Повреждения в цепях трансформаторов напряжения и Контроль за их исправностью

а) Повреждения в цепях ТН

Во вторичных цепях трансформатора напряжения могут воз­никать повреждения (к. з. и обрывы). Короткие замыкания вызы­вают опасное увеличение тока в трансформаторе, и поэтому для его защиты устанавливаются предохранители или автоматы, пре­рывающие цепь при появлении повышенных токов. Повреждения вторичных цепей, а также их нарушение при перегорании предо­хранителей или действии автоматов искажают величину и фазу 'коричного напряжения, что приводит к неправильной работе защиты.

Так, например, при к. з. или обрыве фаз вторичной цепи напряжение, подводимое к обмоткам реле защиты, снижается или полностью исчезает, что воспринимается защитой как к. з. в сети может явиться причиной ложного действия защиты

Для предупреждения ложных действий предусматриваются специальные устройства (блокировки), которые реагируют на повреждения во вторичных цепях напряжения, подают при этом сигнал о неисправности и выводят из действия (блокируют) защиты, которые могут неправильно сработать при повреждении в цепях напряжения.

Выполнение подобных устройств, полноценно реагирующих на все возможные повреждения, является трудной задачей.

б) Блокирующие устройства, реагирующие на появление U₀ и I ₀ при повреждениях в цепях напряжения

На рис. 6-12 приведены наиболее распространенные устрой­ства этого типа. Они реагируют на появление напряжения и тока нулевой последовательности во вторичных цепях трансформатора

напряжения. Для этого реле 1 включается на напряжение нуле вой последовательности по одной из схем, приведенных на рис. 6-12.

В нормальных условиях вторичные напряжения трансформатора напряже­ния симметричны, поэтому их сумма равна нулю и напряжение на реле 1 отсутствует. При обрыве одной или двух фаз цепи напряжения возникает U₀, под влиянием которого в реле 1 по­является ток и оно срабатывает, давая сигнал и выводя защиту из работы.

Реле 1 может действовать не только при обрывах, но и при к. з. на землю в первичной сети; чтобы предотвратить при этом блокирование защиты, ставится реле I ₀ (рис. 6-13), реагирующее на появление тока I ₀ в первич­ной сети; При замыканиях на землю в первичной сети реле I ₀ размыкает цепь блокировки своим контактом. В случае же повреждения в цепях напряжения и нормальном состоянии пер­вичной сети реле I ₀ не действует и разрешает реле 2 (на рис. 6-12 реле 1) блокировать защиту и подать сигнал о повреждении цепей. Рассмотренное устройство не реагирует на одновременный обрыв всех трех фаз цепи напряжения, на трехфазное к. з. во вторичных цепях и обрыв нулевого провода той же цепи. Однако вследствие своей простоты оно получило широкое распространение.

Чебоксарский электроаппарат­ный завод выпускает устройства подобного типа: КРБ-11 и КРБ-12.

в) Контроль цепей разомкнутого треугольника ТН

Контроль исправности цепи вто­ричной обмотки ТН, соединенной по схеме фильтра нулевой последова­тельности, производится путем пе­риодического измерения напряжения небаланса с помощью вольтметра, включаемого по схеме на рис. 6-14. При исправной цепи вольтметр показывает напряже­ние небаланса, имеющее величину 1—3 В, а при нарушении цепи показания пропадают.

г) Блокирующее устройство на сравнении напряжений двух вторичных обмоток ТН

Схема с семиобмоточным трансформатором. Более полноцен­ным по сравнению с предыдущими является устройство контроля, показанное на рис. 6-15. Оно предназначено для трансформаторов напряжения с двумя вторичными обмотками Н1 и Н2, соединен­ными по схеме звезды и разомкнутого треугольника. Действие этого устройства основано на сравнении одноименных фазных напряжений обмоток Н1 и Н2, которые нормально одинаковы по величине и фазе.

В случае же неисправности во вторичной цепи одной из об­моток равенство напряжений нарушается, что и служит призна­ком повреждения, на которое реагирует устройство. Сравнение напряжений обмоток Н1 и Н2 производится с помощью много­обмоточного вспомогательного трансформатора 1 (рис. 6-15). Его обмотки А₁ и А₂, В₁ и В_г, С₁ и С_г, питаемые напряжением одно­именных фаз, имеют попарно равное число витков и создают встречно направленные магнитные потоки. Витки обмоток, пи­тающихся от разных фаз, неодинаковы и подобраны в определенном соотношении:

В нормальных условиях напряжения одноименных фаз кон­тролируемых обмоток Н1 и Н2 одинаковы, поэтому создавае­мые ими магнитные потоки в трансформаторе 1 взаимно урав­новешиваются и ток в реле 2 отсутствует.

В случае обрыва одной или двух фаз в цепях обмотки Н1 или Н2 равновесие магнитных потоков соответствующих одно­именных фаз обмоток трансформатора 1 нарушается, появляется остаточный поток, вызывающий ток в реле 2, под влиянием ко­торого оно срабатывает.

При одновременном обрыве трех фаз вторичной цепи обмотки Н1 или Н2 сумма потоков в трансформаторе 1, обусловленных напряжениями, например U_A1, U _В1 и U_C1 оставшейся обмотки Н1, не будет уравновешиваться вследствие неравенства витков w _A1, w _В1, w _C1, что и вызовет работу реле 2.

При к. з. в цепях обмотки Н1 или Н2 баланс напряжений нарушается, но, как показывают анализ и испытания, в ряде случаев разница напряжений оказывается недостаточной, в ре­зультате чего реле 2 не действует.

На повреждения в первичной сети устройство не отзывается, поскольку при этом вторичные напряжения одноименных фаз обеих обмоток Н1 и Н2 равны.

Как отмечалось, обе схемы (по рис. 6-12 и 6-15) из-за недо­статочной чувствительности не отзываются на некоторые случаи к. з. во вторичных цепях напряжения.

В этих случаях обе блокировки приходят в действие, но только после работы автоматов, установленных во вторичных цепях трансформаторов напря­жения для защиты их от к. з. Контакты автоматов размыкают поврежден­ную цепь напряжения, после чего блокирующее устройство реагирует на появившийся обрыв цепи и срабатывает. Таким образом, блокировка в этих случаях работает с замедлением.

Для предотвращения неправильной работы защиты, приходящей в дей­ствие от понижения напряжения, обусловленного к. з. в цепях напряжения, необходимо выполнить условие

В связи с этим разработан новый вариант блокировки защит при нарушениях в цепях напряжения [Л. 92].

Р, вызывая его действие. Рассмотренная схема обладает высокой чувствительностью и реагирует на все виды повреждений во вторичных цепях ТН.

д) Оценка схем

Схемы, реагирующие на появление составляющих нулевой последовательности, проще других, но они недостаточно совер­шенны. Эти схемы не действуют при обрыве трех фаз вторичных цепей ТН, а также при к. з. в цепях напряжения, не сопровож­дающихся появлением U₀.

Схемы на балансе напряжений с тремя трехобмоточными трансформаторами более совершенны, но и более сложны. Их следует применять для блокировки защит на линиях 220 кВ и выше, отключение которых из-за ложной работы защиты суще­ственно влияет на надежность энергосистемы.

Дата добавления: 2014-12-23