Введение.

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И УГОЛЬНОЙ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ УКРАИНЫ

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ

И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

В.Г. Лопатин, Н.П. Лопатина

ПЕРВИЧНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ, ТРАНСРЕАКТОРЫ И ФАЗОПОВОРОТНЫЕ СХЕМЫ В УСТРОЙСТВАХ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

СЕВАСТОПОЛЬ

621.316.952(075.8)

Л 771

УДК 621.316.9. 189(075.8)

Лопатин В.Г., Лопатина Н.П.

Л 771 Первичные измерительные преобразователи напряжения, трансреакторы и фазоповоротные схемы в устройствах релейной защиты. - Севастополь: СНУЯЭиП, 2012, - 57 с

В настоящем учебном пособии рассмотрены общие принципы функционирования измерительных трансформаторов напряжения, трансреакторов и фазоповоротных схем, применяемых в устройствах релейной защиты и автоматики. Приведены основные технические параметры измерительных трансформаторов напряжения и схемы их включения.

В силу большой значимости первичных измерительных преобразователей, а также трансреакторов, применяемых в устройствах РЗиА, данное учебное пособие будет полезным студентам, изучающим дисциплины «Элементы релейной защиты и автоматики», «Основы релейной защиты», «Основы теории релейной защиты», «Эксплуатация релейной защиты».

Учебное пособие предназначено для студентов электротехнических специальностей очной и заочной форм обучения по специальностям 7.090601 «Электрические станции», 7.090603 «Электротехнические системы электропотребления».

Издание СНУЯЭиП,

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 4

1 Измерительные трансформаторы напряжения 6

1.1 Назначение измерительных трансформаторов напряжения

и их классификация. 6

1.2 Основные параметры трансформаторов напряжения и

маркировка их вводов. 9

1.3 Схема замещения и векторная диаграмма трансформатора

напряжения. 12

1.4 Емкостные трансформаторы напряжения. 15

1.5 Работа измерительных трансформаторов напряжения в

переходных режимах. 18

1.6 Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения

и реле 20

1.6.1 Схема соединения обмоток трансформатора (-ов)

напряжения Y/Y-12 20

1.6.2 Схема соединения обмоток трансформаторов

напряжения в неполный треугольник 24

1.6.3 Схема соединения обмоток трансформатора (-ов)

напряжения для получения напряжения нулевой

последовательности 24

1.7 Назначение, устройство и схема внутренних соединений

пятистержневого трехобмоточного трансформатора

напряжения 29

1.8 Измерительные трансформаторы напряжения каскадного

типа 32

2 Трансреакторы и фазоповоротные схемы 34

2.1 Назначение, устройство и принцип действия трансреактора 34

2.2 Схемы включения обмоток трансреактора. 40

2.3 Общие сведения о фазоповоротных схемах 46

2.4 RC-фазоповоротные схемы 48

2.5 RL-фазоповоротные схемы 52

3 Перечень контрольных вопросов 55

Список литературы. 56

ВВЕДЕНИЕ

В обеспечении функционирования различных устройств релейной защиты и автоматики (РЗиА), применяемых в электроэнергетических системах (ЭЭС), большая роль отводится первичным измерительным преобразователям тока и напряжения. Ими являются, главным образом, измерительные трансформаторы тока (ТТ) и измерительные трансформаторы напряжения (ТН).

В релейной защите (РЗ) измерительные преобразователи напряжения предназначаются для передачи информации о напряжении на защищаемом элементе электрической сети в измерительные органы защиты (во входные цепи реле напряжения, реле сопротивления, реле частоты, реле направления мощности, реле контроля фаз и др.).

Измерительные ТН, как и измерительные ТТ, обеспечивают гальваническую развязку входных цепей устройств РЗ от цепей высокого напряжения защищаемого элемента, что облегчает обслуживание устройств РЗиА и обеспечивает персоналу безопасную работу. Кроме того, в отдельных случаях могут выполнять функции источника оперативного напряжения.

Первичные измерительные преобразователи напряжения имеют ряд исполнений. Основными их разновидностями являются электромагнитные (наиболее часто употребляемые) и емкостные ТН. Для питания цепей устройств РЗ используются однофазные и трехфазные ТН. Последние могут быть трехстержневыми и пятистержневыми. Конструктивное выполнение измерительных трансформаторов напряжения во многом зависит от класса напряжения сети, в которой предусматривается их работа. Так в сетях 220 кВ и 330кВ используются электромагнитные ТН каскадного типа. Такая конструкция ТН позволяет уменьшить его габариты и повысить надежность работы.

Как и к измерительным ТТ, к измерительным ТН предъявляют определенные требования по точности их работы, - измерительные ТН должны иметь минимальные погрешности по напряжению и по углу, а также ТН должны минимально привносить во вторичное напряжение высшие гармоники.

Кроме первичных измерительных преобразователей напряжения в устройствах РЗиА находят широкое применение, так называемые, трансформаторные реакторы (трансреакторы, TAV), которые могут выполнять ряд функций:

- являясь передаточным звеном между вторичной обмоткой измерительного ТТ и входной цепью полупроводникового токового реле, трансреактор преобразует вторичный ток трансформатора тока в пропорциональное ему напряжение, необходимое для управления работой полупроводникового реле;

- трансреактор может производить геометрическое сложение (вычитание) двух вторичных токов разных фаз, обеспечивая на выходе напряжение, пропорциональное геометрической сумме (разности) фазных вторичных токов;

- в некоторых реле (РТФ-6М, КРС-2, РМОП-2 и др.) трансреактор позволяет в некоторых пределах изменять (регулировать) угол сдвига фаз между выходным напряжением и входным током, что необходимо для правильного функционирования данных реле;

- в отдельных релейных защитах (дифференциальная защита) трансреакторы обеспечивают сложение (вычитание) вторичных токов одной фазы, обеспечивая селективность работы данной защиты;

- в отдельных случаях для улучшения технических характеристик защиты (ДЗТ-20) используется дифференцирующее свойство трансреактора.

В настоящем учебном пособии изложены общие принципы устройства и функционирования измерительных трансформаторов напряжения и трансреакторов, приведены общие технические параметры и погрешности в работе ТН. Рассмотрены наиболее применяемые схемы соединения обмоток ТН и реле. В параграфе «Трансреакторы» помимо общих принципов приведены упрощенные реальные схемы входных цепей различных реле с трансреакторами.