Измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Трансформаторы тока применяют для подключения измерительных приборов, устройств релейной защиты и автоматики. По конструкции и назначению трансформаторы тока разнообразны. Осмотр, обслуживание и ремонт трансформаторов тока и напряжения проводят в соответствии с ПТЭЭП, ПУЭ и ПТБ. Испытания трансформаторов тока и напряжения выполняют перед вводом их в эксплуатацию и после капитального ремонта.

Трансформаторы тока подвергают тщательному осмотру, обращая внимание на состояние контактных соединений, проверяют схему соединения обмоток, измеряют сопротивление изоляции обмоток, так как более половины повреждений трансформаторов тока связаны с перекрытием изоляции в результате ее загрязнения. У трансформаторов с фарфоровой изоляцией выявляют отсутствие трещин, сколов фарфора, целостность армировки (особенно в зимнее время при низких температурах). Для масляных трансформаторов тока проверяют уровень масла по маслоуказателю.

Измерение сопротивления изоляции первичной и вторичной цепи выполняют мегаомметром. Значения сопротивлений изоляции первичной цепи не нормируются, а для вторичной цепи они должны быть не ниже 1 МОм. У трансформаторов тока на напряжение 35 кВ и выше и у всех трансформаторов с основной изоляцией из бумаги, бакелита или битумных материалов измеряют тангенс угла диэлектрических потерь.

Испытания трансформаторов напряжения разделяют на контрольные и типовые. Они предусматривают как испытания изоляции трансформатора, так и получение ряда характеристик, позволяющих судить о пригодности трансформаторов для выполнения функций измерительного. Такие испытания трансформаторов напряжения, как измерение сопротивления обмотки постоянному току и сопротивления изоляции, не отличаются от испытания силовых трансформаторов.

К специфическим испытаниям трансформаторов напряжения относятся следующие:

  • 1) измерение напряжения на дополнительной обмотке;
  • 2) испытание главной изоляции;
  • 3) испытание на нагрев;
  • 4) испытание изоляции трансформаторов напряжения, предназначенных для работы в сетях с изолированной нейтралью;
  • 5) измерение напряжения на вторичной дополнительной обмотке трехфазных трехобмоточных трансформаторов.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения являются одними из наиболее распространенных устройств в системах электроснабжения. К главным областям их применения относятся следующие:

  • • входят в состав измерительных комплексов по учету электроэнергии вместе со счетчиками;
  • • являются датчиками сигналов для релейной защиты и автоматики;
  • • являются источниками оперативного тока для релейной защиты и автоматики.

Организация эксплуатации измерительных трансформаторов тока и напряжения включает в себя следующие мероприятия:

  • 1) контроль технического состояния;
  • 2) установление периодичности осмотров;
  • 3) проведение расследования и учета нарушений в эксплуатации;
  • 4) оценку возможности дальнейшей эксплуатации электромагнитных трансформаторов напряжения при изменении электрической схемы энергообъекта и возможном возникновении фер- рорезонансных перенапряжений при отключениях систем шин выключателями;
  • 5) вывод из работы;
  • 6) утилизацию.

Эксплуатация измерительных трансформаторов тока и напряжения должна осуществляться в соответствии с требованиями нормативных документов и заключаться в периодических осмотрах, текущих ремонтах и эксплуатационных испытаниях. Осмотр проводится одновременно с осмотром всего электрооборудования. При осмотрах обращают внимание на отсутствие течи масла у маслонаполненных трансформаторах, уровень масла, состояние и степень загрязнения изоляции, отсутствие разрядов и внутреннего треска, состояние и нагрев контактов.

Дефекты измерительных трансформаторов тока и напряжения, не обнаруженные внешним осмотром, выявляются профилактическими испытаниями, которые проводят при капитальном ремонте распреду- стройства.

Трансформаторы тока и напряжения широко применяются в схемах измерений и учета электроэнергии, являются элементами устройств релейной защиты и автоматики. От первичной обмотки, находящейся под высоким напряжением, вторичная обмотка надежно изолируется, что гарантирует безопасное обслуживание вторичных цепей и подключенных к ним приборов и реле.

Токовые цепи нагрузки подключают к вторичной обмотке трансформаторов тока последовательно, однако общее сопротивление вторичной обмотки мало. Поэтому считается, что рабочий режим трансформаторов тока близок к режиму короткого замыкания. Размыкание вторичной обмотки трансформаторов тока приводит к аварийному режиму, при котором резко возрастает магнитный поток в сердечнике и ЭДС (электродвижущей силы) на разомкнутых зажимах, что представляет опасность для обслуживающего персонала и для изоляции вторичных цепей.

