Меню

Трансформатор тока знол или нами

ЭЛЕКТРОлаборатория

Доброе время суток, дорогие друзья!

Сегодня продолжим разговор о измерительных трансформаторах. Поговорим о трансформаторах напряжения.

В ходе работы мне чаще всего приходится сталкиваться с трансформаторами напряжения следующих типов: НТМИ, который сейчас вытесняется НАМИ и ЗНОЛ.

Назначение трансформаторов напряжения (ТН).

При напряжении свыше 1000 В, непосредственное включение приборов недопустимо как по условию изоляции, так и безопасности обслуживающего персонала. В связи с этим при высоких напряжениях измерительные приборы включаются через промежуточные измерительные трансформаторы, называемые трансформаторами напряжения (ТН).

ТН предназначены как для измерения напряжения, мощности, энергии, так и для питания автоматики, синхронизации и релейной защиты ЛЭП от замыканий на землю.

Обозначения некоторых ТН, наиболее используемых в электроустановках.

НОМ – ТН. Однофазный, масляный;

ЗНОМ – заземляемый ввод ВН, напряжения, однофазный, масляный;

НТМИ – напряжения, трехфазный, масляный, с обмоткой для контроля изоляции сети;

clip_image001

Рисунок 1. Внешний вид ТН НТМИ-6(10)кВ.

clip_image003

Рисунок 2. Схема соединения обмоток ТН НТМИ-6(10)кВ.

НАМИ – напряжения, антирезонансный, масляный, с обмоткой для контроля изоляции сети;

clip_image004

Рисунок 3. Внешний вид ТН НАМИ-6(10)кВ.

Рисунок 4. Схема соединения обмоток ТН НАМИ-6(10)кВ.

НКФ – напряжения, каскадный, в фарфоровой покрышке;

СР – серия трансформаторов напряжения: измерительный, однофазный, емкостной напряжением 110-500 кВ.

НОЛ.11-6.05; НОЛ.0.8; НОЛ.12; НОЛ – незаземляемые трансформаторы напряжения 3-6-10 кВ;

ЗНОЛ.06; ЗНОЛЭ-35; ЗНОЛ – заземляемые ТН;

ЗхЗНОЛ; ЗхЗНОЛП – трехфазные антирезонансные группы ТН;

clip_image006

Рисунок 5. Внешний вид ТН 3хЗНОЛ-6(10)кВ

Рисунок 6. Схема соединения обмоток ТН 3хЗНОЛ-6(10)кВ.

Хочу отметить, что в высоковольтных узлах учета, устанавливаемых на ВЛ-10кВ вместо резисторов R1; R2; R3 (2,4кОм) устанавливается один резистор R (0,8кОм). Часто возникающий дефект – прогорание изоляции в точке соединения вывода Х ТН и резистора R1(R2 илиR3), что приводит перегоранию предохранителя в фазе, в которой стоит поврежденный резистор

ЗНОЛП; НОЛП – заземляемые и незаземляемые ТН со встроенными защитными предохранительными устройствами. В трансформаторах этих серий высоковольтные выводы первичной обмотки выполнены со встроенными защитными предохранительными устройствами (ЗПУ), которые, также как и магнитопровод с обмотками залиты изоляционным компаундом, образуя монолитный блок. ЗПУ выполнено в виде разборной конструкции с плавкой вставкой, представляющей собой металлодиэлектрический резистор, подобранный для каждого типа трансформаторов. Это устройство срабатывает при токах менее 1 А, время отключения от 5 до 10 секунд. После срабатывания ЗПУ подлежит перезарядке, которая производится персоналом предприятия, эксплуатирующего трансформатор.

clip_image008

Рисунок 7. Расположение ТН в высоковольтной ячейке.

Какое напряжение принято во вторичной обмотки ТН .

Для основной вторичной обмотки ТН с номинальным напряжением, соответствующим линейному напряжению сети, установлено напряжение 100 В. Соответственно для ТН с фазным номинальным напряжением основной вторичной обмотки 100 / В при включении их по схеме звезда-звезда вторичное линейное напряжение, соответствующее номинальному, будет тоже 100 В.

Номинальное напряжение дополнительных вторичных обмоток устанавливается таким образом, чтобы максимальное значение напряжения 3Uо (на разомкнутом треугольнике) при однофазном замыкании на землю в сети, когда линейное напряжение соответствует номинальному напряжению ТН, было 100 В. Поэтому для дополнительных обмоток ТН, предназначенных для сети с заземленной нейтралью, установлено Uном = 100 В, а в сети с изолированной нейтралью Uном=100/3 В.

