リレー保護と自動化のための回路内の変流器の測定

変電所の電力設備は、組織的に次の 2 種類のデバイスに分類されます。

1. 輸送されるエネルギーのすべての電力が伝送される電力回路。

2. プライマリ ループで行われるプロセスを制御し、それらを制御できるようにするセカンダリ デバイス。

電力機器はオープンエリアまたは閉じた開閉装置内に配置され、二次機器はリレーパネル上、特別なキャビネットまたは個別のセル内に配置されます。

電源ユニットと測定、管理、保護および制御機関の間で情報を送信する機能を実行する中間接続は、測定変圧器です。このようなすべてのデバイスと同様に、これらのデバイスには異なる電圧値を持つ 2 つの側面があります。

1. 高電圧。最初のループのパラメータに対応します。

2.低電圧なので、サービス担当者に対するエネルギー機器の影響のリスクと、制御および監視デバイスの作成にかかる材料のコストを削減できます。

「測定」という形容詞は、これらの電気機器の目的を反映しています。電気機器は電力機器で行われるすべてのプロセスを非常に正確にシミュレートし、変圧器に分割されます。

1. 電流 (CT);

2. 電圧 (VT)。

それらは変換の一般的な物理原理に従って動作しますが、一次回路に含める設計と方法が異なります。

変流器の作り方と仕組み

動作原理と装置

デザインにおいて 測定用変流器 一次回路に流れる大きな値の電流のベクトル値を比例的に小さくする変換であり、同様に二次回路のベクトルの方向が決定されます。

磁気回路装置

構造的には、変流器は他の変圧器と同様、共通の磁気回路の周囲に配置された 2 つの絶縁された巻線で構成されます。特殊な電磁鋼板を用いて溶かした金属板を積層して作られています。これは、コイルの周りを閉ループで循環する磁束の経路における磁気抵抗を低減し、コイルによる損失を低減するために行われます。 渦電流.

リレー保護および自動化スキーム用の変流器には、プレートの数と使用される鉄の総量が異なり、1 つではなく 2 つの磁気コアを含めることができます。これは、次の場合に確実に動作する 2 種類のコイルを作成するために行われます。

1. 公称労働条件。

2.または、短絡電流によって引き起こされる重大な過負荷の場合。

最初の設計は測定を行うために使用され、2 番目の設計は、新たな異常モードをオフにする保護を接続するために使用されます。

コイルと接続端子の配置

変流器の巻線は、電気設備の回路内で永続的に動作するように設計および製造されており、電流の安全な通過とその熱影響に関する要件を満たしています。したがって、熱の増加を排除する断面積を備えた銅、鋼、またはアルミニウムで作られています。

一次電流は常に二次電流よりも大きいため、右の変圧器の下の写真に示されているように、その巻線のサイズが大幅に目立ちます。

左側と中央の構造にはまったく力がありません。代わりに、電源線または固定バスが通過する開口部がハウジングに設けられています。このようなモデルは、原則として、最大1000ボルトの電気設備で使用されます。

変圧器の巻線の端子には、バスバーを接続し、ボルトとネジクランプを使用してワイヤを接続するための固定具が常にあります。これは、電気接点が破損する可能性がある重要な場所の 1 つであり、損傷を引き起こしたり、測定システムの正確な動作を妨害したりする可能性があります。動作チェック中は、一次および二次回路のクランプの品質に常に注意が払われます。

変流器の端子は製造時に工場で次のようにマークされています。

• L1 と L2 は一次電流の入力と出力用です。

• I1 および I2 — セカンダリ。

これらのインデックスは、互いに対するターンの巻き方向を意味し、電源とシミュレートされた回路の正しい接続、回路に沿った電流ベクトルの分布の特性に影響を与えます。これらは、変圧器の初期設置時や欠陥のある装置の交換時に注意が払われ、装置の組み立て前と設置後の両方で、さまざまな電気検査方法によっても検査されます。

一次回路 W1 と二次回路 W2 の巻数は同じではなく、大きく異なります。高電圧変流器は通常、磁気回路全体に供給巻線として機能する直線母線を 1 つだけ備えています。二次巻線の巻数が多くなり、変圧比に影響します。使いやすいように、これは 2 つの巻線の電流の公称値の分数表現として記述されます。

たとえば、ボックスの銘板にある 600/5 というエントリは、変圧器が定格電流 600 アンペアの高電圧機器に接続されることを目的としており、二次回路で変圧されるのは 5 個だけであることを意味します。

各測定用変流器は、一次ネットワークの独自の相に接続されます。リレー保護および自動化デバイスの二次巻線の数は、通常、次の目的で現在の回路コアで個別に使用するために増加します。

• 測定ツール;

• 一般的な保護。

• タイヤとタイヤの保護。

この方法により、重要度の低い回路が重要度の高い回路に与える影響が排除され、動作電圧での動作機器のメンテナンスとテストが簡素化されます。

このような二次巻線の端子をマークする目的で、最初には 1I1、1I2、1I3 という記号が使用され、終わりには 2I1、2I2、2I3 という記号が使用されます。

隔離装置

各変流器モデルは、一次巻線に一定量の高電圧がかかっても動作するように設計されています。巻線とハウジングの間にある絶縁層は、そのクラスの電力ネットワークの電位に長期間耐える必要があります。

高圧変流器の外側絶縁には、目的に応じて次のものが使用できます。

• 磁器のテーブルクロス。

• 圧縮されたエポキシ樹脂。

• いくつかの種類のプラスチック。

同じ材料に変圧器の紙または油を追加して、巻線の内部配線の交差を絶縁し、ターン間障害を排除することができます。

精度クラスTT

理想的には、変圧器は理論的にはエラーを引き起こすことなく正確に動作する必要があります。しかし、実際の構造では、ワイヤを内部加熱し、磁気抵抗に打ち勝ち、渦電流を形成するためにエネルギーが失われます。