Поэтому вторичные обмотки трансформаторов тока должны быть всегда замкнуты на реле и приборы или закорочены при помощи специальных зажимов. Если необходимо заменить реле или прибор, то предварительно следует установить шунтирующую их перемычку, т.е. выполнить соответствующие замены без разрыва вторичной цепи. Поэтому у трансформаторов тока, находящихся в эксплуатации, проверяют наличие закороток на свободных концах вторичных обмоток.

Кроме того, проверяют исправность изолирующих элементов, надежность присоединения шин распределительного устройства к выводам первичных обмоток, состояние изоляции вторичной обмотки и ее сопротивление, уровень масла (в маслонаполненных трансформаторах).

Для обеспечения безопасности производства работ обслуживающим персоналом каждая вторичная обмотка трансформатора тока заземляется. Заземляются также все металлические части, связанные с вторичной обмоткой трансформатора тока (кожух, фланцы, основание, цоколь, тележка и т.п.), а также один из выводов вторичной обмотки, если это допустимо по условиям работы релейной защиты. Работы, связанные с переключениями в цепях вторичной обмотки, а также с размыканием этих цепей, производят после отключения трансформаторов тока от сети.

Особое внимание обращают на состояние заземления вторичных обмоток трансформаторов тока и на отсутствие обрыва вторичной цепи, где может в этом случае появиться опасное для персонала и изоляции напряжение и перегрев трансформатора.

При выполнении профилактических и ремонтных работ определяют погрешности трансформаторов тока, а также проверяют отсутствие витковых замыканий снятием характеристики намагничивания, которую потом сравнивают с типовой или с характеристиками исправных однотипных трансформаторов тока.

Если снятая характеристика проходит ниже типовой более чем на 20%, то трансформатор следует вывести из эксплуатации. После выполнения ремонта проводят испытания трансформаторов тока в объеме, указанном в ПТЭЭП и правилах технической безопасности, а также проверку полярности и маркировки вторичных обмоток, коэффициента трансформации.

Эксплуатация измерительных трансформаторов напряжения заключается в надзоре за их работой во время осмотров электрооборудования и контроле исправности цепей вторичного напряжения. При этом обращают внимание на общее состояние трансформаторов напряжения, отсутствие разрядов и внутреннего треска, следов перекрытия изоляторов, степень их загрязнения, отсутствие трещин и сколов изоляции, состояние армировочных швов.

Контроль исправности автоматических выключателей и плавких предохранителей, которые выполняют функцию защиты измерительных трансформаторов напряжения от токов короткого замыкания, осуществляется с помощью сигнальных устройств.

Преобразуемое с помощью измерительных трансформаторов напряжения высокое напряжение в низкое используется для питания измерительных приборов, различных реле управления, защиты и автоматики. Они, так же как и трансформаторы тока, отделяют вторичные цепи от высокого напряжения первичной обмотки и тем самым обеспечивают безопасность их обслуживания. Размыкание вторичной обмотки трансформатора напряжения не приводит к аварийной ситуации. Трансформаторы напряжения работают в режиме, близком к холостому ходу. В закрытых распределительных устройствах напряжением до 35 кВ применяются трансформаторы с литой изоляцией, обладающие меньшей массой, размерами, отличающиеся пожаробезопасностью и простотой в эксплуатации.

Режим работы измерительного трансформатора напряжения, в отличие от режима работы силового трансформатора, близок к режиму холостого хода, поэтому условия его работы существенно отличаются от условий работы силового трансформатора. Вследствие этого повреждаемость трансформаторов напряжения относительно невелика.

В эксплуатации наиболее частыми повреждениями являются вит- ковые замыкания в обмотках первичного и вторичного напряжений, замыкания изоляции в магнитопроводе. Для предупреждения этих повреждений регулярно осматривают и проводят профилактику трансформаторов напряжения. Обращают внимание на уровень масла и отсутствие его течи, состояние фарфоровых изоляторов (отсутствие загрязненности, следов перекрытия поверхности изоляторов, трещин, сколов), а также исправность армировочных швов.

На напряжение до 35 кВ измерительные трансформаторы напряжения, как правило, включаются с помощью плавких предохранителей, а при напряжении 110 кВ и выше предохранители не устанавливаются, так как согласно имеющимся данным повреждения таких трансформаторов напряжения происходят редко. Включение и отключение трансформаторов напряжения производится разъединителями.

