Примеры соединений измерительных трансформаторов. Разомкнутый треугольник трансформатор напряжения

1.6.2 Схема соединения обмоток тн в неполный треугольник

Схема выполняется двумя однофазными ТН, которые включаются на два междуфазных напряжения (рисунок 1.13).

Реле KV могут включаться на любые три междуфазные напряжения Uаb, Ubс, Uса (рисунок 1.13,а)) или на фазные напряжения по отношению к нулевой точке системы междуфазных напряжений (рисунок 1.13,б)). Данная схема применяется в сетях 6 ÷ 35 кВ, когда не требуется получение фазных напряжений по отношению к земле.

Рисунок 1.13 Схема соединения обмоток двух однофазных ТН в неполный треугольник

а) с нагрузкой, включённой на междуфазные напряжения;

б) с нагрузкой, включённой на фазные напряжения по отношению к нулевой точке системы междуфазных напряжений

Данная схема исключает воздействие на реле напряжений НП, когда они имеются в полных первичных напряжениях.

1.6.3 Схема соединения обмоток тн для получения напряжений нп

Для получения напряжений НП обычно используются однофазные (свыше 35 кВ) или трёхфазные пятистержневые (до 35 кВ) трансформаторы напряжения. Их первичные обмотки соединяются в звезду, нейтраль которой заземляется (рисунок 1.14).

Рисунок 1.14 Схема включения обмоток трёх однофазных трансформаторов

напряжения в фильтр напряжений НП

Напряжение на зажимах разомкнутого треугольника равно геометрической сумме напряжений вторичных обмоток

U2 = Uа + Ub + Uс.

В нормальных условиях работы защищаемой сети, когда векторы первичных напряжений Uа + Ub + Uс представляют собой симметричную систему векторов, геометрическая сумма вторичных напряжений равна нулю.

При замыкании «без земли» U2 также равно нулю, так как в этом случае несимметричная система векторов полных первичных напряжений содержит лишь составляющие прямой и обратной последовательности. Вторичные напряжения Uа, Ub , Uс в этом случае можно представить в виде сумм напряжений прямой и обратной последовательностей, т.е.

Uа = U1а + U2а; Ub= U1b + U2b; Uс = U1с + U2с. (1.20)

Выше отмечалось, что вторичное напряжение равно

U2 = Uа + Ub + Uс

С учётом выражений 1.20 можно записать

U2 = U1а + U2а + U1b + U2b + U1с + U2с (1.21)

Известно, что U1а + U1b + U1с = 0, а также U2а + U2b + U2с = 0.

Следовательно, при коротких замыканиях в сети «без земли», когда отсутствуют напряжения НП, вторичное напряжение на выходе разомкнутого треугольника равно нулю.

При коротких замыканиях в защищаемой сети «с землёй», когда в составе полных вторичных напряжений есть составляющие нулевой последовательности, вторичное напряжение U2 пропорционально напряжениям НП.

U2 = Uр = Uоа + Uоb + Uос = 3Uоф (1.22)

Рисунок 1.15, поясняющий работу фильтра напряжений НП

Таким образом, рассмотренная схема включения обмоток ТН является фильтром напряжений НП. Необходимым условием работы схемы в качестве фильтра НП является обязательное заземление нейтрали первичных обмоток.

Применяя однофазные трёхобмоточные ТН с двумя вторичными обмотками, можно соединять первые вторичные обмотки по схеме звезды, а вторые – по схеме разомкнутого треугольника (рисунок 1.16). При таком соединении можно получить фазные и междуфазные вторичные напряжения, а также суммарное напряжение НП.

Рисунок 1.16 Условное обозначение схемы соединения трёх однофазных

трёхобмоточных ТН

Номинальные напряжения вторичных обмоток, предназначенных для включения по схеме разомкнутого треугольника, принимаются равными:

- 100 В для сетей с заземлённой нейтралью;

- 100/3 В для сетей с изолированной нейтралью.

При однофазном КЗ в сети с глухозаземлённой нейтралью (сети 110 кВ и выше, а также сети 0,4 кВ), фазное напряжение повреждённой фазы становится равным нулю. Напряжения неповреждённых фаз остаются равными фазным напряжениям нормального режима (рисунок 1.17).

Рисунок 1.17 Схема фильтра напряжений НП и векторная диаграмма напряжений при однофазном КЗ в сети с глухозаземлённой нейтралью

Известно, что при К(1) в сети с глухозаземлённой нейтралью напряжения НП в каждой фазе равны (одной трети напряжения неповреждённой фазы, рисунок 1.17,б)). При этом напряжение на выходе разомкнутого треугольника

В сетях с изолированными нейтралями (сети напряжением 6 ÷ 35 кВ) при однофазном замыкании на землю напряжения неповреждённых фаз по отношению к земле становятся равными междуфазному напряжению. При этом напряжения НП в каждой фазе (в том числе и в повреждённой) становятся по величине равными фазным напряжениям доаварийного режима (рисунок 1.18)

Uоа = Uоb = Uос = Uф

Uс

Uв

-Uа

Рисунок 1.18 Векторная диаграмма напряжений при однофазном замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью

Напряжение на выходных зажимах разомкнутого треугольника

U2 = 3Uоф = 3Uф норм. реж.

