Röle koruması ve otomasyon için devrelerdeki gerilim trafolarının ölçülmesi

Bu makale, röle koruma devrelerinde güvenli kullanım için çok miktarda yüksek voltajlı güç ekipmanının akımlarının yüksek doğrulukla nasıl modellendiğini açıklamaktadır. Röle koruması ve otomasyon için devrelerdeki akım trafolarının ölçülmesi.

Ayrıca, iki prensibe dayalı olarak röle koruma ve otomasyon cihazlarının çalışmasını kontrol etmek için gerilimlerin onlarca ve yüzlerce kilovolta nasıl dönüştürüleceğini de açıklar:

1. elektriğin dönüşümü;

2. kapasitif ayırma.

İlk yöntem, birincil miktarların vektörlerinin daha doğru bir şekilde gösterilmesini sağlar ve bu nedenle yaygındır. İkinci yöntem, baypas veri yollarında ve diğer bazı durumlarda 110 kV şebeke voltajının belirli bir fazını izlemek için kullanılır. Ancak son yıllarda giderek daha fazla uygulama bulmuştur.

Enstrüman Gerilim Transformatörleri Nasıl Yapılır ve Çalıştırılır?

Gerilim trafolarının (VT) ölçülmesi arasındaki temel temel fark akım trafoları (CT) tüm güç kaynağı modelleri gibi ikincil sargıyı kısa devre yapmadan normal çalışma için tasarlanmış olmalarıdır.

Aynı zamanda güç trafoları, taşınan gücü minimum kayıplarla iletecek şekilde tasarlanıyorsa, ölçü gerilim trafoları da primer gerilim vektörleri ölçeğinde yüksek hassasiyette tekrarlama amacı ile tasarlanır.

Çalışma prensipleri ve cihazlar

Bir akım trafosuna benzer bir gerilim trafosunun tasarımı, etrafına iki bobin sarılı bir manyetik devre ile temsil edilebilir:

• öncelik;

• ikinci.

En düşük kayıplarla en doğru voltaj dönüşümü için manyetik devre için özel sınıf çelikler ve bunların sargılarının ve yalıtım tabakasının metali seçilir. Birincil ve ikincil sargıların dönüş sayısı, birincil sargıya uygulanan hatlar arası yüksek voltaj voltajının nominal değeri her zaman aynı vektör yönü ile 100 voltluk bir ikincil değer olarak yeniden üretilecek şekilde hesaplanır. nötr topraklı sistemler.

Birincil güç iletim devresi izole bir nötr ile tasarlanmışsa, ölçüm bobininin çıkışında 100 / √3 volt bulunacaktır.

Manyetik devrede birincil voltajları simüle etmenin farklı yöntemlerini oluşturmak için, bir değil, birkaç ikincil sargı yerleştirilebilir.

GT anahtarlama devreleri

Enstrüman transformatörleri, doğrusal ve/veya faz birincil miktarlarını ölçmek için kullanılır. Bunu yapmak için, güç bobinleri şunları içerir:

• hat voltajlarını kontrol etmek için hat iletkenleri;

• faz değerini almak için bus veya kablo ve toprak.

Ölçme gerilimi trafolarının önemli bir koruyucu unsuru, mahfazalarının ve sekonder sargılarının topraklanmasıdır. Buna dikkat edilmelidir çünkü birincil sargı izolasyonu kasaya veya ikincil devrelere ayrıldığında, içlerinde insanları yaralayabilecek ve ekipmanı yakabilecek yüksek voltaj potansiyeli ortaya çıkacaktır.

Muhafazanın kasıtlı olarak topraklanması ve bir sekonder sargı, kazanın daha fazla gelişmesini önleyen bu tehlikeli potansiyeli toprağa yönlendirir.

1. Elektrikli ekipman

Fotoğrafta 110 kilovoltluk bir ağda voltajı ölçmek için bir transformatör bağlama örneği gösterilmektedir.

Burada, her fazın besleme kablosunun, elektrik personeli için güvenli bir yükseklikte yükseltilmiş, ortak bir topraklanmış betonarme destek üzerinde bulunan transformatörünün birincil sargısının terminaline bir dal ile bağlandığı vurgulanmaktadır.

Birincil sargının ikinci terminali ile her ölçüm VT'sinin gövdesi doğrudan bu platform üzerinde topraklanmıştır.

İkincil sargıların çıkışları, her bir VT'nin altında bulunan bir terminal kutusuna monte edilir. Yerden servise uygun bir yükseklikte bulunan bir elektrik dağıtım kutusunda toplanan kabloların iletkenlerine bağlanırlar.

