Меню

Контроль изоляции с помощью трансформаторов напряжения

Эксплуатация трансформаторов напряжения в сетях с изолированной нейтралью

Виды замыканий на землю

Электрические сети 6–35 кВ — это сети с изолированной, либо с компенсированной нейтралью. Такой режим нейтрали позволяет при однофазных (ОЗЗ) или дуговых замыканиях на землю (ОДЗ) не проводить немедленное отключение сети. Надо отметить, что в сетях этих классов напряжений, замыкание на землю не является аварийным режимом, и случаются они достаточно часто. Нормативные документы допускают работу линии, с изолированной нейтралью, при ОЗЗ — до восьми часов, но при этом необходимо немедленно приступить к отысканию места замыкания и его устранению, так как в этом режиме есть большая опасность попадания людей под высокое напряжение.

Также, возможно повреждение электрооборудования из-за повышения фазного напряжения до уровня линейного. ОЗЗ — это, как правило, металлическое постоянное замыкание, а ОДЗ носит переменный характер. Например, раскачивающаяся на ветру ветка, касаясь высоковольтной линии (ВЛ), замыкает ее на землю, при этом зажигается дуга. ОДЗ это наиболее опасный вид замыканий на землю, так как при нем могут возникать перенапряжения 2,3–3,0 наибольшего фазного напряжения. Они наблюдаются уже при первом зажигании дуги и сопровождаются ее многократными зажиганиями. В этих режимах создаются все условия для появления феррорезонанса в сети.

Феррорезонанс и способы защиты от него

Феррорезонансный контур в сети с изолированной нейтралью — это контур нулевой последовательности с нелинейной характеристикой намагничивания. Трехфазный заземляемый трансформатор напряжения, по конструктиву, это три однофазных трансформатора, соединенные по схеме звезда/звезда, с обособленной магнитной системой. При перенапряжениях в сети индукция в магнитопроводе увеличивается, как минимум в 1,73 раза. В таких режимах возможно насыщение магнитопровода и, как следствие, возникновение феррорезонанса в сети. По данным служб энергоснабжения, ежегодно в эксплуатации повреждается 7–9% трансформаторов напряжения по причине феррорезонанса.

Существует множество способов защиты ТН от резонансных явлений в сети:

изготовление ТН с максимально уменьшенной рабочей индукцией;включение в цепь ВН и НН дополнительных демпфирующих сопротивлений;изготовление трехфазных трансформаторов напряжения с единой магнитной системой в пятистержневом исполнении;применение специальных устройств, включаемых в цепь разомкнутого треугольника;заземление нейтрали трехфазного трансформатора напряжения через токоограничивающий реактор;применение специальных компенсационных обмоток и т.д.;применение специальных релейных схем, для защиты обмотки ВН от сверхтоков.

Все эти меры в той или иной степени защищают измерительный трансформатор напряжения, но не решают проблему в корне.

Заземляемые трансформаторы напряжения применяются в сетях с изолированной нейтралью. Заземление нейтрали ТН позволяет осуществлять контроль изоляции сети с помощью дополнительных вторичных обмоток, соединенных по схеме звезда/треугольник. На наш взгляд, это основная функция заземляемых трансформаторов, функция измерения и учета — дополнительная. Зачастую, в электрических сетях эксплуатируются заземляемые трансформаторы напряжения, у которых защитные обмотки не используются. Применение заземляемых трансформаторов без использования функции контроля изоляции сети — неоправданный риск.

Читайте также:  Несинусоидальность напряжения что это

Это связано с тем, что:

заземляемые трансформаторы напряжения подвержены влиянию феррорезонансных явлений;изоляцию обмотки ВН невозможно испытать в условиях эксплуатации приложенным одноминутным напряжением промышленной частоты. Незаземляемые ТН

Для решения всех вопросов, связанных с эксплуатацией заземляемых трансформаторов напряжения в сетях с изолированной нейтралью, на нашем предприятии разработана новая трехфазная группа. Трехфазная 3хНОЛ.08-6(10)М группа, состоящая из трех незаземляемых трансформаторов, соединенных по схеме треугольник/треугольник. Основное преимущество 3хНОЛ.08-6(10)М — отсутствие заземляемого вывода с ослабленной изоляцией. Это значит, что трансформатор не подвержен влиянию феррорезонанса и не требует дополнительных защит от его воздействия. Также изоляцию этого трансформатора возможно испытать приложенным одноминутным напряжением промышленной частоты в условиях эксплуатации, так как в этом случае нет необходимости в источнике повышенной частоты.