Для того, чтобы при однофазном замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью напряжение, подаваемое на реле, не превышало 100В, у ТН , предназначенных для работы в данных сетях, вторичные обмотки, соединённые в разомкнутый треугольник обеспечивают увеличенный коэффициент трансформации, например,

studfiles.net

Схема - разомкнутый треугольник - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Схема - разомкнутый треугольник

Cтраница 2

Для контроля сопротивления изоляции и питания защиты, срабатывающей при КЗ на землю, имеются дополнительные обмотки, которые включаются по схеме разомкнутого треугольника адхд. При симметричном режиме сумма ЭДС, наводимых в этих обмотках, равна нулю. Если один из проводов заземляется, то равновесие ЭДС нарушается и на выводах разомкнутого треугольника возникает напряжение, которое подается на звуковой сигнализатор. [16]

Для подачи на реле направления мощности напряжения, равного сумме Оь - - Ос, обычно используется дополнительный вывод И, предусмотренный в схеме разомкнутого треугольника. С целью удобства проверки защиты с помощью дополнительной ( испытательной) жилы при монтаже вывод И присоединяется к зажимному ряду данной панели. [17]

В то же время отказ от точного замера при двойных замыканиях на землю упрощает схему защиты и позволяет ограничиться установкой двух трансформаторов тока на линию и двух однофазных трансформаторов напряжения, включенных по схеме разомкнутого треугольника. [19]

Номинальный ток неселективного автоматического выключателя, устанавливаемого в цепи удаленных нагрузок, рекомендуется принимать 2 5 А. Номинальный ток автоматического выключателя, устанавливаемого в проводах и, ф дополнительных обмоток ТН, соединенных по схеме разомкнутого треугольника ( см. рис. 4.4), также принимается равным 2 5 А. [20]

Этот комплект защиты может быть подключен с помощью шагового искателя 9 к трансформаторам тока нулевой последовательности каждой линии. Запуск шагового искателя осуществляется с помощью реле напряжения 10, подключенного к вспомогательной обмотке трансформатора напряжения 11, соединенной по схеме разомкнутого треугольника. [22]

В особых условиях оказываются заземляемые однофазные трансформаторы напряжения, которые применяются в сетях с изолированной и компенсированной ( соединенной с землей через дугогасящий реактор) нейтралью. В связи с характерными для таких сетей однофазными замыканиями на землю они имеют, как указывалось, вспомогательные обмотки, соединяемые по схеме разомкнутого треугольника. [23]

Защита электродвигателей станков от коротких замыканий выполнена с помощью плавких предохранителей. Для защиты электродвигателей от работы на двух фаеах в случае исчезновения напряжения в одной из фаз предусмотрена установка двух промежуточных реле, включенных после каждой группы предохранителей по схеме разомкнутого треугольника. [24]

В первом случае средняя точка линейных обмоток силового трансформатора / заземлена через линейную обмотку трансформатора связи 2, а модем телемеханики 3 включен во вторичную-обмотку трансформатора связи. При использовании в качестве элемента присоединения трехфазного измерительного трансформатора напряжения, например НТМИ-10 ( рис. 4.11 6), модем телемеханики 3 подключают к вторичным обмоткам 9, соединенным в схему разомкнутого треугольника. В схеме на рис. 4.11 а сигнал с выхода модема 3 через линейную обмотку трансформатора связи 2 поступает на фазные провода ВЛ через среднюю точку линейных обмоток 6 силового трансформатора /, соединенных по схеме звезда. В схеме на рис. 4.11 6 сигнал с выхода модема поступает на вторичные обмотки 9 измерительного трансформатора 4 и трансформируется через линейные обмотки 8 на каждый фазный провод ВЛ. [26]

Напряжение 3U0 в условиях нормального режима создается искусственно - путем исключения одной из фаз трансформатора напряжения. Однако это не всегда возможно по местным условиям. Поэтому часто ограничиваются исключением из схемы разомкнутого треугольника одной из дополнительных вторичных обмоток непосредственно на зажимах НН трансформатора напряжения. [27]

На рис. XI.3 показана схема включения однофазных трехобмо-точных ТН. Нуль обмоток ВН в этих схемах заземляется, и от трансформаторов, соединенных в звезду, могут быть получены как междуфазные, так и фазные напряжения. Дополнительные обмотки трансформаторов соединяют по схеме разомкнутого треугольника. [28]

Схема, приведенная на рис. 8.31, г, состоит из реле напряжения / /, включенного на дополнительную обмотку трансформатора напряжения НТМИ, имеющего две вторичные обмотки. Первичная и основная вторичная обмотки соединены в звезду. Дополнительная вторичная обмотка включается по схеме разомкнутого треугольника. [30]

Страницы: 1 2 3

www.ngpedia.ru

Схема открытого треугольника — КиберПедия

В последние годы в некоторых зарубежных странах при электрификации железных дорог на переменном токе промышленной частоты используется схема открытого (или неполного) треугольника, как наиболее простая и удобная в эксплуатации. Схемой открытого треугольника называется такая схема, в которой конец обмотки одной фазы соединяется с началом обмотки другой, но при этом отсутствует одна из фаз. Такая схема может осуществляться как с помощью двух однофазных трансформаторов, так и с помощью одного трехстержневого трансформатора с двумя обмотками. Трансформаторы при этой схеме одного типа, легко резервируются, позволяют обеспечивать пофазное регулирование напряжения.

Положительное направление токов показано в линии передачи от питающего центра к потребителю ( , , ), в фидерах тяговой сети от подстанции к сети и на локомотивах в соответствии с напряжением. На рис. 2.15, а слева от подстанции Uax= UAB, а напряжение справа между контактным проводом и рельсом, согласно принятым допущениям, Uby= –UBC.

Векторная диаграмма для схемы рис. 2.15, а представлена на рис. 2.15, в. Для чего перестроили векторы UAB, UBС, UСА в звезду. Вектор тока ориентируем относительно вектора UAB и вектор тока – относительно вектора UBС, причем ток отстает от напряжения из-за индуктивного характера нагрузки на угол φ, примерно равный 30–350.