このため、少なくとも少しではありますが、変換プロセスが妨げられ、空間内での向きの偏差により、一次電流ベクトルの二次値からのスケールの再現の精度に影響します。すべての変流器には一定の測定誤差があり、振幅と角度の公称値に対する絶対誤差の比率として正規化されます。

精度等級 変流器は、《0.2》、《0.5》、《1》、《3》、《5》、《10》という数値で表されます。

クラス 0.2 変圧器は重要な実験室測定に使用します。クラス 0.5 は、商業目的でレベル 1 メーターで使用される電流を正確に測定することを目的としています。

リレーの動作および第 2 レベルの制御アカウントの電流測定は、クラス 1 で実行されます。ドライブの作動コイルは、第 10 精度クラスの変流器に接続されます。これらは、プライマリ ネットワークの短絡モードで正確に動作します。

TTスイッチング回路

電力業界では、主に 3 線または 4 線の電力線が使用されます。それらを通過する電流を制御するために、測定用変圧器を接続するためにさまざまな方式が使用されます。

1. 電気設備

写真は、2 つの変流器を使用して 10 キロボルトの 3 線式電源回路の電流を測定する変形例を示しています。

ここでは、A および C の一次相接続バスバーが変流器の端子にボルトで固定されており、二次回路がフェンスの後ろに隠され、別個のケーブル ハーネスから保護チューブに導かれ、リレー コンパートメントに配線されていることがわかります。端子台への回路接続用。

同じ設置原則が他のスキームにも適用されます。 高電圧機器110 kV ネットワークの図に示すように。

ここでは、計器用変圧器のエンクロージャは、安全規制で義務付けられている、接地された鉄筋コンクリート プラットフォームを使用して高所に取り付けられています。一次巻線と電源線の接続はカットで行われ、すべての二次回路は端子接合部を備えた近くのボックスに引き出されます。

二次電流回路のケーブル接続は、金属カバーとコンクリート板によって偶発的な外部からの機械的衝撃から保護されています。

2.二次巻線

上で述べたように、変流器の出力導体は、測定装置または保護装置と一緒に動作するためにまとめられています。これは回路の組み立てに影響します。

電流計を使用して各相の負荷電流を制御する必要がある場合は、古典的な接続オプションであるフルスター回路が使用されます。

この場合、各デバイスは、それらの間の角度を考慮して、その位相の現在の値を表示します。このモードで自動レコーダーを使用すると、正弦波の形状を表示し、それらに基づいて負荷分散のベクトル図を構築できるのが最も便利です。

多くの場合、6 ÷ 10 kV の送出フィーダには、B 相を 1 つ使用せずに、3 つではなく 2 つの測定変流器が設置されます。このケースが上の写真に示されています。不完全なスター回路に電流計を接続できるようにします。

追加デバイスの電流が再分配されるため、ネットワークの対称負荷モードでは相 A と相 C のベクトルの合計が表示され、相 B のベクトルとは逆の方向を向いていることがわかります。

リレーで線路電流を監視するために 2 つの測定用変流器をオンにした場合を下の写真に示します。

この方式により、平衡負荷と三相短絡を完全に制御できます。二相短絡、特に AB または BC が発生した場合、このようなフィルターの感度は大幅に過小評価されます。

零相電流を監視する一般的な方式は、フルスター回路の測定用変流器と制御リレーの巻線を結合された中性線に接続することによって作成されます。

コイルを流れる電流は、3 つの相ベクトルを加算することによって生成されます。対称モードでは平衡状態となり、単相または二相短絡発生時に不平衡成分がリレーで解放されます。

変流器とその二次回路の測定の性能特性

運用切り替え

変流器の動作中、一次巻線と二次巻線の電流によって形成される磁束のバランスが形成され、その結果、磁束の大きさのバランスがとれ、逆向きになり、閉回路で発生するEMFの影響が補償されます。 。

一次巻線が開いている場合、電流はそこを流れなくなり、すべての二次回路が単に切断されます。しかし、電流が一次側を通過するときに二次回路を開くことはできません。そうでない場合、二次巻線の磁束の作用により起電力が生成され、その起電力は低抵抗の閉ループの電流の流れに費やされません。 、ただしスタンバイモードで使用されます。

これにより、開いた接点に高電位が発生し、数キロボルトに達し、二次回路の絶縁を破壊し、機器の動作を中断し、サービス担当者に感電事故を引き起こす可能性があります。

このため、変流器の二次回路におけるすべてのスイッチングは、電流回路を中断することなく、厳密に定義された技術に従って、常に監視者の監督下で実行されます。これを行うには、次を使用します。

• 使用を停止したセクションの中断中に追加の短絡回路を設置できる特別なタイプの端子台。

• ショートジャンパを使用して電流ブロックをテストします。

• 特別なキーデザイン。

緊急プロセス用のレコーダー

測定装置は、次の固定パラメータの種類に応じて分類されます。

• 名目上の労働条件。

• システム内での過電流の発生。

録音デバイスの感知要素は、入力信号を直接比例的に認識し、それを表示します。現在の値が歪みのある状態で入力されると、この誤差が測定値に反映されます。

このため、公称電流ではなく緊急電流を測定するように設計されたデバイスは、測定ではなく変流器の保護コアに接続されます。

変圧器の測定装置と動作原理については、こちらをご覧ください。 リレー保護と自動化のための回路内の変圧器の測定