Трансформаторы напряжения и вторичные цепи напряжения - Обслуживание РЗиА и вторичных цепей
Устройство ТН такое же, как и силового трансформатора; первичная обмотка, состоящая из большого числа витков, подключается параллельно к первичным цепям оборудования подстанции, к цепям вторичной обмотки параллельно подключают приборы и реле. Для питания устройств РЗА применяют различные схемы соединения обмоток как однофазных, так и трехфазных ТН [2, 3]. В качестве примера рассмотрим схему соединения обмоток трехфазного пятистержневого ТН (рис. 4). Магнитная система этого ТН имеет пять стержней. На трех средних стержнях размещены обмотки трех фаз — по одной первичной и по две вторичных обмотки на каждом стержне. Два крайних стержня предназначены для замыкания магнитных потоков нулевой последовательности (когда геометрическая сумма магнитных потоков трех средних стержней не равна нулю). Первичные обмотки соединены в звезду с заземленной нейтралью. Основные вторичные обмотки соединены в звезду с выведенной нейтралью и цепи этих обмоток предназначены для включения приборов и реле на междуфазные и фазные напряжения. Дополнительные обмотки соединены по схеме разомкнутого треугольника, являющегося фильтром напряжения
Рис. 5. Векторные диаграммы вторичных фазных напряжений и их геометрического суммирования в фильтре напряжений нулевой последовательности: я —нормальный режим цепи или удаленное трехфазное к. з.; б — двухфазное к. з. между фазами В и С нулевой последовательности. Напряжение на зажимах 0\ — 02 этой схемы равно утроенному напряжению нулевой последовательности 3U0 (при отсутствии в напряжении гармоник). В нормальном режиме, при трехфазном или двухфазном к. з. в первичной цепи геометрическая сумма фазных напряжений равна нулю, поэтому напряжение между выведенными концами разомкнутого треугольника также равно нулю (в треугольнике геометрически суммируются три фазных напряжения, рис. 5). При замыкании на землю одной из фаз (например, фазы А) первичной цепи с изолированной нейтралью первичная обмотка фазы А ТН окажется подключенной обоими концами к потенциалу земли и напряжение как первичной, так и вторичных обмоток этой фазы станет равным нулю (рис. 6), напряжение двух других фаз станет равным междуфазному напряжению. При этом на зажимах схемы разомкнутого треугольника ТН появится напряжение, равное геометрической сумме векторов напряжений двух неповрежденных фаз В и С, и реле напряжения, подключенное к выведенконцам схемы разомкнутого треугольника, сработает, сигнализируя о замыкании на землю в первичной цепи. Если нейтраль первичных обмоток ТН не будет заземлена, тогда при замыкании на землю какой-либо фазы первичной цепи с изолированной нейтралью геометрическая сумма векторов трех вторичных фазных напряжений будет равна нулю и сигнализация замыкания на землю работать не будет.
Рис. 6. Однофазное замыкание на землю в цепи с изолированной нейтралью: а — схема ТН (вторичные обмотки, соединенные в звезду, не показаны); б — векторная диаграмма напряжений; в — геометрическое суммирование напряжений Он н Ос в фильтре нулевой последовательности (в схеме разомкнутого треугольника)
Прекращение питания цепей напряжения некоторых устройств РЗА может привести к их излишнему или ложному действию или отказу. К устройствам, способным подействовать излишне или ложно, относятся, например, защиты минимального напряжения, дифференциально-фазные защиты линий типов ДФЗ-501 (ДФЗ-401) и ДФЭ-503, дистанционные защиты любых типов. К устройствам, способным привести к отказу, относятся, например, различные типы направленных защит, устройства РЗА от повышения напряжения, устройства автоматического повторного включения (АПВ) с проверкой синхронизма или наличия напряжения. При исчезновении напряжения от ТН, используемого как источник оперативного переменного тока устройства РЗА, эти устройства могут также отказать в действии. Для предотвращения неправильного действия устройств РЗА при повреждении цепей напряжения, а также для сигнализации об этих повреждениях применяют различные устройства, с принципом действия и особенностями обслуживания которых оперативный персонал должен быть ознакомлен. Для защиты ТН от к. з. во вторичных цепях применяют как плавкие предохранители, так и автоматические выключатели (автоматы), например, типа АП-50 (с контактом вспомогательной цепи, который