По первому закону Кирхгофа сумма токов в узле равняется

. (2.1)

Согласно выражению (2.1) ток фидера отсоса

. (2.2)

Из построения векторной диаграммы (рис. 2.15, в) видно, что при равенстве токов левого и правого плеча (фидеры различных путей одинакового напряжения объединяют названием – плечо питания) ток будет численно равен , что свидетельствует о неравенстве загрузки внешней сети.

Рис. 2.15. Схема открытого треугольника (а), векторная диаграмма фазных и линейных напряжений первичной энергосистемы (б), векторная диаграмма токов и напряжений (в)

Даже при равенстве и наблюдается несимметрия

. (2.3)

Особенности схемы открытого треугольника

1. Схема открытого треугольника (рис. 2.15, а) состоит из двух одинаковых однофазных трансформаторов и при любых соотношениях токов плеч создает несимметричную систему фазных токов в ЛЭП. Наименьшая несимметрия токов в ЛЭП получается при одинаковых загрузках плеч питания.

2. Схема позволяет регулировать уровень напряжения отдельно справа и слева от подстанции.

3. В резерве на тяговой подстанции находится один однофазный трансформатор.

Схема Скотта

Схема Скотта содержит два однофазных трансформатора – базисный Б и высотный В, первичные обмотки которых подключены к ЛЭП, а вторичные – к контактной сети (рис. 2.16).

Первичная обмотка трансформатора Б присоединяется к фазам ЛЭП В и С, а также имеет вывод средней точки О с общим количеством витков W1 (рис. 2.16, а). Первичная обмотка трансформатора В подключается между средней точкой базисного трансформатора О и фазой ЛЭП А с количеством витков W1l, так как включается на напряжение, которое меньше междуфазного. Число витков во вторичной обмотке базисного и высотного трансформатора равно W2, так как уровень напряжения в тяговой сети на фидерных зонах слева и справа от тяговой подстанции должен быть одинаковым. Вследствие этого коэффициенты трансформации трансформаторов Б и В будут разными.

Определим, каким должно быть число витков первичной обмотки высотного трансформатора, чтобы напряжение на вторичных обмотках .

Запишем коэффициент трансформации

● для базисного трансформатора:

– по числу витков ;

– по напряжению ;

● для высотного трансформатора:

– по числу витков ;

– по напряжению .

Рис. 2.16. Схема Скотта: а – схема питания; б – векторная диаграмма трансформатора; в – векторная диаграмма фидерных зон

Разделим коэффициент трансформации KII на KI, получим

. (2.4)

Преобразуем выражение, в результате чего определим отношение количества витков обмоток высотного и базисного трансформаторов

. (2.5)

Из векторной диаграммы напряжений трансформатора (рис. 2.16, б) можно определить числовое соотношение количества витков высотного и базисного трансформаторов. следует отметить, так как треугольник напряжений (рис. 2.16, б) равносторонний, тогда . Из этого следует

. (2.6)

При таком соотношении витков в первичных обмотках и одинаковых числах витков вторичных обмоток вторичные напряжения обоих трансформаторов UПи UЛ будут равны по величине и сдвинуты по фазе на угол , что видно из векторной диаграммы (рис. 2.16, в).

Рассмотрим случай, когда нагрузки слева Iлев и нагрузки справа Iпр равны и сдвинуты на угол , т. е. . Найдем токи ЛЭП , , . По закону Кирхгофа для средней точки О(см. рис. 2.15, а)

. (2.7)

Запишем условие равновесия магнитодвижущих сил для базисного и высотного трансформаторов, пренебрегая током холостого тока [5]

; (2.8)

. (2.9)

Преобразуем уравнения (2.7)–(2.9), учитывая , получим систему

(2.10)

Решим систему сложением и вычитанием 2-го и 3-го выражений системы (2.10)

(+): (2.11)

(–): (2.12)

Перепишем систему (2.10)

(2.13)

Модули полученных токов равны между собой, и токи повернуты относительно друг друга на угол 120○, т. е. трехфазная система будет симметричной. Векторная диаграмма токов ЛЭП представлена на рис. 2.17 , при этом примем за единицу .

Преимущество такой схемы состоит в том, что при одинаковых нагрузках двух тяговых плеч ЛЭП нагружается симметричной трехфазной системой токов, т. е. при мощных однофазных тяговых нагрузках обеспечивается симметричная равномерная электрическая загрузка проводов линии передачи.

Особенности схемы Скотта.

Преимущества применения схемы Скотта:

1) возможность регулирования напряжения на высотном и базисном трансформаторах;

2) при равенстве токов левого и правого плеча трансформатор преобразует симметричную двухфазную систему в симметричную трехфазную.

Недостатки схемы:

1) изоляция обмоток первичного напряжения трансформатора выполняется на линейное напряжение. Трансформатор является специальным, а не типовым, это его удорожает;

2) невозможность питания районных и нетяговых потребителей. Необходимо использовать трехфазную ЛЭП, которая дороже ДПР. Также для питания районных трехфазных потребителей необходимо устанавливать отдельные трехфазные трансформаторы.

Трансформатор применяется на электрифицированных железных дорогах в Европе и Японии. В России рассматриваемая схема не применяется, так как основной причиной является сложность изготовления и невозможность питания районных потребителей.

2.3.4. Схема питания тяговой сети трансформатором «звезда–треугольник–11» (Y/∆-11)

В России на электрифицированных железных дорогах переменного тока наибольшее распространение получило питание тяговой сети от трехфазных трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/∆-11. Применение трехфазных трансформаторов позволяет питать и трехфазные (нетяговые) потребители.