У незаземляемых трансформаторов нет высоковольтных выводов с ослабленной изоляцией, что так-же позволит избежать нарушений, которые зачастую случаются в эксплуатации, при определении сопротивления изоляции вывода «Х», так как есть разночтения в нормативной документации. На сегодняшний день большое количество пунктов коммерческого учета (ПКУ) имеют в своем составе заземляемые трансформаторы напряжения со встроенными предохранителями (ЗНОЛП). При однофазных замыканиях на землю, а они как указывалось выше, случаются достаточно часто в воздушных распределительных сетях, срабатывает встроенное защитное предохранительное устройство (ЗПУ). Встраиваемое ЗПУ, прежде всего, предназначено для защиты трансформатора напряжения от коротких замыканий во вторичных цепях.

Так как ток срабатывания предохранителя достаточно мал, то при различных перенапряжениях, вызванных, в том числе, и однофазными замыканиями на землю, — происходит отключение ТН. ЗПУ защищает обмотку ВН от сверхтоков, которые возможны при различных технологических нарушениях в электрических сетях. При срабатывании предохранителя учет электроэнергии будет отсутствовать. Для восстановления учета, необходимо заменить плавкую вставку ЗПУ.

Трехфазная группа 3хНОЛ.08-6(10)М устойчива к различным перенапряжениям в электрических сетях, так как в отсутствии связи ТН с землей, контур нулевой последовательности также отсутствует.

Также, при однофазных замыканиях на землю, изоляция незаземляемого трансформатора не находится под повышенным напряжением, так как трансформаторы НОЛ включаются на линейное напряжение.

Незаземляемые измерительные трансформаторы напряжения лишены всех тех недостатков, которые характерны для заземляемых ТН, поэтому в пунктах коммерческого учета целесообразно использовать трехфазную группу 3хНОЛ.08-6(10)М.

Источник

Проверка работы схемы контроля изоляции ТН типа НТМИ

Трансформаторы типа НТМИ предназначены для измерения всех фазных и линейных напряжений. А также для контроля изоляции (в системе с изолированной нейтралью) при помощи трёх вольтметров. Они имеют стержневой магнитопровод и три обмотки — первичную и две вторичные (см. рисунок 4.5), соединенные по схеме .

Читайте также:  Электронная схема выпрямителя напряжения

Вторичная обмотка НТМИ, соединенная в звезду с выведенной нулевой точкой служит для измерений всех фазных и линейных нап­ряжений, а также для контроля изоляции (в системе с изолирован­ной нейтралью), а к обмотке, соединенной в разомкнутый треуголь­ник, присоединяется реле защиты от замыканий на землю. Таким же образом, в трехфазную группу соединяются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы — НКФ. Контроль состояния изоляции при помощи НТМИ производится следу­ющим образом.

В нормальном режиме на концах дополнительной вторичной обмотки напряжение равно нулю, при замыкании же одной из фаз сети на землю напряжение повышается до 3 U ф, оно бу­дет равно геометрической сумме двух неповреждённых фаз. Число витков дополнительной обмотки рассчитывают так, чтобы в этом случае напряжение было равно 100B. Реле минимального напряжения, включенное в цепь разомкнутого треугольника, сработает и вклю­чит звуковую сигнализацию. Затем по трем вольтметрам устанавливают, в какой фазе произошло замыкание. Вольтметр заземлённой фазы покажет нуль, два других — линейное напряжение.

Рисунок 4.5 – Схема соединения обмоток трансформаторы типа НТМИ

В данном пункте студенту необходимо проверить работу НТМИ-6 при замыкании одной из фаз сети 6кВ на землю по схеме рисунка 4.5.

Порядок выполнения данного пункта:

1) Собрать схему по рисунку 4.5.

2) Включить автомат AП-3, при этом напряжение трехфаз­ной сети 380B повышается до 6 кB тpaнсформатором ТН. В сеть 6кВ включен трансформатор напряжения НТМИ-6. В исправности изоляции убедиться по показаниям трех вольтметров, включенных в цепь основной обмотки.