Трансформаторы напряжения производятся со следующим исполнением внутренней изоляции:

· Сухая (трансформаторы напряжения до 10кВ включительно типа НОСК-6, ЗНОЛТ-3, ЗНОЛТ-6, ЗНОЛТ-10 и др.).

· Бумажно-масляная (трансформаторы напряжением до 35кВ включительно типа НОМ-10, НОМ-35) с изоляцией выводов обмотки на полное номинальное напряжение.

· Литая эпоксидная (чешские однофазные трансформаторы напряжения и трансформаторы типа НОЛ).

Испытания ТН.

Объём испытаний трансформаторов напряжения :

1) измерение сопротивления изоляции обмоток первичной и вторичной (вторичных) (К, М)

2) испытание повышенным напряжением трансформаторов напряжения с литой изоляцией (К, М).

3) испытание трансформаторного масла (К, М). Сразу отмечу, что в ТН до 35кВ трансформаторное масло допускается не испытывать

Примечание : К – капитальный ремонт, испытание при приёмке в эксплуатацию; М – межремонтные испытания

для трансформаторов напряжения 3-35кВ – при проведении ремонтных работ в ячейках, где они установлены, если работы не проводятся – не реже 1 раза в 4 года.

Измеренные значения сопротивления изоляции при вводе в эксплуатацию и в эксплуатации должны быть не менее значений, приведённых в таблице 5.

clip_image012

Испытания повышенным напряжением следует проводить согласно таблицы 6 или требований заводов изготовителей.

clip_image013

На этом у меня на сегодня все. Если есть вопросы, задавайте, будем вместе искать ответы.

Источник

Трансформаторы напряжения измерительные. Устройство, классификация, принцип работы, примеры

Трансформаторы напряжения 3Трансформатор напряжения – это один из видов трансформаторов, который еще называют измерительным, предназначеннный для отделения первичных цепей высокого и сверх высокого напряжений и цепей измерений, РЗ и А. Также их используют для понижения высоких напряжений (110, 10 и 6 кВ) до стандартных нормируемых величин напряжений вторичных обмоток – 100 либо 100/√3.

Помимо этого, применение трансформаторов напряжение в электроустановках позволяет изолировать маломощные низковольтные измерительные приборы и устройства, что удешевляет стоимость и позволяет использовать более простое оборудование, а также обеспечивает безопасность обслуживания электроустановок.

Трансформаторы напряжения нашли широкое применение в силовых электроустановках высокого напряжения

От точности их работы зависит правильность коммерческого учета электроэнергии, селективность действия устройств РЗ и противоаварийной автоматики, также они служат для синхронизации и питания автоматики релейной защиты ЛЭП от коротких замыканий, и др.

  1. Классификация трансформаторов напряжения
  2. Виды трансформаторов напряжения
  3. Трансформатор напряжения ЗНОЛ-НТЗ-35-IV-11
  4. Назначение и область применение ЗНОЛ-НТЗ
  5. Трехфазная антирезонансная группа трансформаторов напряжения 3хЗНОЛПМ(И)
  6. Назначение 3хЗНОЛПМ(И)
  7. НАМИТ-10-2
  8. Назначение и область применения
  9. Технические параметры трансформатора напряжения НАМИТ-10-2

Измерительный трансформатор конструктивно практически не отличается от стандартных силовых трансформаторов. Он состоит из обмоток: первичной и одной либо нескольких вторичных и стального сердечника, набранного листами электротехнической стали. Первичная обмотка имеет большее количество витков, в сравнении со вторичной. На первичную — подается напряжение, которое требуется измерить, а ко вторичным — подключаются ваттметр и пр. измерительные аппараты. Поскольку ваттметр имеет значительное сопротивление, то по вторичной принято считать, что протекает малый ток. Поэтому полагают, что измерительный трансформатор напряжения функционирует в режимах близких к холостому ходу.

Такие трансформаторы оснащают разъемами для подключения: первичная обмотка присоединяется к цепям силового напряжения, а ко вторичной могут подключены — реле, обмотки вольтметра или ваттметра и пр. приборы. Принцип действия у них аналогичен силовому трансформатору: трансформирование напряжения в измерительном трансформаторе производится переменным магнитным полем.

Интересное видео о работе и принципе устройста трансформаторов тока смотрите ниже:

Потери намагничивания обуславливают некоторую погрешность в классах точности.

  • конструкцией магнитопровода;
  • проницаемостью стали;
  • коэффициентом мощности, т.е. зависит от вторичной нагрузки.