Первичная обмотка соединена в звезду, вторичная обмотка трансформаторов – в треугольник. Треугольник на вторичной обмотке образован соединением первой фазы (a) с концом второй (y), начала второй (b) с концом третьей (z) и начала третьей (c) с концом первой (x). При этом вектор линейного напряжения первичной стороны отстает от вектора напряжения вторичной обмотки на 30°. Если вектор совместить с минутной стрелкой на цифре 12, то вектор совпадет с цифрой 11, т. е. получаем группу Ү/Δ-11 (рис. 2.18).

Первичная обмотка соединена в звезду и, следовательно, напряжение в тяговой сети между контактным проводом и рельсом Uас (слева) и –Ucb (справа) совпадают по фазе с напряжением первичной стороны соответственно UA и –UС. Схема на рис. 2.19 является трехфазно-двухфазной, так как тяговую сеть, состоящую из 2 плеч, питает только 2 фазы первичного напряжения из 3 фаз. В общем случае при этой схеме трехфазная система нагружается неравномерно. Для устранения этого эффекта тяговые подстанции чередуют при подключении к ЛЭП.

Напряжение первичной обмотки Напряжение вторичной обмотки Рис. 2.19. Схема соединения трансформатора «звезда–треугольник–11»: а – схема питания; б – векторная диаграмма напряжений первичной и вторичной обмоток трансформатора; в – векторная диаграмма питания тяговой сети

Построим векторную диаграмму (рис. 2.19, в). Вектор следует ориентировать относительно “своего” вектора напряжения и сдвинуть на некоторый угол (поскольку характер нагрузки индуктивный).

Вектор следует ориентировать относительно “своего” вектора напряжения , противоположному и тоже сдвинуть на угол .

Зная и можно определить . По закону Кирхгофа + + =0 .

(2.14)

Определим токи в обмотках вторичного треугольника, а значит, и в фазах первичной “звезды”. Т. е. возникает задача определения участия вторичных обмоток в питании 2 фидерных зон (плеч питания). Для схемы Ү/Δ и Ү/Ү/Δ отсутствуют токи нулевой последовательности, а значит, фазу трансформатора при несимметричной загрузке можно рассматривать независимо от других, т. е. как однофазный трансформатор. Распределение нагрузок на вторичной стороне между фазами трансформатора определяется только сопротивлением обмоток. Левое плечо питается от напряжения . Это напряжение генерируется как в обмотке ax, так и в обмотках by и cz (где оно получается в результате геометрического сложения напряжений обмоток by и cz). Но сопротивление обмотки ax в 2 раза меньше сопротивления двух других обмоток, соединенных последовательно. Поэтому ток разделяется между двумя генерирующими напряжение , обмотками в отношении 2:1. Аналогично делится ток . Визуально это можно представить, используя метод наложения (рис. 2.20). Тогда на диаграмме построим (ток обмотки ax) как сумму и . Аналогично ток в обмотке cz складывается из и . Сложив их, получим ток . А ток (ток обмотки by) равен сумме и . Получается, что фаза B (обмотка by) менее загружена, так как не соединена с рельсом

(2.15)


Рис. 2.20. Распределение токов правого и левого плеча по обмоткам трансформатора методом наложения: – “+” направление тока; – “–” направление тока

Построим векторную диаграмму токов в обмотках трансформатора (причём примем, что , рис. 2.21).

В схеме «Y/∆-11» ток в обмотке bу всегда намного меньше, чем в обмотках ax и cz. Обмотка, непосредственно несвязанная с рельсами, всегда будет недогруженной.

Таким образом, напряжения Uac (UA) и –Ucb(–UC) – рабочие напряжения, напряжение Uba (UB) – нерабочее. По ходу вращения векторов рабочих напряжений –Ucb (–UC) опережающее напряжение Uпр и фаза В трансформатора (правое плечо) – опережающая фаза, напряжение Uac(UA) отстающее напряжение Uлев и фаза А трансформатора (левое плечо) – отстающая фаза. Нерабочее напряжение Uba (UB).

Особенности схемы «звезда – треугольник – 11» (Y/∆–11).

1. При разных по величине токах плеч питания ≠ и разных угловых сдвигах ≠ в первичной сети внешнего электроснабжения создаётся несимметричная система фазных токов IА ≠ IB ≠ IC и несимметричные угловые сдвиги фазных токов относительно соответствующих напряжений. Следовательно, активные, реактивные и полные значения токов и мощностей по фазам трансформатора и ЛЭП несимметричны.

2. Наиболее загруженные фазы присоединены к заземлённой фазе С трансформатора.

3. Обмотка ву всегда остается недогруженной.

4. При равных токах плеч питания потери напряжения отстающей фазы больше, чем опережающей фазы.

2.4. Схемы питания группы тяговых подстанций от линии электропередачи

Коэффициент несимметрии

Коэффициент несимметрии токов определяется отношением токов обратной последовательности к токам прямой последовательности. Если нет токов обратной последовательности, то коэффициент несимметрии равен 0, т. е. несимметрия отсутствует:

. (2.16)

Коэффициент несимметрии зависит от соотношения Iлев и Iпр Если эти токи равны, несимметрия минимальна , тогда для разных схем трансформатора имеем зависимости, изображенные на рис. 2.22.

Рис. 2.22. Зависимость коэффициента несимметрии токов по обратной последовательности от соотношения токов плеч питания

С точки зрения энергосистемы ЭПС системы 25 кВ переменного тока представляет собой однофазный электроприёмник большой мощности.

При распределении его нагрузки по фазам трёхфазной сети возникает несимметрия токов, вследствие которой возникает несимметрия напряжений, показатели которой нормируются согласно [12]. Основная задача, решаемая при проектировании схемы питания тяговой сети, – выравнивание нагрузки фаз энергосистемы.

Существует 2 принципа построения схем питания на основе трансформаторов и соединений их обмоток:

– полное отсутствие симметрирования нагрузки в пределах одного питающего устройства или частичное симметрирование нагрузки в силу особенностей конструкции питающего устройства. Для более качественного симметрирования применяется распределение нагрузки по фазам путём подключения нагрузок к разным фазам питающей линии, что требует определённого расположения питающих устройств и определённого чередования их подключения к питающей сети;

– осуществление полного симметрирования в пределах одного устройства особой конструкции путём равномерного распределения электрической энергии, потребляемой однофазной нагрузкой, по фазам питающей сети.

Для упрощения конструкции питающих устройств на практике отечественных дорог в основном применяется первый метод симметрирования нагрузки. Устройства, реализующие второй метод симметрирования, осуществляют особые методы симметрирования, из-за чего их конструкция сложнее устройств первого типа.

Существующие варианты схем питания можно условно разделить на 2 типа.

1. Схемы с питанием от однофазных и трёхфазных трансформаторов (однофазная, открытый треугольник, трёхфазная схема питания на основе трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Y/).

2. Схемы, реализующие идею Скотта.

Схемы, 1-го типа реализованы на трансформаторах стандартной топологии. Теоретические расчёты и многолетний опыт эксплуатации показывают, что они не могут в должной мере обеспечить симметрию загрузки энергосистемы.

Каждая подстанция, выполненная по этим схемам, по отдельности вносит существенную несимметрию в энергосистему даже при равенстве токов плеч питания тяговой сети (см. рис. 2.19).

Если использовать чередование фаз напряжений в тяговой сети, соответствующим образом подключая к энергосистеме фазы вводов высокого напряжения подстанций, можно скомпенсировать несимметрию, создаваемую подстанциями по отдельности, это возможно только при равномерной загрузке плеч питания всей линии.

Другой тип схем реализует идею Скотта о создании плеч питания со сдвигом фаз напряжений, равным /2. Обобщённо их называют схемами Скотта. Сравнивая графики зависимости коэффициента несимметрии токов по обратной последовательности от соотношения токов плеч питания (рис. 2.22), становится понятно, что схемы Скотта могут создавать 100%-ю симметрию при равномерной загрузке плеч питания тяговой сети.

Одностороннее питание ЛЭП

рассмотрим подключение к ЛЭП тяговых подстанций с трансформаторами «Y/∆-11» , так как это основной тип трансформатора на железных дорогах ОАО «РЖД» систем переменного тока. Было показано, что этот трансформатор вносит несимметрию в питающую систему, так как одна из его обмоток всегда недогружена. Для снижения несимметрии применяют специальную симметрирующую схему подключения к ЛЭП, при которой недогруженную обмотку поочерёдно подключают к разным фазам ЛЭП.

cyberpedia.su

6.3. Схемы соединений трансформаторов напряжения

6.3.1. Схема соединения трансформаторов напряжения в звезду

Схема предназначена для получения напряжения фаз относительно земли и линейных напряжений.

Заземление нейтрали первичной обмотки ТН и наличие нулевого провода во вторичной цепи является обязательным условием для получения фазных напряжений относительно земли.

Обмотки реле 1,2,3 включены на фазные напряжения; 4,5,6 – на линейные напряжения.

Соединение ТН по схемеY/Y может выполняться по 6 и 12 группам. Типовым является соединение по 12 группе.

На рис. 6.3.1: F – плавкий предохранитель; FA – плавкий предохранитель в цепях релейной защиты

Рассмотренная схема соединений может быть выполнена посредством трех однофазных ТН или одного трехфазного пятистержневого ТН (рис.6.3.2) Трехфазные трехстержневые ТН не применяются, так как в их магнитопроводе нет пути для замыкания магнитных потоков нулевой последовательности Ф0, создаваемых током I0 в первичных обмотках при замыкании на землю в сети. Поток Ф0 замыкается через воздух, это резко увеличивает IНАМ, вызывая недопустимый нагрев трансформатора.

Возможна дополнительная обмотка на основных или дополнительных стержнях для получения напряжения нулевой последовательности (рис. 6.3.2).

Рис. 6.3.1

Рис. 6.3.2

6.3.2. Схема соединения обмоток трансформаторов напряжения в открытый треугольник

Два однофазных ТН включены на два междуфазных напряжения. Между проводами вторичной цепи включаются реле. Схема позволяет получить 3 междуфазных напряжения.

Рис. 6.3.3

6.3.3. Схема соединения трансформаторов напряжения в разомкнутый треугольник

Схема соединения, показанная на рис. 6.3.4, позволяет получить напряжение нулевой последовательности:

(6.4)

В нормальном режиме UP=0.

Необходимым условием работы схемы является заземление нейтрали первичной обмотки ТН. При отсутствии заземления напряжение на реле будет отсутствовать. Для вторичной обмотки принимается UНОМ=100 В – для сетей с заземленной нейтралью и 100/3 В –для изолированной. Практически в нормальных условиях напряжение на реле составляет Uнб = 0,5...2 В.

При однофазном КЗ в сети с заземленной нейтралью (рис. 6.3.5):

UA=0; UB+UC=UФ=UP.

В сети с изолированной нейтралью (рис. 6.3.6): UP=3UФ, поэтому у ТН, предназначенных для таких сетей, вторичные обмотки имеют увеличенный в 3 раза коэффициент трансформации (например: 6000/100/3).

Рис. 6.3.4

Рис. 6.3.5

Напряжение нулевой последовательности может быть получено и от специальных обмоток трехфазных ТН (см. рис. 6.3.2). Чаще всего применяются ТН с двумя вторичными обмотками. Одна соединяется по схеме звезды, а вторая – разомкнутым треугольником (см. рис. 4.3.1 б).

Вторичные обмотки ТН подлежат обязательному заземлению. Оно является защитным, обеспечивая безопасность персонала при попадании высокого напряжения во вторичные цепи. Обычно заземляется нулевая точка звезды или один из фазных проводов. В проводах, соединяющих точку заземления с обмотками ТН, не должно быть коммутационных и защитных аппаратов.

Рис. 6.3.6

6.4. Контроль за исправностью цепей напряжения

Повреждения во вторичных цепях ТН (КЗ и обрывы) могут вывести из строя оборудование релейной защиты или привести к неправильным её действиям.

При КЗ опасно увеличивается ток, для защиты оборудования устанавливают предохранители или автоматы.

Повреждения вторичных цепей искажают величину и фазу вторичного напряжения, что приводит к неправильной работе защиты.

При обрыве фазы напряжение, подводимое к обмоткам реле, исчезает, что воспринимается защитой как КЗ в сети. Для предотвращения ложных действий предусматриваются специальные устройства (блокировки).

Одна из простейших схем сигнализации обрыва в цепях ТН приведена на рис. 6.4.1.

Рис. 6.4.1

На рис. 6.4.2 изображена принципиальная схема блокировки защиты при повреждении в цепях ТН типов КРБ–11 и КРБ–12.

Рис. 6.4.2

В нормальном режиме напряжение на реле KV0 отсутствует. При обрыве одной или двух фаз возникает U0, под влиянием которого в реле KV0 появляется ток и оно срабатывает, давая сигнал и выводя защиту из работы.

Реле KV0 действует не только при обрывах, но и при КЗ на землю в первичной сети; чтобы предотвратить блокирование защиты при этом, ставится реле KVА, реагирующее на появление тока I0 в первичной сети.

Рассмотренные блокировки, не реагирующие на одновременный обрыв всех трех фаз цепи напряжения, на трехфазное КЗ во вторичных цепях и обрыв нулевого провода, выпускаются Чебоксарским электроаппаратным заводом.

Контроль цепей разомкнутого треугольника

Контроль производится путем периодического измерения напряжения небаланса. При исправной цепи UНБ=1...3 В. При нарушении цепи показания пропадают.

Для контроля применяются и более сложные устройства. Для трансформаторов напряжения с двумя вторичными обмотками: Y/Y/ – Схема с семиобмоточным трансформатором или схема с тремя однофазными трансформаторами.

Сложные схемы применяются для блокировки защит на ЛЭП 220 кВ и выше.

studfiles.net

6.3. Схемы соединения трансформаторов напряжения

Схема соединения трансформаторов напряжения в звезду,приведенная на рис. 6.5,а, предназначена для получения напряжений фаз относительно земли и междуфазных (линейных) напряжений. Три первичные обмотки ТV1 соединяются в звезду. Начала каждой обмотки (А, В, С) присоединяются к соответствующим фазам ЛЭП, а концыX,Y,Zобъединяются в общую точку (нейтраль 1) и заземляются. При таком включении к каждой первичной обмотке ТV1 подводится напряжение фазы ЛЭП относительно земли. Концы вторичных обмоток ТV1 (х,y,zна рис. 6.5, а) также соединяются в звезду, нейтраль которойN2 связывается с нулевой точкой нагрузкиN3 (сопротивления 1, 2, 3). В приведенной схеме нейтраль первичной обмотки (точкаN1) жестко связана с землей и имеет потенциал, равный нулю, такой же потенциал будет иметь нейтральN2 и связанная с ней нейтраль нагрузкиN3. При такой схеме фазные напряжения на вторичной стороне соответствуют фазным напряжениям относительно земли первичной стороны. Заземление нейтрали первичной обмотки ТН и наличие нулевого провода во вторичной цепи являются обязательным условием для получения фазных напряжений относительно земли.

Соединение обмоток ТН по схеме Y/Yобычно выполняется по 12-й группе. Эта схема может быть осуществлена посредством трех однофазных ТН или одного трехфазного пятистержневого ТН. Трехфазные трехстержневые ТН для данной схемы применяться не могут, так как в их магнитопроводе отсутствуют пути для замыкания магнитных потоковHП Ф0, создаваемых токомI0в первичных обмотках при замыканиях на землю в сети. В этом случае поток Ф0 замыкается через воздух по пути с большим магнитным сопротивлением. Это приводит к уменьшению сопротивления НП трансформатора и резкому увеличениюIHAM. ПовышенныйIHAMвызывает недопустимый нагрев трансформатора, в связи с чем применение трехстержневых ТН недопустимо. В пятистержневых трансформаторах для замыкания потоков служат четвертый и пятый стержни магнитопровода (рис. 6.6).

Схема соединений обмоток ТН в открытый треугольникизображена на рис. 6.7. Она выполняется при помощи двух однофазных ТН, включенных на два междуфазных напряжения, напримерUABиUBC. Напряжение на зажимах вторичных обмоток ТН всегда пропорционально междуфазным напряжениям, подведенным с первичной стороны. Между проводами вторичной цепи включаются реле. Схема позволяет получать все три междуфазных напряженияUAB,UBCиUCA.