используют для сигнализации отключения автомата). Преимуществами автоматов по сравнению с плавкими предохранителями являются быстродействие, большая надежность, простота восстановления питания цепей напряжения (нет необходимости иметь резервные плавкие вставки, предохранители и т. п.). Быстродействие автоматов при к. з. во вторичных цепях ТН обеспечивает своевременное автоматическое отключение специальными блокировками быстродействующих релейных защит, подверженных неправильным действиям при снижении или исчезновении напряжения. Дело в том, что специальная блокировка быстрее и надежнее блокирует защиту после отключения автоматов одной или нескольких фаз цепей напряжения. Предохранители допускается применять только во вторичных цепях ТН, не питающих быстродействующие релейные защиты, подверженные неправильным действиям при неисправности цепей напряжения. Постоянное защитное заземление вторичных цепей ТН выполняется следующим образом: провод одной из фаз или нулевой провод вторичных обмоток ТН, соединенных в звезду, и один из выводов схемы разомкнутого треугольника заземляются на ближайшей от ТН сборке зажимов (обычно в шкафу, где устанавливают автоматы) или непосредственно у выводов вторичных обмоток ТН. Индивидуальные заземления цепей каждого ТН выполняются при условии, что вторичные цепи ТН не имеют никакой электрической связи с цепями других ТН, кроме связи через «землю». На объекте с двумя и большим числом ТН одного и того же первичного напряжения перевод питания цепей напряжения устройств РЗА каждого присоединения с одного ТН на другой обычно выполняют одним из двух способов. По первому способу на каждом присоединении устанавливают рубильники или переключатели, с помощью которых оперативный персонал может подключать цепи напряжения устройств РЗА этого присоединения к тому или другому ТН. Недостаток этого способа заключается в том, что дежурный персонал должен следить, чтобы в нормальном режиме вторичные цепи напряжения каждого присоединения были подключены к ТН той системы шин или той ошиновки, на которую включено само это присоединение. Если это условие не выполнено, при эксплуатационном или аварийном отключении шиносоединительного или другого выключателя или разъединителя, когда нарушается прямая электрическая связь между системой шин (ошиновкой), куда включено присоединение, устройства РЗА этого присоединения могут сработать неправильно или отказать в действии, так как напряжение в их цепях может не соответствовать по значению и фазе первичному напряжению самого присоединения. Второй способ заключается в том, что цепи напряжения отдельных присоединений подстанции, имеющей две системы шин, автоматически переключаются на соответствующий ТН, например при переводе присоединения с одной системы шин на другую. Это автоматическое переключение обычно выполняется контактами реле-повторителей вспомогательных контактов (ВК) шинных разъединителей присоединения (рис. 7). В схеме с целью предотвращения неправильного действия главным образом дистанционных быстродействующих защит при переводе линии с одной системы шин на другую предусмотрена следующая автоматическая последовательность переключения. Вначале при включении шинного разъединителя I (//) системы шин срабатывает реле 1РПР (2РПР), через контакты которого к защите подается напряжение от обмоток соответствующего ТН, соединенных в звезду, а затем срабатывает реле ЗРПР (4РПР), подавая через свои контакты на дистанционную защиту «плюс» оперативного тока и напряжение от обмоток ТН, соединенных в разомкнутый треугольник. Реле 1РПР (2РПР) имеет некоторую выдержку времени при возврате (реле типа РП-252), а реле ЗРПР (4РПР) ее не имеет (реле типа РП-23). Это предусмотрено для того, чтобы при разрегулировке вспомогательного контакта разъединителя (ВКР) и нарушении в нем целости цепи реле ЗРПР (4РПР) сняло с защиты «плюс» оперативного тока раньше, чем реле 1РПР (2РПР) снимет напряжение (цепей «звезды») с той же защиты, и тем самым предотвратило ложное действие защиты. Для исключения возможности объединения вторичных цепей ТН обеих систем шин в режиме, когда включены оба шинных разъединителя присоединения, в схеме выполнена блокировка на размыкающих контактах реле ЗРПР (4РПР). Реле, в цепи которого вспомогательный контакт разъединителя был замкнут раньше, разомкнет цепь включения другого реле своим контактом.