Конструкцией предусматривается компенсация погрешности по напряжению благодаря уменьшению количества витков первичной обмотки, устранению угловой погрешности с помощью компенсирующих обмоток. Простейшая схема включения трансформатора напряжения

Классификация трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения принято разделять по следующим признакам:

  1. По количеству фаз:
    • однофазные;
    • трехфазные.
  2. По числу обмоток:
    • 2-х-обмоточные;
    • 3-х-обмоточные.
  3. По способу действия системы охлаждения:
    • электрические устройства с масляным охлаждением;
    • электрические устройства с воздушной системой охлаждения ( с литой изоляцией либо сухие).
  4. По способу установки и размещения:
    • для наружной установки;
    • для внутренней;
    • для комплектных РУ.
  5. По классу точности: по нормируемым величинам погрешностей.

Виды трансформаторов напряжения

Рассмотрим несколько трансфомраторов напряжения разных производителей:

ЗНОЛ-НТЗ 2Трансформатор напряжения ЗНОЛ-НТЗ-35-IV-11

Производиель — Невский трансформаторный завод «Волхов».

Читайте также:  Напряжения тока в других странах

Назначение и область применение ЗНОЛ-НТЗ

Трансформаторы предназначены для наружной установки в открытых распределительных устройствах (ОРУ). Трансформаторы обеспечивают передачу сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления, предназначены для использования в цепях коммерческого учета электроэнергии в электрических установках переменного тока на класс напряжения 35 кВ. Трансформаторы выполнены в виде опорной конструкции.

Корпус трансформаторов выполнен из компаунда на основе гидрофобной циклоалифатической смолы «Huntsman», который одновременно является основной изоляцией и обеспечивает защиту обмоток от механических и климатических воздействий.Рабочее положение трансформаторов в пространстве — вертикальное, высоковольтными выводами вверх.

ЗНОЛ-НТЗ 4

ЗНОЛ-НТЗ 3

Рисунок — Габаритные размеры трансформатора

Рисунок — схемы подключения обмоток трансформаторов

Характеристики:

  1. Класс напряжения по ГОСТ 1516.3, кВ — 27 35 27
  2. Наибольшее рабочее напряжение, кВ — 30 40,5 40,5
  3. Номинальное напряжение первичной обмотки, кВ — 15,6 20,2 27,5
  4. Номинальное напряжение основной вторичной обмотки, В — 57,7 100
  5. Номинальное напряжение дополнительной вторичной обмотки, В — 100/3, 100 127
  6. Номинальные классы точности основной вторичной обмотки — 0,2; 0,5; 1; 3

Ещё одно интересное видео о работе трансформаторов тока:

3хЗНОЛПМ 2

Трехфазная антирезонансная группа трансформаторов напряжения 3хЗНОЛПМ(И)

Производитель «Свердловский завод трансформаторов тока»

Назначение 3хЗНОЛПМ(И)

Трансформаторы предназначены для установки в комплектные устройства (КРУ), токопроводы и служат для питания цепей измерения, защиты, автоматики, сигнализации и управления в электрических установках переменного тока частоты 50 или 60 Гц в сетях с изолированной нейтралью.

Трансформаторы изготавливаются в климатическом исполнении «УХЛ» категории размещения 2 по ГОСТ 15150.

Рабочее положение — любое.

Расположение первичного вывода возможно как с лицевой так и с тыльной стороны трансформатора.

Трехфазная группа может комплектоваться в 4-ех вариантах:

  • из трех трансформаторов ЗНОЛПМ — 3хЗНОЛПМ-6 и 3хЗНОЛПМ-10;
  • из трех трансформаторов ЗНОЛПМИ — 3хЗНОЛПМИ-6 и 3хЗНОЛПМИ-10;
  • из одного трансформатора ЗНОЛПМ (устанавливается по середине) и двух трансформаторов ЗНОЛПМИ (устанавливаются по краям) — 3хЗНОЛПМ(1)-6 и 3хЗНОЛПМ(1)-10;
  • из двух трансформаторов ЗНОЛПМ (устанавливаются по краям) и одного трансформатора ЗНОЛПМИ (устанавливается по середине) — 3хЗНОЛПМ(2)-6 и 3хЗНОЛПМ(2)-10.

Для повышения устойчивости к феррорезонансу и воздействию перемежающейся дуги в дополниетльные обмотки, соединенные в разомкнутый треугольник, используемые для контроля изоляции сети, рекомендуется включать резистор сопротивлением 25 Ом, рассчитанный на длительное протекание тока 4А.

Внимание! При заказе трансформаторов напряжения для АИСКУЭ обязательно заполнение опросного листа.

Гарантийный срок эксплуатации — 5 (пять) лет со дня ввода трансформатора в эксплуатацию, но не более 5,5 лет с момента отгрузки с завода-изготовителя.

Срок службы — 30 лет.