Для защиты трансформаторов напряжения от тока короткого замыкания во вторичных цепях устанавливают автоматические выключатели переменного тока с электромагнитными расцепителями, которые обеспечивают эффективное срабатывание специальных блокировок, выводящих из действия отдельные виды защит при обрыве цепей напряжения. Срабатывание автоматических выключателей контролируется сигнальными устройствами. Для безопасности персонала один из выводов вторичной обмотки трансформатора напряжения обязательно заземляется.

При эксплуатации и ремонте трансформаторов напряжения проводят профилактические испытания, измерения и проверку параметров, целью которых является своевременное выявление отклонений в их работе, могущих привести к выходу их из строя.

Испытания проводят согласно ПТЭЭП и правилам техники безопасности, в соответствии с которыми измеряют сопротивления изоляции первичных и вторичных обмоток, тангенс угла диэлектрических потерь, проводят испытания изоляции обмоток, вводов повышенным напряжением промышленной частоты, а также испытания трансформаторного масла.

В системах электроснабжения напряжением 6—10 кВ широко применяются трехфазные трехобмоточные трансформаторы напряжения типа НТМИ (НТ — трансформатор напряжения, М — масляный, И — измерительный), предназначенные для контроля изоляции сетей, работающих с изолированной или компенсированной нейтралью (эту функцию выполняет вторичная обмотка, соединенная в разомкнутый треугольник) и присоединения измерительных приборов

(эту функцию выполняет другая вторичная обмотка, соединенная в звезду). На рис. 2.12 показан измерительный трансформатор напряжения типа НТМИ.

Измерительный трансформатор типа НТМИ

Рис. 2.12. Измерительный трансформатор типа НТМИ

В конструктивном отношении трансформатор НТМИ является пятистержневым, в котором два крайних стержня магнитопровода служат для замыкания магнитных потоков нулевой последовательности, создаваемых током в первичной обмотке при замыканиях на землю.

Условия эксплуатации трансформаторов напряжения следующие:

  • • высота установки над уровнем моря должна быть не более 1000 м;
  • • отсутствие тряски, вибрации и ударов;
  • • длительный режим работы;
  • • температура окружающего воздуха от —45 до +40 °С (исполнение УЗ);
  • • от 10 до +50 °С (исполнение ТЗ).

Эксплуатация измерительных трансформаторов напряжения (ТН) и тока (ТТ) заключается прежде всего в периодических осмотрах, текущих ремонтах, эксплуатационных испытаниях при правильно выбранных параметрах электрооборудования, непосредственно связанного с измерительными трансформаторами, и в поддержке их на требуемом уровне.

Кроме того, при эксплуатации надо следить за правильным выбором плавких вставок предохранителей. Только в этом случае обеспечивается надежность действия предохранителей. Такой подход должен иметь место и в отношении релейной защиты, автоматики и других устройств. Поэтому на щитах управления и релейных щитах следует систематически контролировать наличие напряжения от трансформаторов напряжения по вольтметрам и сигнальным устройствам, в противном случае релейная защита может работать ложно или давать сбои в работе.

Конструкция и технические характеристики ТТ и ТН постоянно совершенствуются. Так, ТТ изготовляются с любыми классами точности, возможностью переключения коэффициентов трансформации по низкой стороне, различными нагрузками и т.п. Должно быть обеспечено пломбирование вторичных выводов высоковольтных измерительных трансформаторов для защиты от несанкционированного доступа. Для удобства применения в существующих измерительных трансформаторах увеличено количество вторичных обмоток.

Опыт эксплуатации измерительных ТН, в частности НТМИ-6 (10), используемых в сетях с изолированной нейтралью, показал их частую повреждаемость, главной причиной которых являются феррорезо- нансные явления. При этом через обмотки высокого напряжения ТН проходят значительные токи, превышающие в несколько раз номинальные.

Применение антирезонансных ТН обеспечивает их защиту и тем самым повышает надежность систем электроснабжения. Эти ТН обладают стойкостью не только к феррорезонансу, но и к воздействию перемежающейся дуги в случае замыкания одной из фаз сети на землю в системах с изолированной нейтралью.

В качестве литой изоляции используются эпоксидные и полиуретановые компаунды, обеспечивающие высокую электрическую прочность измерительных трансформаторов, их надежность, сводя к минимуму объем профилактических работ при их эксплуатации.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >