מדידת שנאי מתח במעגלים להגנת ממסר ואוטומציה

מאמר זה מתאר כיצד הזרמים של כמויות עצומות של ציוד מתח גבוה מעוצבים עם דיוק גבוה לשימוש בטוח במעגלי הגנת ממסר - מדידת שנאי זרם במעגלים להגנת ממסר ואוטומציה.

הוא גם מתאר כיצד להמיר מתחים לעשרות ומאות קילו-וולט כדי לשלוט על פעולתם של התקני הגנת ממסר ואוטומציה המבוססים על שני עקרונות:

1. טרנספורמציה של חשמל;

2. הפרדה קיבולית.

השיטה הראשונה מאפשרת תצוגה מדויקת יותר של הווקטורים של הכמויות הראשוניות ולכן היא נפוצה. השיטה השנייה משמשת לניטור שלב ספציפי של מתח הרשת של 110 קילו וולט באוטובוסים העוקפים ובמקרים אחרים. אבל בשנים האחרונות זה מצא יותר ויותר יישום.

כיצד מיוצרים ומופעלים שנאי מתח מכשירים

ההבדל הבסיסי העיקרי בין מדידת שנאי מתח (VT) מ שנאי זרם (CT) הוא שהם, כמו כל דגמי ספקי הכוח, מיועדים לפעולה רגילה מבלי לקצר את הפיתול המשני.

יחד עם זאת, אם שנאי כוח מתוכננים להעביר את ההספק המועבר עם הפסדים מינימליים, אז שנאי מתח מדידה מתוכננים במטרה לחזור על דיוק גבוה בסקאלה של וקטורי המתח הראשוניים.

עקרונות הפעולה והמכשירים

העיצוב של שנאי מתח, בדומה לשנאי זרם, יכול להיות מיוצג על ידי מעגל מגנטי עם שני סלילים כרוכים סביבו:

• יְסוֹדִי;

• שְׁנִיָה.

דרגות מיוחדות של פלדה למעגל המגנטי, כמו גם המתכת של הפיתולים ושכבת הבידוד שלהם, נבחרות להמרת המתח המדויקת ביותר עם ההפסדים הנמוכים ביותר. מספר הסיבובים של הפיתולים הראשוניים והמשניים מחושב כך שהערך הנומינלי של מתח קו-קו-מתח גבוה המופעל על הפיתול הראשוני תמיד משוחזר כערך משני של 100 וולט עם אותו כיוון וקטור עבור מערכות מקורקעות ניטרליות.

אם מעגל העברת הכוח הראשוני מתוכנן עם נייטרלי מבודד, אז 100 / √3 וולט יהיו נוכחים במוצא סליל המדידה.

על מנת ליצור שיטות שונות להדמיית מתחים ראשוניים במעגל המגנטי, ניתן לאתר לא אחת, אלא מספר פיתולים משניים.

מעגלי מיתוג VT

שנאי מכשירים משמשים למדידת כמויות ראשוניות ליניאריות ו/או פאזיות. לשם כך, סלילי חשמל כוללים בין:

• מוליכים קווים לבקרת מתחי קו;

• אוטובוס או חוט ואדמה כדי לקחת את ערך הפאזה.

אלמנט מגן חשוב למדידת שנאי מתח הוא הארקה של הדיור שלהם והפיתול המשני. ניתנת זהירות מפני שכאשר בידוד הפיתולים הראשוני מתקלקל למארז או למעגלים המשניים, יופיע בהם פוטנציאל למתחים גבוהים שעלולים לפגוע באנשים ולשרוף ציוד.

הארקה מכוונת של המעטפת ופיתול משני אחד מובילות את הפוטנציאל המסוכן הזה לאדמה, מה שמונע התפתחות נוספת של התאונה.

1. ציוד חשמלי

דוגמה לחיבור שנאי למדידת מתח ברשת 110 קילו-וולט מוצגת בתמונה.

מודגש כאן כי חוט האספקה ​​של כל שלב מחובר על ידי ענף למסוף של הפיתול הראשוני של השנאי שלו, הממוקם על תומך בטון מזוין מוארק משותף, מורם בגובה בטוח לאנשי חשמל.

הגוף של כל VT מודד עם המסוף השני של הפיתול הראשי מקורקע ישירות על פלטפורמה זו.

היציאות של הפיתולים המשניים מורכבים בקופסת מסוף הממוקמת בתחתית כל VT. הם מחוברים למוליכים של הכבלים הנאספים בקופסת חלוקה חשמלית הממוקמת בקרבת מקום בגובה נוח לשירות מהקרקע.