Схема соединений обмоток однофазных ТН в фильтр напряжения НПвыполняется посредством трех однофазных ТН, как показано на рис. 6.8. Первичные обмотки соединены в звезду с заземленной нейтралью, а вторичные – последовательно, образуя незамкнутый треугольник. К зажимам разомкнутых вершин треугольника подсоединяются реле. НапряжениеUPна зажимах разомкнутого треугольника равно геометрической сумме напряжений вторичных обмоток:

UP = Ua + Ub + Uc

Так как сумма трех фазных напряжений равна утроенному напряжению НП, выражая вторичные напряжения через первичные, получаем

. (6.4)

В нормальных условиях напряжения фаз симметричны, UP= 0. При КЗ без земли также UP= 3U0= 0 (см. гл. 1). При КЗ на землю (одно- и двухфазных) на зажимах разомкнутого треугольника ТН появляется напряжениеUP= 3U0/KU.

Напряжения прямой и обратной последовательностей образуют симметричные звезды и поэтому при суммировании в цепи разомкнутого треугольника всегда дают нуль на его зажимах.

Рассмотренная схема является фильтром НП. Необходимым условием работы схемы в качестве фильтра НП является заземление нейтрали первичной обмотки ТН. Применяя однофазные ТН с двумя вторичными обмотками, можно соединить одну из них по схеме звезды, а вторую – по схеме разомкнутого треугольника (рис. 6.9). Номинальное вторичное напряжение у обмотки, предназначенной для соединения в разомкнутый треугольник, принимается равным для сетей с заземленной нейтралью 100 В, а для сетей с изолированной нейтралью 100/3 В.

Схема соединения обмоток трехфазных ТН в фильтр напряжения НП.Для получения ЗУ, от трехфазного пятистержневого ТН (см. рис. 6.6) на каждом из его основных стержней 1, 2 и 3 выполняется дополнительная (третья) обмотка, соединяемая по схеме разомкнутого треугольника. Напряжение на выводах этой обмотки появляется только при КЗ на землю, когда возникают магнитные потоки НП, замыкающиеся по четвертому и пятому стержням магнитопровода. Схемы с пятистержневым ТН позволяют получать одновременно с напряжением НП фазные и междуфазные напряжения.

studfiles.net

Схема - разомкнутый треугольник - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Схема - разомкнутый треугольник

Cтраница 1

Схема разомкнутого треугольника собрана на Дополнительных вторичных обмотках так, что напряжение от этих обмоток может непосредственно использоваться для синхронизации на выключателях силовых трансформаторов, имеющих стандартную 11 - ю группу соединения звезда - треугольник ( с таким же расположением векторов треугольника, как показано на рис. 24), обусловливающую поворот векторов напряжений от включаемого генератора на угол 30 в сторону опережения. [1]

По схеме разомкнутого треугольника можно соединять однофазные трансформаторы, если отсутствует трехфазный пяти-стержневой трансформатор. [2]

Дополнительная вторичная обмотка включается по схеме разомкнутого треугольника. [3]

Для вторичных обмоток, соединенных по схеме разомкнутого треугольника, нагрузка также может быть определена измерением или расчетом. Измерение тока нагрузки производится при отключении обмотки одной из фаз или путем подачи напряжения на нагрузку от постороннего источника. [5]

Следует заметить, что, кроме приведенных на рис. 24, 26 и 27 схем разомкнутого треугольника, применяются и другие варианты их выполнения. [6]

Измерение напряжения небаланса и правильности включения дополнительной обмотки у трансформаторов напряжения, соединенных по схеме разомкнутого треугольника, производят при помощи высоко-омного вольтметра. [8]

Существуют трехфазные трехобмоточные первичные измерительные трансформаторы напряжения, вторичные фазные обмотки которых соединяются по схеме разомкнутого треугольника, суммирующей фазные напряжения. Их особенностью является пятистержневой магнитопровод, обеспечивающий замкнутый контур циркуляции магнитного потока нулевой последовательности. [9]

В случае если ротор вставлен в расточку статора, единственно допустимой схемой соединения обмоток является схема разомкнутого треугольника. [10]

Реле направления мощности подключается к кабельному трансформатору тока и обмотке трансформатора напряжения, соединенной в схему разомкнутого треугольника. [12]

Реле мощности подключается к кабельному трансформатору тока и к обмотке трансформатора напряжения, соединенной по схеме разомкнутого треугольника. При этом включение производится так, чтобы реле действовало на замыкание контактов, когда ток замыкания на землю проходит в направлении от шин подстанции в линию, что имеет место только на поврежденной линии. На неповрежденных линиях ток замыкания на землю направлен к шинам подстанции, поэтому сигнализация на неповрежденных линиях работать не будет. Благодаря направленности действия сигнализация этого типа не требует отстройки от собственного емкостного тока линий и поэтому, как правило, обеспечивает необходимую чувствительность. [13]

Страницы: 1 2 3

www.ngpedia.ru

Примеры соединений измерительных трансформаторов

В электроустановках широко применяют измерительные трансформаторы тока и напряжения. Первичные обмотки трансформаторов тока включают в соответствующие участки первичной сети. Первичные обмотки трансформаторов напряжения присоединяют, например, к шинам. От вторичных обмоток питаются реле защиты, счетчики и измерительные приборы.

В установках высокого напряжения измерительные трансформаторы играют двоякую роль. Во-первых, они изолируют цепи реле, счетчиков и приборов от высокого напряжения. Для обеспечения безопасности один из выводов вторичной обмотки заземляют. Во-вторых, трансформаторы тока уменьшают ток, а трансформаторы напряжения снижают напряжение до величин, при которых удобно строить и присоединять приборы. Номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока 5, 2 или 1 А. Номинальное вторичное напряжение трансформатора напряжения 100 В.

