リレー保護と自動化のための回路内の変圧器の測定

この記事では、リレー保護回路で安全に使用するために、膨大な量の高圧電力機器の電流を高精度でモデル化する方法について説明します。 リレー保護と自動化のための回路内の変流器の測定.

また、次の 2 つの原則に基づいて、電圧を数十、数百キロボルトに変換してリレー保護および自動化デバイスの動作を制御する方法についても説明します。

1. 電力の変換。

2. 容量分離。

最初の方法では、一次量のベクトルをより正確に表示できるため、広く普及しています。 2 番目の方法は、バイパス バスなどの 110 kV ネットワーク電圧の特定の位相を監視するために使用されます。しかし近年、その応用範囲はますます広がっています。

計器用変圧器の製造方法と操作方法

変圧器 (VT) の測定と測定の主な基本的な違いは、 変流器(CT) すべての電源モデルと同様に、二次巻線を短絡させることなく通常動作するように設計されているということです。

同時に、電力変圧器が最小限の損失で輸送電力を伝送するように設計されている場合、測定用変圧器は、一次電圧ベクトルのスケールでの高精度の繰り返しを目的として設計されています。

動作原理と装置

変圧器の設計は、変流器と同様に、2 つのコイルが巻かれた磁気回路で表すことができます。

• 主要な;

• 2番。

磁気回路用の特殊グレードの鋼材、およびその巻線と絶縁層の金属は、損失を最小限に抑えて最も正確な電圧変換を実現するために選択されています。一次巻線と二次巻線の巻き数は、一次巻線に印加される高電圧線間電圧の公称値が、常に同じベクトル方向で二次値の 100 ボルトとして再現されるように計算されます。中性点接地システム。

一次送電回路が絶縁された中性点を使用して設計されている場合、測定コイルの出力には 100 / √3 ボルトが存在します。

磁気回路の一次電圧をシミュレートするさまざまな方法を作成するために、1 つではなく複数の二次巻線を配置できます。

VTスイッチング回路

計器用変圧器は、線形および/または位相の一次量を測定するために使用されます。これを行うには、パワー コイルには次のものが含まれます。

• 線間電圧を制御するための線路導体。

• バスまたはワイヤとアースを接続して位相値を取得します。

測定変圧器の重要な保護要素は、ハウジングと二次巻線の接地です。一次巻線の絶縁がケースや二次回路に破壊されると、高電圧が発生し、人が怪我をしたり、機器が火傷したりする可能性がありますので、注意してください。

ケーシングと 1 つの二次巻線を意図的に接地することで、この危険な可能性を接地し、事故のさらなる進展を防ぎます。

1. 電気設備

110キロボルトのネットワークで電圧を測定するための変圧器の接続例を写真に示します。

ここで強調しておきたいのは、各相の電源線が分岐によって変圧器の一次巻線の端子に接続されており、電気担当者にとって安全な高さに設置された共通の接地された鉄筋コンクリート支持体上に位置しているということです。

一次巻線の 2 番目の端子を備えた各測定 VT の本体は、このプラットフォーム上で直接接地されます。

二次巻線の出力は、各 VT の下部にある端子ボックスに組み込まれます。これらは、地上からの保守に便利な高さの近くにある配電ボックスに集められたケーブルの導体に接続されています。

単に回路を切り替えるだけでなく、二次電圧回路やスイッチやブロックに自動開閉器を設置し、運転切り替えや機器の安全なメンテナンスを行います。

ここで収集された電圧バスバーは、特別な電源ケーブルを使用してリレー保護および自動化デバイスに供給されますが、電圧損失を削減するための要件が​​厳しくなります。測定回路のこの非常に重要なパラメータについては、こちらの別の記事で説明しています。 損失と電圧降下

VT を測定するためのケーブルルートも、CT と同様に、金属ボックスまたは鉄筋コンクリートスラブによって偶発的な機械的損傷から保護されています。

10 kV グリッドセル内にある NAMI タイプの電圧測定変圧器を接続するための別のオプションを下の写真に示します。

高電圧側の変圧器は各相のガラスヒューズで保護されており、性能チェックのために手動アクチュエータと供給回路を切り離すことができます。

一次ネットワークの各相は、供給巻線の対応する入力に接続されます。二次回路の導体は別のケーブルで端子台に引き出されます。

2. 二次巻線とその回路

以下は、1 つの変圧器を電源回路の主電源に接続するための簡単な図です。

この設計は、10 kV 以下の回路で見られます。適切な電力のヒューズによって両側で保護されています。

110 kV ネットワークでは、このような変圧器をバイパス バス システムの 1 つの相に設置して、接続された接続回路と SNR の同期制御を提供できます。

二次側では、主巻線と追加巻線の 2 つの巻線が使用され、回路ブレーカーがブロック基板によって制御されている場合に同期モードの実装が保証されます。

メインボードからサーキットブレーカーを制御するときに変圧器をバイパスバスシステムの 2 相に接続するには、次のスキームが使用されます。

ここでは、ベクトル«uk»が、前のスキームによって形成された二次ベクトル«kf»に追加されます。

次のスキームは、「オープントライアングル」または不完全なスターと呼ばれます。

これにより、2 相または 3 相電圧のシステムをシミュレートできます。

フルスター方式に従って 3 つの変圧器を接続すると、最大の可能性が得られます。この場合、二次回路のすべての相電圧と線間電圧の両方を取得できます。

この可能性のため、このオプションはすべての重要な変電所で使用され、そのような VT の二次回路はスター回路とデルタ回路に従って 2 種類の巻線を含めて作成されます。