זה לא רק מחליף את המעגל, אלא גם מתקין מתגים אוטומטיים על מעגלי מתח משניים ומתגים או בלוקים לביצוע מיתוג תפעולי ולביצוע תחזוקה בטוחה של ציוד.

פסי המתח הנאספים כאן מוזנים למכשירי הגנת הממסר והאוטומציה עם כבל חשמל מיוחד, הכפוף לדרישות מוגברות להפחתת הפסדי מתח. פרמטר חשוב מאוד זה של מעגלי מדידה מכוסה במאמר נפרד כאן - הפסד וירידת מתח

מסלולי כבלים למדידת VT מוגנים גם על ידי קופסאות מתכת או לוחות בטון מזוין מפני נזק מכני מקרי, ממש כמו CT.

אפשרות נוספת לחיבור שנאי מדידת מתח מסוג NAMI, הממוקם בתא רשת 10 קילו וולט, מוצגת בתמונה למטה.

שנאי המתח בצד המתח הגבוה מוגן על ידי נתיכים מזכוכית בכל שלב וניתן להפרידו מהמפעיל הידני ממעגל האספקה ​​לצורך בדיקות ביצועים.

כל שלב של הרשת הראשית מחובר לכניסה המתאימה של מתפתל האספקה. המוליכים של המעגלים המשניים מוציאים החוצה עם כבל נפרד לבלוק המסוף.

2. פיתולים משניים והמעגלים שלהם

להלן תרשים פשוט לחיבור שנאי אחד למתח החשמל של מעגל האספקה.

עיצוב זה ניתן למצוא במעגלים עד וכולל 10 קילו וולט. הוא מוגן מכל צד על ידי נתיכים בעוצמה המתאימה.

ברשת 110 קילו וולט, שנאי מתח כזה יכול להיות מותקן בפאזה אחת של מערכת האוטובוס העוקף כדי לספק שליטה סינכרונית על מעגלי החיבור המחוברים ו-SNR.

בצד המשני נעשה שימוש בשתי פיתולים: הראשי והנוסף, המבטיחים את יישום המצב הסינכרוני כאשר המפסקים נשלטים על ידי לוח הבלוק.

כדי לחבר את שנאי המתח לשני שלבים של מערכת האוטובוס המעקף בעת שליטה במפסקים מהלוח הראשי, נעשה שימוש בתוכנית הבאה.

כאן, הוקטור «uk» מתווסף לוקטור המשני «kf» שנוצר על ידי הסכמה הקודמת.

הסכימה הבאה נקראת "משולש פתוח" או כוכב לא שלם.

זה מאפשר לך לדמות מערכת של מתחים דו או תלת פאזיים.

לחיבור שלושה שנאי מתח לפי ערכת הכוכבים המלאה יש את האפשרויות הגדולות ביותר. במקרה זה, אתה יכול לקבל את כל מתחי הפאזה והקו במעגלים המשניים.

בשל אפשרות זו, אפשרות זו משמשת בכל תחנות המשנה הקריטיות, והמעגלים המשניים עבור VTs כאלה נוצרים עם שני סוגי פיתולים הכלולים בהתאם למעגל הכוכב והדלתא.

התוכניות הנתונות להפעלת הסלילים הן האופייניות ביותר ורחוקות מהיחידות. לשנאי מדידה מודרניים יש יכולות שונות ובוצעו התאמות מסוימות בתכנון ובערכת החיבור עבורם.

שיעורי דיוק של שנאים למדידת מתח

כדי לקבוע שגיאות במדידות מטרולוגיות, VTs מונחים על ידי מעגל שווה ערך ודיאגרמת וקטור.

שיטה טכנית מורכבת למדי זו מאפשרת לקבוע את השגיאות של כל מדידת VT במונחים של משרעת וזווית הסטייה של המתח המשני מהראשוני ולקבוע את דרגת הדיוק עבור כל שנאי שנבדק.

כל הפרמטרים נמדדים בעומסים נומינליים במעגלים המשניים שעבורם נוצר ה-VT. אם הם חורגים במהלך הפעולה או הבדיקה, אז השגיאה תעלה על הערך של הערך הנומינלי.

לשנאי מדידת מתח יש 4 דרגות דיוק.

שיעורי דיוק של שנאים למדידת מתח

דרגות דיוק של מדידת VT גבולות מרביים לשגיאות מותרות FU,% δU, min 3 3.0 לא מוגדר 1 1.0 40 0.5 0.5 20 0.2 0.2 10

סוג מס' 3 משמש בדגמים הפועלים בהתקני הגנת ממסר ואוטומציה שאינם דורשים דיוק גבוה, למשל, כדי להפעיל אלמנטים אזעקה להתרחשות של מצבי תקלה במעגלי חשמל.