Система обозначения выводов трансформаторов тока

поясняется рисунком 1, а. Слева на нем показано непосредственное включение реле Р и для какого-то момента времени стрелкой изображено направление тока. Справа реле включено через трансформатор тока. Выводы его первичной обмотки (линия) названы Л1 (начало) и Л2 (конец). Выводы вторичной обмотки (измерение) И1 (начало) и И2 (конец). Сравнивая левый и правый рисунки, легко заметить, что направление тока в реле в обоих случаях одинаково.

Система обозначения выводов трансформаторов напряжения

Начала обмоток называются A, B, C и a, b, c; концы X, Y, Z и x, y, z, то есть так же, как у силовых трансформаторов (смотрите статью "Группы соединения трансформаторов").

Измерительные трансформаторы, смотря по обстоятельствам, могут соединяться в звезду, неполную звезду, треугольник, разомкнутый и открытый треугольник. Реле, счетчики и измерительные приборы, питающиеся от измерительных трансформаторов, тоже могут различно соединяться как между собой, так и с измерительными трансформаторами. На схемах, если требуется, звездочками обозначают начала обмоток (смотрите например рисунок 1, г). Ниже даны типичные примеры.

Система обозначения выводов трансформаторов

Рисунок 1. Система маркировки выводов и примеры соединений трансформаторов тока. Звездочками обозначены начала обмоток.

Примеры соединений трансформаторов тока

На рисунке 1, б три трансформатора тока и реле Р1, Р2 и Р3 соединены в звезду. В нейтральный провод включено реле Р4.

В нормальном режиме, а также при трехфазном коротком замыкании токи проходят в реле Р1, Р2, Р3, но в реле Р4 тока нет, так как геометрическая сумма токов, проходящих через реле Р1, Р2 и Р3, равна нулю.

При двухфазных коротких замыканиях ток проходит в двух поврежденных фазах (например, в фазах A и C), срабатывают реле Р1 и Р3. В реле Р4 проходит сумма токов двух фаз. Но они в данном случае равны, а по направлению противоположны. Поэтому реле Р4 не срабатывает.

При однофазном коротком замыкании (например, замыкание на землю фазы B) срабатывают реле поврежденной фазы Р2 и Р4. Таким образом, нулевой провод звезды является фильтром токов нулевой последовательности. Токи прямой и обратной последовательности через него не проходят, так как каждая из этих систем в сумме дает нуль.

Принцип действия дифференциальной защиты трансформатора Т поясняет рисунок 1, в. Слева изображены направления токов при нормальной нагрузке, а также при внешнем коротком замыкании (I1 и I2 – токи в силовой цепи). Нетрудно видеть, что ток в реле Р близок к нулю, так как вторичные токи трансформаторов тока (смотрите стрелки) проходят через реле навстречу. Конечно, коэффициенты трансформации трансформаторов тока должны быть надлежащим образом подобраны.

При коротком замыкании внутри трансформатора (рисунок 1, в справа) или на его выводах направление тока меняется, токи в реле суммируются и оно срабатывает. На рисунке 1, г дан пример дифференциальной защиты трансформатора с соединением звезда – треугольник, то есть со сдвигом первичных и вторичных токов на 30°.

В таких случаях необходимо кроме компенсации неравенства первичных и вторичных токов (путем подбора коэффициентов трансформации трансформаторов тока) компенсировать сдвиг по фазе. Компенсация сдвига по фазе достигается соединением в треугольник трансформаторов тока, установленных со стороны звезды силового трансформатора, и соединением в звезду трансформаторов тока, установленных со стороны треугольника.

Важно при этом соблюсти следующие правила:1. Соединения трансформаторов тока должны в точности соответствовать группе соединения силового трансформатора (смотрите статью "Группы соединения трансформаторов").2. Трансформаторы тока и реле Р5, Р6 и Р7 должны быть соединены между собой таким образом, чтобы при внешнем коротком замыкании вторичные токи в соединительных проводах совпадали по направлению, а в реле были противоположны.

Трансформаторы напряжения

соединяют в звезду с выведенной нулевой точкой, что дает возможность измерять как линейные, так и фазные напряжения.

Для измерения линейных напряжений вольтметры включают между выводами A и B, B и C, C и A.

Для измерения фазных напряжений вольтметры включают между линейным и нулевым выводами (A – 0, B – 0, C – 0).

Если достаточно измерения одних линейных напряжений, то применяют соединение в открытый треугольник (смотрите рисунок 2, в, в статье "Разомкнутый треугольник. Открытый треугольник"). Для обнаружения замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью вторичные обмотки трансформаторов напряжения соединяют в разомкнутый треугольник (смотрите рисунок 1, г, в статье "Разомкнутый треугольник. Открытый треугольник").

Пятистержневой трансформатор напряжения

Трехфазные трансформаторы напряжения (рисунок 2) выполняют обычно с пятью стержнями. Крайние стержни (без обмотки) служат для замыкания через них магнитных потоков нулевой последовательности. Эти потоки Ф0 в средних стержнях направлены в одну сторону и в сумме дают 3 Ф0.

Пятистержневой трансформатор напряжения

Рисунок 2. Пятистержневой трансформатор напряжения.

Трансформатор имеет три группы обмоток. Первичные обмотки имеют выводы A, B, C и 0. Вторичные обмотки a, b, c, 0 служат для измерения фазных и линейных напряжений. Дополнительные обмотки соединены в разомкнутый треугольник. На их выводах a1 и x1 напряжение возникает только при замыкании на землю (смотрите пояснения к рисунку 1, г, в статье "Разомкнутый треугольник. Открытый треугольник").

Другие, примеры даны в статье "Искусственная нулевая точка".

Источник: Каминский Е. А., "Звезда, треугольник, зигзаг" – 4-е издание, переработанное – Москва: Энергия, 1977 – 104с.