НАМИТ-10-2 1

НАМИТ-10-2

Производитель ОАО «Самарский Трансформатор»

Назначение и область применения

Трансформатор напряжения НАМИТ-10-2 УХЛ2 трехфазный масляный антирезонансный является масштабным преобразователем и предназначен для выработки сигнала измерительной информации для измерительных приборов в цепях учёта, защиты и сигнализации в сетях 6 и 10 кВ переменного тока промышленной частоты с изолированной нейтралью или заземлённой через дугогасящий реактор. Трансформатор устанавливается в шкафах КРУ(Н) и в закрытых РУ промышленных предприятий

Технические параметры трансформатора напряжения НАМИТ-10-2

  1. Номинальное напряжение первичной обмотки, кВ — 6 или 10
  2. Наибольшее рабочее напряжение, кВ — 7,2 или 12
  3. Номинальное напряжение основной вторичной обмотки (между фазами), В — 100 (110)
  4. Ннапряжение дополнительной вторичной обмотки (аД — хД), не более, В — 3
  5. Класс точности основной вторичной обмотки — 0,2/0,5

НАМИТ-10-2 2

Рисунок — Габаритные размеры и схема подключения.

Источник



Трансформатор тока знол или нами

Подготовил Валерий Журавлев, «Новости ЭлектроТехники»


Юрий Лавров, к.т.н, зав. кафедрой


Олег Лаптев, к.т.н., доцент

Кафедра «Техника и электрофизика высоких напряжений» ГОУ ВПО «Новосибирский государственный технический университет»

Одной из наиболее существенных проблем, связанных с эксплуатацией электромагнитных трансформаторов напряжения (ТН), является повреждение или нарушение их нормальной работы вследствие возникновения разного рода феррорезонансных процессов. В прошлом номере нашего журнала (www.news.elteh.ru – Ред.) Алексей Емельянцев поставил под сомнение эффективность работы так называемых антирезонансных ТН и привел примеры, когда ТН не только не предотвращают феррорезонансные процессы, но и сами вызывают их появление.
В материале Юрия Анатольевича Лаврова и Олега Игоревича Лаптева приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований, проведенных на кафедре «Техника и электрофизика высоких напряжений» Новосибирского ГТУ, по анализу эффективности антирезонансных свойств некоторых конструкций ТН.

Анализ эффективности работы

Современные антирезонансные трансформаторы различных типов, их эффективность и особенности эксплуатации уже рассматривались в ряде публикаций [1–5]. В последние годы появилось много различных конструкций антирезонансных ТН, выпускаемых отечественными производителями. В частности, для сетей 6–35 кВ можно выделить: НАМИ (ОАО «Раменский электротехнический завод «Энергия»), НАМИТ (ОАО «Самарский трансформатор»), НАЛИ-СЭЩ (ГК «Электрощит-Самара»), трехфазные антирезонансные группы ЗНОЛ.06 и ЗНОЛП (ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока»). Для сетей 110 кВ и выше (до 500 кВ включительно) антирезонансные ТН электромагнитного типа выпускает Раменский электротехнический завод «Энергия» (ТН типа НАМИ).
В качестве воздействий, которые могут приводить к повреждениям или к нарушению нормальной эксплуатации ТН в сетях 6–35 кВ, в этой публикации рассматриваются: однократное появление земли («клевок» земли), отключение однофазных металлических замыканий на землю (ОЗЗ), горение перемежающейся дуги, коммутации в сетях с очень маленькой емкостью фазы на землю (приводящие к явлению «ложной земли») [2, 4, 5]. В сетях 110 кВ и выше основной причиной феррорезонанса являются коммутации холостых ошиновок многоразрывными выключателями.