К цепям напряжения устройств РЗА присоединения Рис. 7. Схема переключения цепей напряжения устройства РЗА присоединения с применением реле повторителей положения шинных разъединителей (РПР) (вторичные цепи каждого ТН имеют индивидуальные заземления): а — схема соединений обмоток однофазных ТН с двумя вторичными обмотками; б— схема включения реле-повторителей разъединителей (1ВКР и 2ВКР — вспомогательные контакты шинных разъединителей соответственно I и II систем цшн); в —схема переключения цепей напряжения Операции при отключении или неисправности ТН и цепей. При отключении или неисправности ТН в заявке должны быть приведены указания или мероприятия, составленные службой РЗАИ для обеспечения надежной работы остающихся включенными устройств РЗА, подключенных к этим цепям. Эти мероприятия, равно как и мероприятия, предусмотренные инструкциями, надлежит выполнить до отключения ТН. При появлении аварийной необходимости отключения ТН или части его цепей оперативный персонал предварительно, согласно инструкциям, отключает те устройства РЗА, которые могут сработать неправильно при перерыве или исчезновении питания цепей напряжения. Если имеется возможность, все устройства РЗА, которые нормально питаются от цепей напряжения отключаемого ТН, целесообразно до отключения ТН перевести на питание от другого ТН, в том числе и в случаях, когда ТН установлен на линии. При переводе питания цепей напряжения устройств РЗА с одного ТН па другой оперативный персонал предварительно (несмотря на наличие соответствующих блокировок) отключает те устройства, которые могут сработать неправильно при разрыве цепей напряжения, а после завершения перевода питания вводит их в действие. К этим устройствам, в частности, относятся любые дистанционные защиты, а также высокочастотные защиты типа ДФЗ-501 (ДФЗ-401) илиДФЗ-503, имеющие пуск по напряжению обратной последовательности. Следует иметь в виду, что, если, например, цепи напряжения защит двух линий включены на ТН одной из этих линий (цепи напряжения защит одной из линий переведены на ТН второй линии) и среди переведенных цепей есть цепи дистанционной защиты или высокочастотной защиты типа ДФЗ-501 (401) или ДФЭ-503, при отключении линии с исправным ТН произойдет также отключение линии с неисправным ТН (без ТН). Поэтому такой режим работы необходимо допускать только на минимально необходимое время. При появлении сигнала о неисправности вторичных цепей напряжения дежурный в соответствии с инструкциями либо отключает устройства РЗА, которые могут при этом сработать неправильно, либо принимает другие меры, указанные в инструкциях. Затем он пытается восстановить питание цепей напряжения включением соответствующих автоматов или установкой запасных предохранителей. Смену предохранителей при наличии рубильника, установленного до предохранителя, выполняют при отключенном рубильнике. Однако следует иметь в виду, что некоторые виды защит могут срабатывать при полном снятии напряжения рубильником и поэтому они, согласно инструкции, должны быть предварительно отключены. При отсутствии рубильника (под нагрузкой) допускается замена только трубчатых предохранителей закрытого типа. При этом замену предохранителей выполняют с помощью изолирующих клещей (или в диэлектрических перчатках) в предохранительных очках. При успешном восстановлении питания цепей напряжения все отключенные устройства РЗА должны быть включены. При повторном отключении автоматов (сгорании предохранителей) дежурный срочно извещает местную службу РЗАИ о возникшей неисправности. Затем, если это предусмотрено инструкциями, дежурный с разрешения соответствующего диспетчера переводит питание цепей напряжения устройства РЗА на другой ТН (с отмеченным выше отключением части устройств релейной защиты). Если в процессе перевода и на другом ТН отключатся автоматы (сгорят предохранители), необходимо полностью снять напряжение от ТН с неисправных устройств РЗА и включить отключившиеся автоматы (заменить предохранители). Если при этом присоединение осталось совсем без релейной защиты от какого-либо вида к. з., дежурный должен требовать у диспетчера отключения этого присоединения. Теперь перейдем к рассмотрению источников оперативного тока и их цепей. Источником оперативного тока называется такой источник электрического тока, который используется для питания цепей дистанционного управления выключателями и разъединителями, логических цепей релейной защиты, устройств электроавтоматики, телемеханики и сигнализации. Этот источник должен обеспечить действие указанных устройств как в нормальных условиях, так и в условиях к. з. и других нарушений нормального режима сети. Поэтому дежурный персонал должен уделять достаточное внимание состоянию источников и цепей оперативного тока. На объектах применяются как постоянный, так и переменный оперативный ток.
