Napětí mezi neuzemněným nulovým vodičem transformátoru 110 kV a zemí během zkratu (Strana 2) — Zeptejte se – my odpovíme — Rada od zkušeného operátora relé

Abstrakt vědeckého článku o elektrotechnice, elektronickém inženýrství, informačních technologiích, autor vědecké práce — Usačev Roman Dmitrievich

Jsou uvažovány nezbytné parametry výkonového transformátoru, které jsou nutné pro výpočet jeho ochrany, jsou zkoumány transformátory s různým jmenovitým napětím, a to jak olejové, tak suché. Metodika je založena na metodách pro výpočet potřebných parametrů reléové ochrany transformátorů s různými obvody a skupinami zapojení vinutí.

Podobná témata vědeckých prací z oblasti elektrotechniky, elektronického inženýrství, informačních technologií, autor vědecké práce — Usačev Roman Dmitrievich

Odpojení transformátorů od reléových ochranných zařízení bez spínače na straně vysokého napětí

Zdůvodnění vypočítané hodnoty fázového zatížení proudového transformátoru
K otázce zvýšení přesnosti měření elektřiny v sítích 6-35 kV
Jevy ferorezonance v obvodech včetně měřicích transformátorů
Účinnost použití antirezonančních transformátorů napětí v síti 6-35 kV
i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.

POŽADOVANÉ PARAMETRY VÝKONOVÝCH TRANSFORMÁTORŮ, POŽADOVANÝ VÝBĚR FORMY A VÝPOČET JEJICH OCHRANY

Jsou zvažovány nezbytné parametry výkonového transformátoru, které jsou nutné pro výpočet jeho ochrany, zkoumány transformátory s různým jmenovitým napětím, jako jsou olejové a suché. Metodika stanoví metody výpočtu požadovaného nastavení reléových ochran transformátorů s různými schématy a skupinami zapojení vinutí.

Text vědecké práce na téma „Potřebné parametry výkonového transformátoru potřebné pro výběr a výpočet jeho ochrany“

VYPÍNÁNÍ Z OCHRANNÉHO RELÉ TRANSFORMÁTORU BEZ VYPÍNAČE NA STRANĚ VYSOKÉHO NAPĚTÍ

Příčiny a způsoby odpojení snižujících transformátorových rozvoden bez spínačů na straně nízkého napětí pomocí zkratů a oddělovačů, příčiny poškození transformátoru a podmínky aplikace různých ochran k nápravě a odstranění těchto poškození. Metodika byla založena na použití přepínací ochrany místo zkratu.

Klíčová slova: reléová ochrana transformátorů, snižovací rozvodna, pojistky, zkrat, přepínací ochrany.

Usačev Roman Dmitrievich, postgraduální student, senior. [email protected], Rusko, Tula, Tulská státní univerzita

POTŘEBNÉ PARAMETRY VÝKONOVÉHO TRANSFORMÁTORU POTŘEBNÉ PRO VÝBĚR A VÝPOČET JEHO OCHRANY

Jsou uvažovány nezbytné parametry výkonového transformátoru, které jsou nutné pro výpočet jeho ochrany, jsou zkoumány transformátory s různým jmenovitým napětím, a to jak olejové, tak suché. Metodika je založena na metodách pro výpočet potřebných parametrů reléové ochrany transformátorů s různými obvody a skupinami zapojení vinutí.

Klíčová slova: výkonový transformátor, vinutí vysokého napětí, vinutí nízkého napětí, proud v nulovém vodiči, schémata a skupiny zapojení vinutí, zkratové napětí, asymetrie zatížení, jmenovité napětí mezi fázemi, fázový proud, jmenovitý výkon.

Všechny výkonové transformátory musí být v souladu s předpisy pro elektroinstalaci chráněny proti abnormálním podmínkám a zkratům. Pro výběr typů ochran a výpočet jejich charakteristik odezvy je nutné znát přesné parametry a typ transformátoru, který je třeba chránit.

Nejdůležitější parametry transformátoru jsou uvedeny v jeho konvenčním označení, které je k dispozici v pasu, a na výkonovém štítku připojeném k transformátoru. V souladu s GOST 11677-85 „Výkonové transformátory“ byl přijat jednotný strukturální diagram konvenčního označení transformátorů.

Spolehlivost a diagnostika technického stavu elektrických zařízení.