Трансформатор напряжения типа НА МИ-10-95

Принципиальная схема соединения обмоток ТН типа НАМИ-10-95 приведена на рис. 1а. Этот трансформатор напряжения имеет трехстержневой магнитопровод, в отличие от традиционных заземляемых ТН 6–35 кВ [3]. Для измерения 3U используется дополнительный трансформатор в нейтральной точке соединения обмоток ВН, так называемый трансформатор нулевой последовательности (ТНП). ТН также содержит замкнутую накоротко дополнительную компенсационную обмотку. Антирезонансные свойства ТН обусловлены трехстержневой конструкцией магнитопровода, при котором магнитный поток нулевой последовательности вынужден замыкаться по воздуху и корпусу ТН. При этом индуктивность нулевой последовательности ТН очень мала и практически линейна. Контур нулевой последовательности сети с НАМИ приведен на рис. 1б.
ТНП также имеет особую конструкцию, характеризующуюся пониженной рабочей индукцией, вследствие чего его характеристика намагничивания практически линейна. Поскольку нелинейные элементы в контуре нулевой последовательности отсутствуют, в этом контуре невозможно существование устойчивого колебательного процесса (т.е. феррорезонанса). При однократном появлении земли или отключении ОЗЗ в схеме нулевой последовательности сети возникает затухающий колебательный процесс с частотой, обусловленной параметрами контура. Компьютерные осциллограммы напряжения и тока в одной из фаз ТН при однократном появлении земли приведены на рис. 1в.
НАМИ является более стойким к перемежающимся дуговым замыканиям, чем другие типы трансформаторов, что обусловлено применением ненасыщающегося ТНП с большим реактивным сопротивлением (300–600 кОм).
Коммутации в сетях с очень маленькой емкостью фазы на землю могут приводить к возникновению явления «ложной земли» в ТН [2, 4, 5]. При этом явлении за счет несимметрии фазных напряжений на вторичной обмотке ТН традиционной конструкции, соединенной в открытый треугольник, появляется напряжение, достигающее в зависимости от параметров сети 60–80 В. «Ложная земля» может возникнуть, например, при включении ненагруженных шин с ТН.
Исследования показали, что НАМИ-10-95 подвержены явлению «ложной земли», при этом возникает напряжение на вторичной обмотке ТНП. Компьютерная осциллограмма напряжения на вторичной обмотке ТНП, соединенной в открытый треугольник, при коммутации в непротяженной сети, оснащенной ТН этого типа, приведена ниже (рис. 5а). О том, что случаи «ложной земли» в сетях с НАМИ имеют место в эксплуатации, говорится, в частности, в [1, 4, 5]. В [1] также отмечается существенный недостаток НАМИ-10-95 – укрытая в корпусе компенсационная обмотка, что противоречит нормам ГОСТ 1983-2001 в части контроля состояния этой обмотки.

Читайте также:  В цепь переменного тока с действующим напряжением 220в

ТРЕХФАЗНАЯ АНТИРЕЗОНАНСНАЯ ГРУППА ТН ТИПА ЗНОЛ.06 И ЗНОЛП

В конструкции этих трехфазных групп, для придания им антирезонансных свойств, используется дополнительное сопротивление величиной 800–1000 Ом, включаемое в нейтраль обмоток ВН (рис. 2а). Конструкция однофазных ТН типа ЗНОЛ.06 и ЗНОЛП отличается только наличием в цепи обмотки ВН у ЗНОЛП плавкого предохранителя. Контур нулевой последовательности сети с рассматриваемыми ТН приведен на рис. 2б.
На рис. 2б обозначения элементов схемы замещения аналогичны обозначениям, принятым в схеме рис. 1б. Элемент RN – это сопротивление резистора, включенного в нейтральную точку соединения обмоток ВН группы ТН. Принцип действия этого сопротивления следующий: сопротивление RN образует делитель напряжения с активным и индуктивным сопротивлением нулевой последовательности ТН. В нормальном режиме индуктивное сопротивление ТН очень велико и падение напряжения на сопротивлении RN незначительно. При насыщении индуктивность ТН резко снижается, токи в обмотках ТН значительно увеличиваются, но при этом увеличивается и падение напряжения на добавочном резисторе, приводя к демпфированию резонансных колебаний. На напряжении 6 кВ в нейтраль ТН включается резистор сопротивлением 1000 Ом, на напряжении 10 кВ – 800 Ом.
Поскольку в контуре нулевой последовательности сохраняется нелинейная индуктивность Lμ0, феррорезонанс в сети с ТН типа ЗНОЛ.06 (ЗНОЛП) может иметь место. В результате компьютерных расчетов такая возможность нашла подтверждение и были получены области существования феррорезонанса в сетях с рассматриваемыми ТН. Компьютерные осциллограммы напряжений на фазах сети и токов в обмотках ВН трехфазной антирезонансной группы ТН типа ЗНОЛ.06 (ЗНОЛП) после отключения ОЗЗ приведены на рис. 3а. На рис. 3б приведена зависимость действующего значения тока в установившемся после отключения ОЗЗ режиме от емкости сети (при наличии в сети двух антирезонансных групп ТН типа ЗНОЛ.06). Резкое возрастание действующего значения тока при определенных значениях емкости сети свидетельствует об установившемся режиме феррорезонанса. Области существования устойчивого феррорезонанса при однократном появлении земли или отключении ОЗЗ, в зависимости от емкости сети и количества ТН (групп ТН), для НТМИ-6 и трехфазной группы ЗНОЛ.06-6 приведены на рис. 3в. Из рисунка следует, что при определенной емкости сети устойчивый феррорезонанс в сети с ЗНОЛ.06 (ЗНОЛП) возможен, токи при этом составляют 0,2–0,3 А. Однако области существования феррорезонанса в сетях, оснащенных этими ТН, по сравнению с сетями с традиционными ТН существенно меньше.
Дополнительное применение активного сопротивления 25 Ом, включаемого во вторичную обмотку антирезонансной группы, позволит полностью предотвратить существование устойчивого феррорезонанса.