Yalnızca devreyi anahtarlamakla kalmaz, aynı zamanda operasyonel anahtarlamayı gerçekleştirmek ve ekipmanın güvenli bakımını gerçekleştirmek için ikincil voltaj devrelerine ve anahtarlara veya bloklara otomatik anahtarlar kurar.

Burada toplanan gerilim baraları, gerilim kayıplarını azaltmak için artan gereksinimlere tabi olan özel bir güç kablosu ile röle koruma ve otomasyon cihazlarına beslenir. Ölçüm devrelerinin bu çok önemli parametresi burada ayrı bir makalede ele alınmıştır — Kayıp ve voltaj düşüşü

VT'yi ölçmek için kullanılan kablo yolları, tıpkı CT gibi, kazara mekanik hasara karşı metal kutular veya betonarme döşemelerle de korunur.

10 kV ızgara hücresinde bulunan NAMI tipi bir voltaj ölçüm transformatörünü bağlamak için başka bir seçenek aşağıdaki fotoğrafta gösterilmektedir.

Yüksek gerilim tarafındaki gerilim trafosu, her fazda cam sigortalarla korunur ve performans kontrolleri için manuel aktüatörden besleme devresinden ayrılabilir.

Birincil ağın her fazı, besleme sargısının karşılık gelen girişine bağlanır. Sekonder devrelerin iletkenleri ayrı bir kablo ile terminal bloğuna çıkarılır.

2. Sekonder sargılar ve devreleri

Aşağıda, bir transformatörü besleme devresinin şebeke voltajına bağlamak için basit bir şema bulunmaktadır.

Bu tasarım 10 kV'a kadar ve 10 kV dahil devrelerde bulunabilir. Her iki tarafta da uygun güçteki sigortalarla korunur.

110 kV'luk bir şebekede, bağlı bağlantı devrelerinin ve SNR'nin senkron kontrolünü sağlamak için baypas veri yolu sisteminin bir fazına böyle bir gerilim trafosu kurulabilir.

Sekonder tarafta, devre kesiciler blok kartı tarafından kontrol edildiğinde senkron modun uygulanmasını sağlayan ana ve ek olmak üzere iki sargı kullanılır.

Devre kesicileri ana karttan kontrol ederken gerilim trafosunu bypass bara sisteminin iki fazına bağlamak için aşağıdaki şema kullanılır.

Burada, "uk" vektörü, önceki şema tarafından oluşturulan ikincil vektör "kf"ye eklenir.

Aşağıdaki şema denir «açık üçgen» veya eksik yıldız.

İki veya üç fazlı voltajlardan oluşan bir sistemi simüle etmenizi sağlar.

Üç gerilim trafosunu tam yıldız şemasına göre bağlamak en büyük olasılıklara sahiptir. Bu durumda, ikincil devrelerde hem tüm faz hem de hat voltajlarını alabilirsiniz.

Bu olasılıktan dolayı, bu seçenek tüm kritik trafo merkezlerinde kullanılır ve bu tür GT'ler için sekonder devreler, yıldız ve üçgen devreye göre dahil edilen iki tip sargı ile oluşturulur.

Bobinleri açmak için verilen şemalar en tipik olanlardır ve tek olanlardan uzaktır. Modern ölçü transformatörleri farklı yeteneklere sahiptir ve onlar için tasarım ve bağlantı şemasında belirli ayarlamalar yapılmıştır.

Gerilim ölçüm trafolarının doğruluk sınıfları

Metrolojik ölçümlerdeki hataları belirlemek için, VT'ler bir eşdeğer devre ve bir vektör diyagramı tarafından yönlendirilir.

Bu oldukça karmaşık teknik yöntem, her bir VT ölçümünün hatalarını, ikincil voltajın primerden sapma açısı ve genliği açısından belirlemeyi ve test edilen her transformatör için doğruluk sınıfını belirlemeyi mümkün kılar.

Tüm parametreler, VT'nin oluşturulduğu sekonder devrelerdeki nominal yüklerde ölçülür. Çalışma veya inceleme sırasında aşılırsa, hata nominal değerin değerini aşacaktır.

Ölçme gerilim trafoları 4 doğruluk sınıfına sahiptir.

Gerilim ölçüm trafolarının doğruluk sınıfları

VT ölçümünün doğruluk sınıfları İzin verilen hatalar için maksimum limitler FU, % δU, min 3 3,0 tanımlanmamış 1 1,0 40 0,5 0,5 20 0,2 0,2 ​​10

Sınıf No.3, örneğin güç devrelerinde arıza modlarının oluşması için alarm elemanlarını tetiklemek için yüksek doğruluk gerektirmeyen röle koruma ve otomasyon cihazlarında çalışan modellerde kullanılır.

