Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения

Измерительные органы, в частности реле напряжения KV, включаются на фазные и междуфазные напряжения, а также на напряжения нулевой и обратной последовательностей. Для получения этих напряжений применяются однофазные или трехфазные ТН.

Рассмотрим основные схемы соединений обмоток на примере однофазных трехобмоточных ТН (рис. 2.4). Для измерения фазных и междуфазных напряжений первичные обмотки этих ТН соединены в звезду с заземлением нейтрали, которое называется рабочим заземлением. Основные вторичные обмотки ТН также соединена в звезду с заземлением нейтрали. Данное заземление нейтрали называется защитным.

Напряжения отдельных последовательностей можно выделить из полных фазных напряжений посредством фильтров напряжений симметричных составляющих. Так, для получения напряжения нулевой последовательности

Рис. 2.4. Типовая схема соединений обмоток однофазных трехобмоточных трансформаторов напряжения

первичные обмотки ТН должны соединяться в звезду с заземленной нетралью. Это требование уже выполнено. Полученные при этом вторичные фазные напряжения суммируются путем соединения дополнительных вторичных обмоток в разомкнутый треугольник с выполнением защитного заземления. Напряжение на обмотке реле .

При отсутствии в полных фазных напряжениях составляющих нулевой последовательности напряжение на выходе разомкнутого треугольника близко к нулю. Отметим, что напряжение небаланса не превышает , а максимальное напряжение на зажимах фильтра .

В системах с заземленной нейтралью напряжение на зажимах разомкнутого треугольника при замыкании на землю не превышает фазное , а в системах с изолированной нейтралью оно может достигать . Поэтому номинальное вторичное фазное напряжение обмоток, соединенных в разомкнутый треугольник, принимается равным , если ТН устанавливается в системе с заземленной нейтралью, и равным , если ТН устанавливается в системе с изолированной нейтралью.

Исходя из требований техники безопасности помимо защитных заземлений вторичных обмоток с первичной и вторичной сторон ТН устанавливаются предохранители FA.

Глава 3

МАКСИМАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА

 

Принцип действия защиты

Одним из наиболее характерных признаков возникновения повреждения, а также других нарушений нормального режима работы электрооборудования энергосистемы является резкое увеличение тока (или, как говорят, появление сверхтока), который становится значительно больше тока нагрузки. На использовании этого признака основано действие максимальной токовой защиты (МТЗ).

Таким образом, первым требованием, которому должна удовлетворять максимальная токовая защита, является правильное выявление момента возникновения повреждения в защищаемой электрической сети, что достигается установкой определенного значения тока срабатывания.

Появление сверхтока в каком-либо элементе электрической сети не всегда является признаком повреждения именно этого элемента. Дело в том, что сверхток проходит не только по поврежденному элементу, но и по связанным с ним неповрежденным элементам электрической сети. Так, например, в электрической сети, состоящей из трех последовательно соединенных ЛЭП W1, W2 и W3 (рис. 3.1), при КЗ в точке К сверхток проходит от источника питания (система С) к месту повреждения как по поврежденной ЛЭП W1, так и по неповрежденным ЛЭП W2 и W3. Если сверхток превысит ток срабатывания, то придут в действие (запустятся) и сработают МТЗ всех трех ЛЭП: АК1, АК2 и АКЗ. В результате такого действия будут отключены не только поврежденная, но и неповрежденные ЛЭП, что недопустимо. Правильная ликвидация аварии будет иметь место лишь в том случае, если сработает только защита АК1 и отключит выключатель Q1, ближайший к месту повреждения.

Таким образом, вторым требованием, которому должна удовлетворять максимальная токовая защита, является правильный выбор поврежденного элемента электрической сети. Для выполнения этого требования, которое называется избирательностью или селективностью, МТЗ элементов электрической сети должны иметь различное время срабатывания, возрастающее в направлении к источнику питания.

 

Рис. 3.1. Работа максимальной токовой защиты в радиальной сети
с односторонним питанием

 

Время срабатывания МТЗ от момента возникновения сверхтока до воздействия на выключатель называется выдержкой времени. В рассматриваемом случае наименьшую выдержку времени должна иметь защита АК1, несколько большую - защита АК2 и еще большую - защита АКЗ. При такой настройке выдержек времени защит электрической сети на рис.3.1 при возникновении КЗ в точке К запустятся все защиты, но первой сработает защита АК1 и отключит выключатель Q1. После этого прохождение тока КЗ прекратится и защиты АК2 и АКЗ вернутся в исходное состояние до того, как истечет установленная на них выдержка времени. В результате ликвидации аварии будет отключена только поврежденная ЛЭП W1, а неповрежденные ЛЭП W2 и W3 останутся в работе.

Для выявления момента возникновения аварии и обеспечения действия в рассмотренной выше последовательности МТЗ состоит из двух органов: пускового измерительного органа, который выявляет момент возникновения КЗ или другого нарушения нормального режима работы и производит пуск защиты, и органа выдержки времени, который замедляет действие защиты для обеспечения селективности.