В результате компьютерных расчетов было установлено, что группа ЗНОЛ.06 (ЗНОЛП) также подвержена явлению «ложной земли» в сетях с малой емкостью на землю. Применение дополнительного сопротивления 25 Ом во вторичной обмотке, соединенной в треугольник, позволяет предотвратить это явление. Перемежающиеся дуговые замыкания могут привести к перегреву ТН этого типа. Для существенного ограничения тока, протекающего в обмотках ВН ТН при разряде через ТН емкости сети, требуется очень большое сопротивление (порядка 300 кОм) в нейтрали обмотки ВН.
Наличие области устойчивого феррорезонанса, очевидно, является главным недостатком рассмотренной трехфазной антирезонансной группы. Включение сопротивления 25 Ом во вторичную обмотку ТН не всегда допустимо по условиям эксплуатации ТН. В настоящее время производители ТН этого типа предлагают установку добавочного сопротивления 25 Ом во вторичную обмотку для повышения антирезонансных свойств трехфазной группы ТН.
Альтернативной мерой могло бы быть увеличение сопротивления, включаемого в нейтраль обмотки ВН до 4–7 кОм, но это недопустимо по условию изоляции заземляемого вывода обмотки ТН (ТН типа ЗНОЛ). Включение дополнительных активных сопротивлений последовательно с обмоткой ВН (так же, как и увеличение сопротивления обмотки ВН) тоже неэффективно, т.к. в этом случае величины сопротивлений должны составлять 12–21 кОм (втрое больше, чем в нейтрали), что отрицательно скажется на метрологических характеристиках ТН. Наличие плавких предохранителей в обмотке ВН делает ЗНОЛП весьма чувствительными к броскам токов намагничивания при переходных процессах [2].

ТН ТИПА НАЛИ-СЭЩ-6(10)

Антирезонансная группа ТН типа НАЛИ-СЭЩ была разработана на основе уже существующей конструкции антирезонансного ТН типа НАМИТ [1]. Принципиальная схема соединения обмоток НАЛИ-СЭЩ приведена на рис. 4. Антирезонансные свойства как НАМИТ, так и НАЛИ достигаются путем включения дополнительного трансформатора (ТНП) в нейтраль обмотки ВН. При этом в нормальном режиме работы вторичная обмотка ТНП замкнута и он имеет относительно небольшое реактивное сопротивление. При появлении напряжения 3U срабатывают реле KV и KVф, вторичная обмотка ТНП размыкается контактами KL, и его реактивное сопротивление возрастает до 300 кОм. Очевидно, что при эксплуатации ТН этого типа требуется наличие соответствующих цепей релейной защиты.
ТН типа НАЛИ-СЭЩ – это трехфазная группа однофазных ТН типа НОЛ-СЭЩ с литой изоляцией. НОЛ имеют два вывода обмотки ВН, изолированных на полное напряжение (в отличие от ЗНОЛ), что позволяет установить в нейтрали обмотки ВН дополнительный трансформатор.

Схема нулевой последовательности сети с НАЛИ близка к схеме, приведенной на рис.1а, т.к. конструкции ТН типа НАМИ и НАЛИ во многом схожи. Отличие заключается лишь в параметрах вторичной обмотки, соединенной в треугольник, и в параметрах индуктивности ТН по нулевой последовательности.
При разомкнутой вторичной обмотке ТНП его активное сопротивление и индуктивность существенно увеличиваются и колебания в контуре нулевой последовательности демпфируются.
Применение НАЛИ-СЭЩ позволяет полностью предотвратить феррорезонансные процессы при однократном появлении земли или отключении ОЗЗ. Однако ТН этого типа также подвержены явлению «ложной земли». На рис. 5б приведена компьютерная осциллограмма напряжения на вторичной обмотке НАЛИ-СЭЩ, соединенной в треугольник, при подаче напряжения в сеть с емкостью фазы 10 нФ и одним НАЛИ. При этом также моделировалось размыкание через 0,1 с вторичной обмотки ТНП. Как видно из осциллограммы, включение полного реактивного сопротивления ТНП в контур нулевой последовательности к ликвидации «ложной земли» не приводит.
Путем применения дополнительных активных сопротивлений можно решить проблему существования явления «ложной земли» в сетях с НАЛИ.
При горении в сети перемежающейся дуги в обмотках ВН НАЛИ могут возникнуть недопустимые токи. Это связано с тем, что в отличие от ТН типа НАМИ индуктивность ТНП и нелинейная индуктивность нулевой последовательности НАЛИ – насыщающиеся и, как следствие, могут существенно снижаться с увеличением тока нулевой последовательности.