3) Нажатием кнопки «К» имитируется замыкание на землю в сети 6кВ. При этом, действуют по выше описанной схеме вторич­ные цепи НТМИ-6, реле повышения напряжения срабатывает и подает звуковой и световой сигналы, вольтметр заземленной фазы покажет нуль.

4) Дайте объяснение конструкции и работе НТМИ в нор­мальном режиме и замыкании одной из фаз сети на землю.

4.7.1 Цель работы.

4.7.2 Технические данные ТН.

4.7.3 Принципиальные схемы испытаний.

4.7.4 Результаты по каждому пункту работы.

4.7.5 Анализ полученных данных и выводы по каждому пункту.

Отчет по данной работе оформляется и защищается студентом до следующего занятия. Без зачтённой работы студент к выполне­нию следующей работы не допускается.

4.8.1 Схема замещения и векторная диаграмма ТН. Дать её объяснение.

4.8.2 Как производится определение группы соединений одно­фазных ТН постоянным током, методом двух вольтметров, фазометром? Привести схемы и дать объяснения.

Читайте также:  Обезопасьте компьютер от скачков напряжения

4.8.3 Конструкции ТН, изоляция ТН.

4.8.4 Как определяется ток холостого хода и величины z k или U k?

4.8.5 Как производится фазировка ТН?

4.8.6 Принцип действия каскадных ТН, их конструкции.

4.8.7 Емкостные делители напряжения.

4.8.8 Как производится определение нагрузки на трансформатор напряжения?

4.8.9 Способы уменьшения погрешностей ТН.

4.8.10 Почему 3-х фазные, 3-х стержневые ТН не позволяют осу­ществить контроль изоляции?

4.8.11 Конструкция и принцип действия НТМИ при контроле изоля­ции.

4.8.12 Схемы включения однофазных ТН и их область применения.

1. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. — М.; Энергия, 1977. — 288 с.

2. Электрическая часть станций и подстанций. /Под ред. А.А.Васильева. — М.: Энергия, I980, — 608 c.

3. Неклепаев Б.Н., Электрическая часть электростанций и подстанций. -M.: Энергоавтоматиздат, 1986. — 640 с.

4. Рожкова Л.Д., Козулин B.C. Электрооборудование станций и подстанций. — М.: Энергия, I987. – 600 с.

5. Электрическая часть станций и подстанций: Учебник для вузов / Под. ред. А.А. Васильева – М.: Энергия, 1990.

6. Л.Д. Рожкова, Л.К. Карнеева., Т.В. Чиркова. Электрооборудование электрических станций и подстанций. Учебник для вузов.-М.:Издательский центр «Академия», 2004.-448 с.

7. Электротехнический справочник. / Под ред. Орлова И.Н. и др. 7-изд. т 3, кн1. — М.: Энергоатомиздат, 1988.- 429 с.

Источник



Контроль изоляции в электрической сети при помощи трансформаторов напряжения.

Контроль состояния изоляции в сетях с изолированной нейтралью

работу её основных агрегатов (паровых котлов, турбогенераторов, ядерных реакторов или гидротурбин). В состав Собственные нужды электростанции входят: силовая и осветительная электросети станции, аккумуляторные установки, аварийные источники электропитания, электродвигатели всех механизмов — насосов (водяных, нефтяных, масляных и т.д.), вентиляторов, а на наиболее распространённых тепловых электростанциях — также механизмов разгрузки железнодорожных вагонов, подачи топлива, угледробления и пылеприготовления.

Электроприёмники Собственные нужды электростанции подразделяют на группы в соответствии с требованиями бесперебойной работы. К группе наиболее ответственных (HO) относят электроприёмники, выход из строя которых приводит к нарушению нормального режима работы станции или к аварии. На ТЭС это — электродвигатели питательных насосов паровых котлов, на АЭС — системы управления и защиты реактора, механизмы расхолаживания реактора, на ГЭС — механизмы, обеспечивающие циркуляцию масла и воды в системах смазки и охлаждения, механизмы закрытия дроссельных затворов напорных трубопроводов. Организация работы HO электроприёмников предусматривает их надёжное резервирование, обеспечивающее высокую надёжность устройств Собственные нужды электростанцииЗатраты электроэнергии на работу Собственные нужды электростанции составляют (в % от общего кол-ва электроэнергии, вырабатываемой станцией) от 0,2 на ГЭС большой мощности до 12 на АЭС с. газовым теплоносителем.

Источник