Transformátory s nejvyšším jmenovitým napětím 10 kV se vyrábějí s jmenovitým napětím na straně nízkého napětí rovným 0,4 nebo 0,69 kV – pro napájení elektrických přijímačů, a také 3,15 nebo 6,3 kV, nebo 10,5 kV – pro připojení napájecích elektrických sítí různého napětí a pro napájení velkých elektromotorů s napětím nad 1 kV. V rozvodně 110/10 kV pracují elektromotory s napětím 6 kV výhradně přes transformátory 10/6,3 kV. Zároveň se však většina transformátorů 10 kV vyrábí s nízkým napětím 0,4 kV pro napájení elektrických přijímačů s napětím 380 a 220 V.

U vinutí vysokonapěťových transformátorů 10 kV, olejových i suchých, se zpravidla zajišťuje změna vysokonapěťového napětí asi o 5 % jmenovitého. Napětí v transformátorech se mění přepínáním větví vysokonapěťového vinutí. Tento krok musí být proveden, když jsou všechna vinutí transformátoru odpojena od sítě. Typ, jakož i rozsah a počet stupňů regulace napětí na straně vysokého napětí se obvykle označují písmeny a číslicemi.

Olejové transformátory 10 kV pro napájení elektrických přijímačů se vyrábějí s jmenovitým výkonem do 2,5 MVA a pro propojení mezi elektrickými sítěmi různého napětí do 6,3 MVA. Suché transformátory se vyrábějí s jmenovitým výkonem 160, 250, 400, 630 kVA a také 1 a 1,6 MVA.

Výkon (ve voltampérech) třífázového transformátoru s rovnoměrným fázovým zatížením je určen výrazem:

kde U je jmenovité napětí mezi fázemi, V; I je fázový proud, A.

Z výše uvedeného výrazu (1) a s využitím známých jmenovitých hodnot výkonu a napětí na straně vvn a nn, převzatých z dat v pasu, určíme hodnoty jmenovitých proudů (v ampérech) vinutí vysokého a nízkého napětí transformátoru.

jhom. ВН = ShomK^Uhom. vn)>

kde SHOM je indikován v kilovoltampérech (kVA); UHOM se udává v kilovoltech (kV).

Během provozu by transformátory neměly být přetíženy, to znamená, že hodnoty provozních proudů ve vinutích transformátoru by neměly překročit jmenovité hodnoty. Přetížení lze v určitých mezích povolit, a to jak krátkodobé, tak dlouhodobé.

Transformátory 10 kV se obvykle vyrábějí s následujícími skupinami, schématy a zapojeními vinutí. Zde je několik z nich:

— hvězda — hvězda s neutrálním Y/Y-0;

— trojúhelník — hvězda s vyvedeným neutrálem Д/Yl 1;

— hvězda s vyvedeným neutrálem — trojúhelník Y/A-11;

– hvězda – klikatý Y/Y.

Transformátory 10/0,4 kV se schématem zapojení vinutí Y/Y-0 se připojují k třífázové napájecí síti 10 kV, která pracuje s izolovaným nulovým vodičem. Takové transformátory napájejí třífázovou síť se čtyřmi vodiči s pevně uzemněným nulovým vodičem, kde jmenovité napětí mezi vedením je 380 V a mezi každým vedením a nulovým vodičem transformátoru 220 V. V případě symetrického zatížení všech fází bude proud v nulovém vodiči malý. Takový proud se bude nazývat nesymetrický proud. Aby se zabránilo přehřátí a poškození transformátoru, nesymetrický proud, tj. jeho hodnota, by neměl překročit 0,25 jmenovitého proudu vinutí nízkého napětí. Jak však ukazuje praxe, není vždy možné tuto podmínku splnit. Z tohoto a některých dalších důvodů se transformátory se schématem zapojení vinutí Y/Y nepoužívají od výkonu 400 kVA a více.

Transformátory se schématem zapojení a skupinou vinutí A/Y-11 se zapojují stejným způsobem jako transformátory Y/Y-0. Zvláštností tohoto schématu a skupiny zapojení A/Y-11 je, že vektory napětí a proudu na straně NN a VN mají fázový posun 30°. Z tohoto důvodu nemohou transformátory A/Y-11 pracovat paralelně s transformátory Y/Y-0, protože mezi těmito vektory nemají fázový posun. Pokud jsou chybně zapojeny do paralelního provozu (fázový posun 30°), objeví se mezi vektory sekundárního napětí těchto transformátorů mezi transformátory stejného výkonu vyrovnávací proud, který může přibližně 5krát překročit jmenovitý proud každého z nich.