ТН ТИПА НАМИ-500

Этот ТН является последним в линейке антирезонансных ТН типа НАМИ для сетей 110 кВ и выше с глухозаземленной нейтралью, выпускаемых Раменским электротехническим заводом. Эффективность НАМИ в сетях 110–220 кВ рассматривалась в [3]. НАМИ-500 также имеет каскадную конструкцию (аналогично традиционным ТН типа НКФ), и для достижения антирезонансных свойств его магнитопровод частично выполняется из толстолистовой конструкционной стали.
Для исследования процессов в сетях с глухозаземленной нейтралью с НАМИ была разработана математическая модель, учитывающая проникновение магнитного поля в расположенные в магнитопроводе ТН листы конструкционной стали и связанные с этим активные потери. Для исследования процессов при коммутациях холостых ошиновок была принята схема замещения, приведенная на рис. 6а. На рис. 6б и 6в приведены компьютерные осциллограммы тока в обмотке ВН и напряжения на фазе при отключении холостой ошиновки с НАМИ. Из этих рисунков видно, что при рассматриваемой коммутации в сети с НАМИ-500 может возникать устойчивый феррорезонансный процесс. Было установлено, что в сетях с НАМИ возможен только субгармонический феррорезонанс на частоте 16,6 Гц. Этот факт объясняется тем, что активные потери в стали зависят в том числе и от частоты и на высоких частотах мощности источника не хватает для обеспечения потерь в феррорезонансном контуре (в толстолистовой конструкционной стали магнитопровода ТН).
Наиболее существенными параметрами при исследовании процессов при коммутациях холостых ошиновок являются емкости: C1 – суммарная емкость делителей коммутируемых выключателей, C2 – емкость ошиновки. Величины и соотношение этих емкостей определяют возможность возникновения и вид феррорезонансного процесса. При помощи большого количества компьютерных расчетов, варьируя эти параметры, можно получить области существования феррорезонанса при коммутации холостых ошиновок для ТН любого типа. Эти области для ТН НКФ-500 и НАМИ-500 приведены на рис. 7 (напряжение источника в схеме замещения – 525 / √3 кВ).
Из рисунка видно, что у НКФ при суммарной емкости делителей более 1 нФ (отключение двух и более воздушных выключателей 500 кВ) феррорезонанс на основной или субгармонике 1/3 возникает практически при любой емкости ошиновки. Феррорезонанс на основной гармонике сопровождается значительными перенапряжениями (до 3Uф.макс). Коммутация холостой ошиновки с НАМИ при определенном соотношении емкостей также приводит к возникновению режима феррорезонанса. Характерной особенностью является то, что устойчивый процесс возникает только на субгармонике 1/3, при этом возникающие токи невелики, например C1 = C2 = 4 нФ, IВН.ТН.эфф = 0,32 А. Однако и эти величины токов при длительном существовании режима феррорезонанса могут привести к повреждению ТН. Для полного предотвращения феррорезонанса в схемах с НАМИ можно установить дополнительную емкость на шины (конденсаторы связи), при этом параметры схемы выходят из области существования феррорезонанса.
Испытания ТН типа НАМИ-500, проводившиеся в 2006 г. в испытательном центре ОАО «НИИВА» [6, 7], позволили подтвердить достоверность разработанных математических моделей НАМИ. Испытания проводились в синтетической схеме, моделировавшей отключение холостой ошиновки. Опытные осциллограммы приведены на рис. 8.
Хорошее совпадение результатов моделирования и эксперимента, приведенных на рис. 6 и рис. 8 соответственно, свидетельствует о достоверности разработанной математической модели (величины емкостей C1 и C2 в обоих случаях одинаковы).

Читайте также:  Стрелка указывает направление тока в проводнике как направлена сила ампера

ВЫВОДЫ

1. Основные требования к антирезонансному трансформатору для сетей 6–35 кВ были сформулированы в работе [2] М.Х. Зихерманом: литая изоляция, предотвращение феррорезонанса и стойкость к перемежающимся дуговым замыканиям и к явлению «ложной земли». Рассмотренные конструкции антирезонансных ТН 6–35 кВ достаточно эффективны в предотвращении феррорезонансных явлений при ОЗЗ и однократном появлении земли. Но в части предотвращения явления «ложной земли» или стойкости к перемежающимся дуговым замыканиям, ни один из рассмотренных выше антирезонансных ТН не является достаточно эффективным.
2. Трансформатор напряжения НАМИ-500 является весьма эффективным устройством по предотвращению феррорезонанса. Исследования показывают, что при коммутациях холостых ошиновок в схемах с НАМИ-500 может иметь место лишь феррорезонанс на частоте 16,6 Гц с небольшими токами. Полного предотвращения феррорезонанса при любых параметрах сети можно добиться путем установки на шинах подстанции дополнительной емкости (например, конденсаторов связи).

