1.3.9. Випробування трансформаторного масла|мастила| проводиться|виробляє| для вимірювальних трансформаторів 35 кВ| і вище, що мають підвищене значення тангенса кута|кутка| діелектричних втрат ізоляції.
3.2 ПОРЯДОК|лад| ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ
3.2.1. ПРОГРАМА РОБОТИ:
3.2.1.1. Ознайомлення з|із| паспортними даними ВТТ типа|типу|: ТФН-35 М|м-коду|, ТНП-2, УТТ-5, ТКМ, ТПЛ-10, ТПОЛ-10, ТНШЛ. Вивчення їх конструкції. Ознайомлення проводиться|виробляє| по заводських табличках, що є|наявний| на кожному трансформаторі, використовуючи каталоги. Дані звести в таблиці 3.2.
3.2.1.2. Проведення комплексних випробувань ВТТ указується|вказує| викладачем, згідно ПУЕ:
а) провести|виробляти| перевірку ізоляції обмоток| трансформаторів струму|току| мегомметром;
Таблиця 3.2 – Технічні дані трансформаторів струму|току|, що вивчаються
| № п/п | Т и п | Uн В | Клас точно-сті | Номіналь-ний струм
| Допустиме Z2 в класі | Кратність струму (стійкість)
| ||||
| I1н | I2н | 0,5 | 1,0 | 3,0 | динамічна | термічна | ||||
б) провести|виробляти| перевірку коефіцієнта трансформації ВТТ. Для чого зібрати|повизбирувати| схему (рис.3.4). Встановити движок автотрансформатора в нульове положення|становище|. Включити автомат QF| і, збільшуючи струм|тік| в первинній обмотці випробовуваного трансформатора Та2 до номінального, спостерігаючи за зміною струму|току| в первинній обмотці по амперметру, включеному через зразковий вимірювальний трансформатор струму|току| Та1. По амперметру, включеному у вторинну|повторну| обмотку випробовуваного трансформатора Та2, зміряти|виміряти| величину вторинного|повторного| струму|току|. Обчислити|вичисляти| коефіцієнт трансформації.
в) зняти криві намагнічення сердечників|осерді| трансформаторів струму|току| для трьох однотипних трансформаторів струму|току| (по вказівці викладача) і провести|виробляти| аналіз отриманих|одержувати| кривих. Для цього:
• зібрати|повизбирувати| схему (див. рис. 3.4.);
• включити вимикач QF| і розмагнітити сердечник|осердя| трансформатора;
• збільшуючи струм|тік| у вторинній|повторній| обмотці від 1 до 10А|, зняти показники вольтметра;
• розмагнітити сердечник|осердя|, вимкнути автомат QF|.
• побудувати|спорудити| характеристику намагнічення і порівняти її з|із| характеристикою намагнічення сердечника|осерді| справного трансформатора струму|току|;
г) провести|виробляти| перевірку полярності виводів|виведень| обмоток| трансформатора струму|току|, для чого зібрати|повизбирувати| схему (рис. 3.5).
Рисунок 3.4 – Схема для визначення коефіцієнта
трансформації вимірювального трансформа|тора струму|току|
Рисунок 3.5 – Схема перевірки полярності виводів|виведень| обмоток|
Включити і відключити|відключати| рубильник Q, спостерігаючи за стрілкою вольтметра, по напряму|направленню| відхилення стрілки приладу визначити і відмаркувати виводи|виведення| обмоток|. Якщо у момент замикання рубильника стрілки приладу при вказаній полярності джерела і приладу відхиляється вправо|вправо|, то правий затиск приладу (+) вкаже початок вторинної|повторної| обмотки И1.
3.3 ПЕРЕЛІК УСТАТКУВАННЯ|обладнання| І АПАРАТУРИ
1. Зразки|взірці| трансформаторів струму|току| УТТ-5, І54м, ТКМ, ТПЛ-10, ТПОЛ-10;
2. Мегомметри на 2500 і 500 В;
3. ЛАТР;
4. Трансформатор навантаження ОСО-0,25;
5. Акумуляторна батарея 5 НКН;
6. Вольтметр постійного струму|току| на 15 В;
7. Два амперметри змінного струму|току| на 10А| і 15А|;
8. Вольтметр змінного струму|току| 15, 30 В;
9. Рубильник.
ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ
Звіт по роботі повинен містити|утримувати|:
1) технічні дані випробовуваних трансформаторів струму|току| (табл.3.2);
2) електричні схеми випробування (3 схеми);
3) криві намагнічення сердечників|осерді| випробовуваних трансформаторів струму|току|
на міліметрівці 3, 4 кривих в одних осях;
4) результати аналізу кривих.
За отриманими|одержувати| даними і графіками кривих визначити:
а) значення Е2, при якому настає|наступає| насичення;
б) відсутність виткових| коротких замикань;
в) можливість|спроможність| використовувати трансформатори струму|току| для диференціального захисту;
г) допустиме навантаження на трансформатор струму|току| при заданому струмі|току| короткого замикання.
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
1. Для чого служать вимірювальні трансформатори струму|току|?
2. Які види похибок існують для|в| трансформаторів струму|току|?
3. Який електричний параметр враховує навантаження тран-сформаторів струму?
4. Від чого залежать погрішності трансформаторів струму|току|?
5. Скільки класів точності трансформаторів струму|току| Вам відомо?
6. Як правильно вибрати трансформатор струму|току| для вимірювальних приладів?
7. Як правильно вибрати трансформатор струму|току| для релейного захисту?
8. Що станеться при розриві вторинного|повторного| ланцюга|цепу| трансформатора струму|току|, якщо по первинній обмотці протікає номінальний струм|тік|?
9. Як розшифрувати наступні|слідуючих| типи|типи| трансформаторів струму|току|: ТПЛУ-10-0,5/Р; ТКЛ-3-0,5; ТПОЛМ-10-Р/Р; ТФНД-35-Д/Д/0,5; ТЗЛ; ТВОЛ-10-0,5/3; ТПФМ-10-3/0,5; ТНП-4.
ЧАСТИНА|частина| II