Protože jsou přípoje vinutí vysokého napětí v těchto transformátorech zapojeny do trojúhelníku, lze povolit poměrně dlouhou asymetrii zatížení a proud v nulovém vodiči vinutí nízkého napětí může dosáhnout až 0,75 jmenovitého proudu ve vinutí nízkého napětí. V případě jednofázových zkratů na zem v síti nízkého napětí zajišťuje zapojení vinutí vysokého napětí do trojúhelníku výrazně vyšší hodnoty proudů při provozu s uzemněným nulovým vodičem než například při napájení sítě stejného napětí přes transformátor se stejnými parametry, ale se schématem zapojení Y/Y-0. Domnívám se, že by to mělo přispět ke spolehlivému provozu reléových ochranných zařízení proti jednofázovým zkratům. Právě proto je nutné od výkonu 400 kVA používat transformátory 10/0,4 kV se schématem zapojení vinutí A/Y-11, a to jak suché, tak olejové. Transformátory se schématem zapojení vinutí A/Y-11 se vyrábějí i s jmenovitým napětím vinutí nízkého napětí 0,69 kV.

Pro propojení sítí různého napětí a napájení velkých elektromotorů nad 1000 V se vyrábějí transformátory 10/3,15, 10/6,3 a 10/10,5 kV se schématem zapojení a skupinou zapojení vinutí Y/A-11.

Spolehlivost a diagnostika technického stavu elektrických zařízení.

transformátory pro speciální účely, které mají schémata zapojení Y/Y-0, A/A-0 a také Y/A-11, kde se v transformátorech pro spínání tlumivky pro potlačení oblouku v síti 10 kV s kompenzovaným nulovým vodičem používají vinutí vysokého napětí s vyvedeným nulovým vodičem.

Pro venkovské elektrické sítě se vyrábějí nízkovýkonové transformátory 10 kV se speciálním schématem zapojení vinutí nn, nazývaným cikcak. V tomto případě je vinutí vn zapojeno do hvězdy: Y/Y. Cikcakové zapojení vinutí nn snižujícího transformátoru umožňuje rovnoměrnější rozložení asymetrického zatížení nn mezi fázemi primární sítě vn. Díky tomu jsou zajištěny nejpříznivější provozní podmínky pro transformátor. Pro realizaci cikcakového schématu je sekundární vinutí každé fáze tvořeno dvěma polovinami, z nichž každá je umístěna na různých tyčích magnetického obvodu. Transformátory s cikcakovým zapojením vinutí nn jsou poměrně drahé než transformátory s hvězdicovým zapojením vinutí nn (Y/Y), protože cikcakové zapojení vyžaduje větší počet závitů vinutí nn. Výše popsaný aspekt lze vysvětlit skutečností, že elektromotorická síla vinutí umístěných na různých tyčích se geometricky sčítají pod úhlem 120°. Jejich celková hodnota je menší než algebraický součet elektromotorické síly dvou vinutí umístěných na jedné tyči magnetického obvodu. Pro dosažení elektromotorické síly stejné hodnoty při klikatém zapojení je zapotřebí více závitů než při zapojení vinutí nízkého napětí do hvězdy. Vzhledem k tomu, že je poměrně obtížné takové transformátory vyrobit, a také kvůli jejich poměrně vysokým nákladům, se transformátory typu hvězda-cikcak používají jen zřídka.

Zkratové napětí je velmi důležitý parametr transformátoru. Je nezbytný pro výpočet zkratových proudů na svorkách sekundárního vinutí transformátoru nn a v napájecí síti nn. Zkratové napětí odpovídá hodnotě napětí mezi fázemi, které je přiváděno na svorky vinutí vn transformátoru tak, aby při třífázovém zkratu na svorkách nn procházel transformátorem zkratový proud rovný jeho jmenovité hodnotě. Zkratové napětí se označuje jako Pcs. Vyjadřuje se v procentech jmenovité hodnoty napětí vinutí vn. Na základě hodnoty zkratového napětí je možné vypočítat maximální hodnotu proudu při třífázovém zkratu na straně nn transformátoru, a to i bez zohlednění odporu napájecí soustavy vůči sběrnicím 10 kV, kde je transformátor připojen, a s ohledem na tento odpor. Na základě hodnoty Ics se také vypočítá celkový odpor transformátoru Yatr. Hodnoty Pcs jsou uvedeny v normách, stejně jako v pasových údajích každého transformátoru, kde jsou popsány výsledky továrních zkoušek.

1. Zadkova E. A. Reléová ochrana a automatizace napájecích systémů: učební pomůcka. Samara: Samarská státní technická univerzita, 2009. 68 s.