0,2'lik en yüksek doğruluk, karmaşık cihazlar kurulurken, kabul testleri yapılırken, otomatik frekans kontrolü kurulurken ve benzer işler yapılırken kritik yüksek hassasiyetli ölçümler için kullanılan aletler tarafından elde edilir. Doğruluk sınıfı 0.5 ve 1.0 olan VT'ler çoğunlukla ikincil voltajın panolara, kontrol ve düzenleme sayaçlarına, kilit röle setlerine, korumalara ve devre senkronizasyonuna aktarılması için yüksek voltajlı ekipmanlara kurulur.

Kapasitif voltaj çekme yöntemi

Bu yöntemin prensibi, seri olarak bağlanmış farklı kapasitelerdeki kapasitör plakalarından oluşan bir devrede ters orantılı voltaj salınımından oluşur.

Bara veya hat faz gerilimi Uph1 ile seri bağlı kondansatörlerin derecelendirmelerini hesaplayıp seçtikten sonra, nihai kondansatör C3'te, doğrudan kaptan veya bağlı bir transformatör cihazı aracılığıyla çıkarılan ikincil değer Uph2'yi elde etmek mümkündür. Ayarlanabilir bobin sayısı ile ayarları kolaylaştırın.

Ölçme gerilim trafolarının ve sekonder devrelerinin performans özellikleri

Kurulum gereksinimleri

Güvenlik nedeniyle, tüm VT sekonder devreleri korunmalıdır. AP-50 tipi otomatik devre kesiciler ve en az 4 mm² kesitli bir bakır tel ile topraklanmıştır.

Trafo merkezinde bir çift veri yolu sistemi kullanılıyorsa, her bir ölçüm transformatörünün devreleri, farklı VT'lerden bir röle koruma cihazına aynı anda voltaj beslemesini hariç tutan, ayırıcı konumunun tekrarlayıcılarının röle devresi aracılığıyla bağlanmalıdır.

Terminal düğümü VT'den röle koruma ve otomasyon cihazlarına kadar tüm ikincil devreler, tüm damarların akımlarının toplamı sıfır olacak şekilde tek bir güç kablosuyla yapılmalıdır. Bu amaçla, yasaktır:

• «B» ve «K» baralarını ayırın ve ortak topraklama için birleştirin;

• “B” veri yolunu anahtar kontakları, anahtarlar, röleler aracılığıyla senkronizasyon cihazlarına bağlayın;

• sayaçların «B» veri yolunu RPR kontaklarıyla değiştirin.

operasyonel anahtarlama

Operasyonel ekipmanla yapılan tüm çalışmalar, görevlilerin gözetiminde ve anahtarlama formlarına göre özel olarak eğitilmiş personel tarafından gerçekleştirilir. Bu amaçla gerilim trafosunun devrelerine devre kesiciler, sigortalar ve otomatik şalterler takılır.

Gerilim devrelerinin belirli bir bölümü hizmet dışı bırakıldığında, alınan önlemin doğrulanma yöntemi belirtilmelidir.

Periyodik bakım

İşletme sırasında, transformatörlerin sekonder ve primer devreleri, cihazın devreye alınmasından itibaren geçen süreye bağlı olarak, özel eğitimli onarım personeli tarafından elektriksel ölçümler ve ekipmanın temizlenmesi gibi farklı kapsamları içeren çeşitli denetim periyotlarına tabi tutulur. .

Gerilim devrelerinde çalışmaları sırasında oluşabilecek ana arıza, sargılar arasında kısa devre akımlarının oluşmasıdır. Çoğu zaman bu, elektrikçiler mevcut voltaj devrelerinde dikkatli çalışmadığında olur.

Sargıların yanlışlıkla kısa devre yapması durumunda, ölçüm VT'sinin terminal kutusunda bulunan koruyucu anahtarlar kapatılır ve güç rölelerini, kilitleme setlerini, senkronizasyonu, mesafe korumalarını ve diğer cihazları besleyen voltaj devreleri kaybolur.

Bu durumda, birincil döngüde arıza olması durumunda mevcut korumaların yanlış aktivasyonu veya çalışma arızası mümkündür. Bu tür kısa devreler yalnızca hızlı bir şekilde ortadan kaldırılmamalı, aynı zamanda otomatik olarak devre dışı bırakılan tüm cihazları da kapsamalıdır.

Her trafo merkezinde akım ve gerilim ölçü trafoları zorunludur. Röle koruma ve otomasyon cihazlarının güvenilir çalışması için gereklidirler.