ЛИТЕРАТУРА

1. Овчинников А.Г. Степанов Ю.А. Трансформаторы напряжения контроля изоляции 6–10 кВ. Сравнительный анализ моделей // Новости ЭлектроТехники. 2003. № 6(24).
2. Зихерман М.Х. Антирезонансные трансформаторы напряжения. Перспективы развития // Новости ЭлектроТехники. 2009. № 3(57).
3. Кадомская К.П., Лаптев О.И. Антирезонансные трансформаторы напряжения. Эффективность применения // Новости ЭлектроТехники. 2006. № 6(42).
4. Емельянцев Ю.А. О феррорезонансных процессах без замыкания на землю в сетях 6–35 кВ // Новости ЭлектроТехники. 2009. № 4(58).
5. Кадомская К.П., Лаптев О.И. Предотвращение феррорезонансных процессов – задача для разработчиков ТН // Новости ЭлектроТехники. 2009. № 4(58).
6. Гайворонский А.С., Кадомская К.П., Лаптев О.И. Экспериментальные и теоретические исследования условий возникновения феррорезонанса в сети 500 кВ с трансформаторами напряжения типов НКФ и НАМИ / Сб. докл. IX Междунар. симп. «Электро- техника 2030». Перспективные технологии электроэнергетики (ТРАВЭК), 28 мая – 1 июня, 2007, Москва.
7. A. Gayvoronsky, L. Darian, Ju. Goryushin, Yu.Dementyev, I. Arkhipov, G.Agafonov, B.Berlin, K.Kadomskaya, O.Laptev, A. Akopyan. Analysis of the antiresonant 220–500 kV voltage transformers application efficiency/ // CIGRE-2008. A3-303. Paris.

© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Источник

Трансформаторы напряжения НАМИ, НТМИ, НОЛ, НТС

Трансформаторы напряжения

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/v3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Трансформатор напряжения, в отличие от трансформатора тока, работает в режиме, близком к холостому ходу: сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а потребляемый ими ток — невелик.

Так же, как и в трансформаторах тока, вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения не точно на угол 180°, что и определяет угловую погрешность. В зависимости от величины номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3.

В конструкции трансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности по напряжению путем некоторого уменьшения числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток. Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле, подключенных к вторичной обмотке трансформатора напряжения, не должно превышать номинальную мощность трансформатора напряжения.

В зависимости от назначения могут применяться трансформаторы напряжения с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, соединенных по схеме открытого треугольника, а также трехфазные двухобмоточные трансформаторы НТМК, обмотки которых соединены в звезду.

Для измерения напряжения относительно земли могут применяться три однофазных трансформатора, соединенных по схеме Y0 /Y0, или трехфазные трехобмоточные трансформаторы НТМИ или НАМИ. В последнем случае обмотка, соединенная в звезду, используется для присоединения измерительных приборов, а к обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяется реле защиты от замыканий на землю.

Таким же образом в трехфазную группу соединяются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы НКФ.

Трансформаторы трехфазные и однофазные, сухие и масляные

По конструкции различают трехфазные и однофазные трансформаторы. Трехфазные трансформаторы напряжения применяются при напряжении до 18 кВ, однофазные трансформаторы – на любые напряжения.

По типу изоляции трансформаторы могут быть сухими, масляными и с литой изоляцией.

Обмотки сухих трансформаторов выполняются проводом ПЭЛ, а изоляцией между обмотками служит электрокартон. Такие трансформаторы применяются в установках до 1000 В (НОС-0,5 — трансформатор напряжения однофазный, сухой, на 0,5 кВ).

Трансформаторы напряжения с масляной изоляцией применяются на напряжение 6-1150 кВ в закрытых и открытых распределительных устройствах. В этих трансформаторах обмотки и магнитопровод залиты маслом, которое служит для изоляции и охлаждения.

Примечание. Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ-6, НОМ-10, НОМ-15, НОМ-35 от однофазных трехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-35.

Дилерские соглашения, которые имеет компания «ПромЭК» с производителями трансформаторов напряжения, позволяет предлагать их потребителям с гарантией качества продукции и по лучшей в регионе цене. Наша компания гарантирует также и высокий сервис поставок оборудования. Доставка до транспортной компании – бесплатная!

Доставка по России.
Скидки постоянным клиентам!

Источник