הדיוק הגבוה ביותר של 0.2 מושג על ידי מכשירים המשמשים למדידות קריטיות ברמת דיוק גבוהה בעת הגדרת מכשירים מורכבים, ביצוע בדיקות קבלה, הגדרת בקרת תדרים אוטומטית ועבודה דומה. VTs עם דרגות דיוק 0.5 ו- 1.0 מותקנים לרוב על ציוד מתח גבוה להעברת מתח משני למרכזיות, מדי בקרה וויסות, ערכות ממסר של נעילות, הגנות וסנכרון מעגלים.

שיטת ציור מתח קיבולי

העיקרון של שיטה זו מורכב בשחרור ביחס הפוך של מתח על מעגל של לוחות קבלים בעלי יכולות שונות המחוברות בסדרה.

לאחר חישוב ובחירת הדירוגים של הקבלים המחוברים בסדרה עם מתח הפאזה של האוטובוס או הקו Uph1, ניתן לקבל על הקבל הסופי C3 את הערך המשני Uph2, אשר מוסר ישירות מהמיכל או דרך התקן שנאי המחובר ל להקל על ההגדרות עם מספר מתכוונן של סלילים.

מאפייני ביצועים של מדידת שנאי מתח והמעגלים המשניים שלהם

דרישות התקנה

מטעמי בטיחות, כל המעגלים המשניים של VT חייבים להיות מוגנים. מפסקים אוטומטיים מסוג AP-50 ומוארק עם חוט נחושת בחתך רוחב של לפחות 4 מ"מ רבוע.

אם נעשה שימוש במערכת אוטובוס כפול בתחנת המשנה, אז יש לחבר את המעגלים של כל שנאי מדידה דרך מעגל הממסר של המשחזרים של עמדת המנתק, אשר אינו כולל אספקת מתח בו-זמנית למכשיר מגן ממסר אחד מ-VTs שונים.

כל המעגלים המשניים מצומת המסוף VT ועד להתקני הגנת ממסר ואוטומציה חייבים להתבצע עם כבל חשמל אחד כך שסכום הזרמים של כל הליבות יהיה שווה לאפס. לשם כך, אסור:

• מפרידים פסים «B» ו- «K» ומשלבים אותם להארקה משותפת;

• לחבר את האוטובוס "B" להתקני סינכרון באמצעות אנשי קשר, מתגים, ממסרים;

• החלף את האפיק «B» של המונים עם מגעי RPR.

מיתוג תפעולי

כל העבודה עם ציוד תפעולי מתבצעת על ידי כוח אדם מיומן במיוחד בפיקוח פקידים ועל פי טפסי המעבר. לשם כך מותקנים במעגלים של שנאי המתח מפסקי זרם, נתיכים ומתגים אוטומטיים.

כאשר קטע מסוים של מעגלי מתח יוצא משימוש, יש לציין את שיטת אימות האמצעי שננקט.

תחזוקה תקופתית

במהלך ההפעלה, המעגלים המשניים והראשוניים של השנאים נתונים לתקופות בדיקה שונות, הקשורות לזמן שחלף מאז הפעלת המכשיר וכוללות היקף שונה של מדידות חשמליות וניקוי הציוד על ידי צוות תיקונים שעבר הכשרה מיוחדת. .

התקלה העיקרית שיכולה להתרחש במעגלי מתח במהלך פעולתם היא התרחשות של זרמי קצר בין הפיתולים. לרוב זה קורה כאשר חשמלאים לא עובדים בזהירות במעגלי מתח קיימים.

במקרה של קצר חשמלי מקרי של הפיתולים, מתגי המגן הממוקמים בתיבת המסופים של ה-VT המדידה כבויים, ומעגלי המתח המספקים את ממסרי הכוח, קבוצות ההשתלבות, הסינכרון, הגנות המרחק והתקנים אחרים נעלמים.

במקרה זה, הפעלה כוזבת של הגנות קיימות או תקלה בפעולתן במקרה של תקלות בלולאה הראשית אפשרית. יש לבטל קצרים כאלה לא רק במהירות, אלא גם לכלול את כל המכשירים המושבתים באופן אוטומטי.

שנאים למדידת זרם ומתח הם חובה בכל תחנת חשמל. הם נחוצים לפעולה אמינה של הגנת ממסר ואוטומציה.