2. Zasypkin A.S. Reléová ochrana transformátorů. Moskva: Energo-Atomizdat, 1989.

3. Krivenkov V.V., Novella V.N. Reléová ochrana a automatizace napájecích systémů. Moskva: Energoizdat, 1985. 328 s.

4. Andreev V.A. Reléová ochrana a automatizace napájecích systémů. Moskva: Vydavatelství MPEI, 2005.

Usachev Roman Dmitrievich, aspirant, senior. usacheff1992@yandex. ru, Rusko, Tula, Tulská státní univerzita

POŽADOVANÉ PARAMETRY VÝKONOVÝCH TRANSFORMÁTORŮ, POŽADOVANÝ VÝBĚR FORIBEA A VÝPOČET JEHO OCHRANY

Jsou zvažovány nezbytné parametry výkonového transformátoru, které jsou nutné pro výpočet jeho ochrany, zkoumány transformátory s různým jmenovitým napětím, jako jsou olejové a suché. Metodika stanoví metody výpočtu požadovaného nastavení reléových ochran transformátorů s různými schématy a skupinami zapojení vinutí.

Klíčová slova: výkonový transformátor, vinutí vn, vinutí nn, proud v nulovém vodiči, obvod a zapojení vinutí, zkratové napětí, nevyvážené zatížení, jmenovité napětí mezi fázemi, fázový proud, jmenovitý výkon.

Usačev Roman Dmitrievich, postgraduální student, senior. [email protected], Rusko, Tula, Tulská státní univerzita

Kolegové, chci informovat nové a připomenout staré účastníky fóra, že máme také telegramový kanál, připojte se https://t.me/rzia_sbr
Pozornost.
Kvůli přívalu spamu v chatu bylo povoleno moderování nových účastníků.
Po odeslání přihlášky ke členství musíte mně (správci) napsat osobní zprávu (v telegramu, VK nebo v osobních zprávách na fóru) se žádostí o schválení přihlášky s uvedením jména (přezdívky).

Rada zkušeného operátora relé → Ptejte se – my odpovídáme → Napětí mezi neuzemněným nulovým vodičem transformátoru 110 kV a zemí během zkratu

Stránky zpět 1 2

Chcete-li odeslat odpověď, musíte se přihlásit nebo zaregistrovat

Příspěvky 21 až 23 z 23

21 Odpověď od R14 2012. 07. 02 16:08:09 (2012. 07. 02 18:17:55 upraveno uživatelem R14)

Re: Napětí mezi neuzemněným nulovým vodičem transformátoru 110 kV a zemí během zkratu

Jen jsem nepochopil, co je to střed souřadnic (zem). Pokud je to uzemňovací bod VT, pak to tak je.
Vypadá to, že máš pravdu. Součet tří vektorů dělený 3 (Uo) se rovná neutrálnímu posunutí.

22 Odpověď od rz_a 2013-12-01 11:42:59 (2013-12-01 11:56:18 upraveno uživatelem rz_a)

Re: Napětí mezi neuzemněným nulovým vodičem transformátoru 110 kV a zemí během zkratu

Dobrý den. Jelikož se toto téma opět objevilo, podělím se o své informace. Materiál byl připraven před šesti měsíci pro samostatné téma o ochraně nulových vodičů transformátoru před přepětím v nefázovaných režimech. Text uvádím beze změn.