コイルをオンにするための指定されたスキームは最も典型的なものであり、唯一のものではありません。最新の測定用変圧器にはさまざまな機能があり、その設計と接続方式に特定の調整が加えられています。

電圧測定用変圧器の精度クラス

計測測定における誤差を判断するために、VT は等価回路とベクトル図によって導かれます。

このかなり複雑な技術的方法により、一次電圧からの二次電圧の偏差の振幅と角度に関して各 VT 測定の誤差を決定し、テストされた各変圧器の精度クラスを決定することができます。

すべてのパラメータは、VT が作成される二次回路の公称負荷で測定されます。運転中や検査中にこれらを超えた場合、誤差は公称値を超えます。

測定変圧器には 4 つの精度クラスがあります。

電圧測定用変圧器の精度クラス

VT 測定の精度クラス 許容誤差の最大値 FU、% δU、min 3 3.0 未定義 1 1.0 40 0.5 0.5 20 0.2 0.2 10

クラス No. 3 は、高精度を必要としないリレー保護および自動化装置で動作するモデルで、たとえば、電源回路での障害モードの発生に対して警報要素をトリガーするために使用されます。

最高精度 0.2 は、複雑なデバイスのセットアップ、受け入れテストの実施、自動周波数制御のセットアップなどの作業における重要な高精度測定に使用される機器によって達成されます。精度クラス 0.5 および 1.0 の VT は、配電盤、制御および調整計、インターロックのリレー セット、保護、および回路同期に二次​​電圧を転送するために、高電圧機器に取り付けられることがほとんどです。

容量性電圧引き込み法

この方法の原理は、直列に接続された異なる容量のコンデンサ プレートの回路上の電圧を反比例して解放することにあります。

母線相電圧 Uph1 に直列に接続されたコンデンサの定格を計算して選択した後、最終コンデンサ C3 で二次値 Uph2 を取得することができます。この値は、コンテナから直接、またはコンテナに接続された変圧器を介して取り出されます。コイル数を調整できるのでセッティングが容易です。

変圧器とその二次回路の測定の性能特性

インストール要件

安全上の理由から、すべての VT 二次回路を保護する必要があります。 自動サーキットブレーカー タイプ AP-50 断面が少なくとも 4 mm 平方の銅線で接地されます。

変電所で二重母線システムが使用されている場合、各測定用変圧器の回路は断路器位置のリピータのリレー回路を介して接続する必要があり、これにより、異なる VT から 1 つのリレー保護装置に電圧を同時に供給することができなくなります。

ターミナル ノード VT からリレー保護および自動化デバイスまでのすべての 2 次回路は、すべてのコアの電流の合計がゼロになるように 1 本の電源ケーブルで実行する必要があります。この目的のために、以下のことは禁止されています。

• 別々のバスバー«B»と«K»を組み合わせて共同接地します。

• バス「B」をスイッチ接点、スイッチ、リレーを介して同期デバイスに接続します。

• カウンタの«B»バスをRPR接点で切り替えます。

運用切り替え

運用機器を使用したすべての作業は、職員の監督の下、切り替えフォームに従って特別な訓練を受けた担当者によって実行されます。この目的のために、変圧器の回路には回路ブレーカー、ヒューズ、自動スイッチが取り付けられています。

電圧回路の特定の区間を停止する場合には、講じられた措置を検証する方法を示す必要があります。

定期的なメンテナンス

動作中、変圧器の二次および一次回路はさまざまな検査期間を受けます。この検査期間は、装置が動作してからの経過時間に関連付けられており、さまざまな範囲の電気測定や、特別な訓練を受けた修理担当者による装置の清掃が含まれます。 。

電圧回路の動作中に発生する可能性のある主な誤動作は、巻線間の短絡電流の発生です。ほとんどの場合、これは電気技師が既存の電圧回路で慎重に作業を行わなかった場合に発生します。

巻線が誤って短絡した場合、測定用 VT の端子ボックスにある保護スイッチがオフになり、電源リレー、インターロックのセット、同期、距離保護、その他のデバイスに電力を供給する電圧回路が失われます。

この場合、一次ループに障害が発生した場合に、既存の保護が誤って作動したり、その動作が誤動作したりする可能性があります。このような短絡は、ただちに排除するだけでなく、自動的に無効化されるすべてのデバイスも含める必要があります。

電流および電圧を測定する変圧器は、すべての変電所に必須です。これらはリレー保護および自動化デバイスの信頼性の高い動作に必要です。