Rád bych se s vámi podělil o informace, které se mi podařilo shromáždit během studia problematiky ochrany neuzemněných nulových vodičů odbočných a koncových transformátorů rozvoden 110/6(10) kV před výskytem zvýšeného napětí během nefázových provozních režimů nadzemního vedení 110 kV. Toto téma jsem již jednou nastolil.
Otázka vyvstala při rekonstrukci venkovního rozváděče (výměna OD a KZ za spínače) rozvodny 110/6 podle dvoublokového schématu vedení-transformátor a změně schématu jejího napájení ze sítě 110 kV. Nyní musela být rozvodna napájena z jiných vedení, na kterých jsou vzduchové jističe (AB) s fázovým pohonem. Během projektování se ukázalo, že kdysi na toto téma (zdá se) existoval oběžník o instalaci automatického uzemnění nulového vodiče transformátoru pro jeho ochranu v případech neúplných fázových režimů způsobených přepínáním spínačů s fázovými pohony. Hned upřesním, že mluvíme o rozvodnách v Donbasu na Ukrajině.
Немного теории.
Všechny transformátory 110-220 kV od tuzemských výrobců mají sníženou úroveň izolace nulového vodiče. U transformátorů 110 kV s regulací napětí pod zatížením tedy odpovídá úroveň izolace nulového vodiče standardní napěťové třídě 35 kV, což je dáno zařazením spínacích zařízení s třídou izolace 35 kV na straně nulového vodiče. Transformátory 220 kV mají také úroveň izolace nulového vodiče sníženou o třídu. Ve všech případech to přináší významný ekonomický efekt a čím vyšší je třída napětí transformátoru, tím větší je efekt. Volba specifikované úrovně izolace nulového vodiče transformátorů určených pro provoz v sítích s efektivně uzemněným nulovým vodičem je technicky odůvodněna hodnotou napětí, která se může na nulovém vodiči objevit během jednofázového zkratu. A ta může dosáhnout téměř 1/3 síťového napětí (například u sítí 110 kV je efektivní hodnota asi 42 kV) [1, s. 35].
Pokud se v napájecí síti vyskytne asymetrie napětí, generuje se na neuzemněném nulovém vodiči transformátoru napětí. V některých případech může překročit izolační napětí nulového vodiče, což představuje nebezpečí pro transformátor. Jedním z důvodů asymetrie napětí může být nevyvážený režim provozu transformátoru (na jedné nebo dvou fázích).
Izolace nulového vodiče (dle norem) samozřejmě podléhá požadavkům na minutové zkušební napětí 100 kV a v nulovém vodiči jsou také instalovány svodiče (nyní – OPN), ale to vše by mělo chránit před spínáním a jinými krátkodobými přepětími. V případě neúplného fázového provozního režimu bude nulový vodič transformátoru pod napětím po dlouhou dobu.
Implementace automatického uzemnění nulového vodiče transformátoru. Místo ZON je v nulovém vodiči transformátoru instalován zkratovač (SC) pro napětí 110 kV. Jako senzor přítomnosti napětí mezi nulovým vodičem transformátoru a zemí je paralelně se zkratovačem instalován kapacitní dělič napětí. K nízkonapěťovému rameni děliče je připojeno napěťové relé, které ovlivňuje časové relé a to druhé – pro zapnutí SC.
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/60000/0/60495/thumb/p18amk1ja01tc217441nkb176o1e541.jpg
Obrázek 1 – Schéma automatizace uzemnění nulového vodiče transformátoru

Dále veškeré prezentované informace a závěry jsou výhradně výsledkem mého vlastního studia dané problematiky. Proto nemusí vše odpovídat realitě.
Při hledání původu automatizace ochrany neutrálu jsem hovořil s vedoucími reléových služeb, jejich zástupci, vedoucími sektorů a laboratoří, hlavním dispečerem, ale nepodařilo se mi najít žádné dokumenty k této problematice.
Pokud začneme úplně od začátku, s výskytem napětí mezi nulovým vodičem transformátoru a zemí, vyvstává několik otázek.
1. Pokud mluvíme o nevyvážených režimech, proč se uvažuje nevyvážený režim způsobený pouze přepínáním spínačů s fázovým pohonem? Proč se neberou v úvahu přerušení vedení?
2. V řídicích obvodech spínačů s fázovými pohony je při neplně zapnutém vysokém napětí (VN) zajištěn obvod pro vypnutí spínačů s určitým časovým zpožděním. Nebere se to v úvahu?
3. V jakých specifických bezfázových režimech by měla tato automatizace fungovat? (tj. úrovně napětí vznikajících na neutrálu a jejich vztah k úrovni jeho izolace).
Na první otázku by se dalo odpovědět znalostí pravděpodobností výskytu neúplných fázových módů z toho či onoho důvodu a také znalostí odpovědí na dvě následující otázky. Proto se k první otázce vrátím.
Abychom odpověděli na druhou otázku, musíme se podívat na řídicí obvody spínačů s fázovanými pohony. Zde je fragment jednoho z nich.
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/60000/0/60495/thumb/p18amk3t9e12rnonj18behppdb12.jpg
Obrázek 2 – Schéma řízení spínače s fázovým pohonem (spouštění)

Z diagramu je zřejmé, že v případě neúplného sepnutí fáze je spínač po určité časové prodlevě nucen vypnout. Relé RP4 (cívka je znázorněna na obr. 3) slouží k přijímání spínacích povelů a zůstává sepnuté, dokud spínacími elektromagnety protéká proud.

http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/60000/0/60495/thumb/p18amk5032110ldob10mctra1je53.jpg
Obrázek 3 – Schéma řízení spínače s fázovým pohonem (konec)

Signalizační obvod má signál o neúplném sepnutí spínače. Lze předpokládat, že při vytváření automatizace uzemnění nulového vodiče se jeho vývojáři rozhodli hrát na jistotu pro případ, že by spínač i přes výše uvedená opatření v některých fázích zůstal zapnutý.
Třetí otázka je nejzajímavější. Existují dva možné typy režimů s neúplnou fází. Prvním je provoz transformátoru na dvou fázích.