Устройство для защиты измерительного трансформатора напряжения Советский патент 1983 года по МПК H02H7/04 

Изобретение относится к релеПной защите и может быть использовано дл защиты от повреждений трансформаторов напряжения контроля изоляции пр перемежающихся дуговых замыканиях на землю в сетях с малыми емкостиыми токами замыкания на землю. Кроме того, оно может быть исдользовано для повышения надежности работы сетей 6-35 кВ с изолированной нейтралью . При однофазных замыканиях на зем лю через электрическую дугу в сети с изолированной нейтралью возникает смещение нейтрали системы,при погасаниях дуги на фазах остается постоянная составляющая напряжения. Заряд фаз, обусловленный этой постоянной составляющей,стекает через обмотки трансформатора напряжения, что приводит к низкочастотным-феррорезонансным колебаниям напряжения, насыщению стали трансформатора большим током через обмоткитрансформатора. В результате протекания больших токов т-рансфор матор напряжения перегревается и повреждается. Известно устройство для защиты трансформаторов напряжения, содержащее активное сопротивление,включенное в разомкнутый треугольник об мотки низкого напряжения Г1|. Недостатком этого устройства является то, что вышеуказанное сопро тивление из-за малой мощности обмот ки низкого напряжения создает только затухание нелинейных колебаний на пряжения в схеме нулевой последовательности, снижая интенсивность фер рорезонансного процесса, но не пред отврашая его возникновения. Известно также защитное устрюйство трансформатора напряжения, содер жащее во вторичной обмотке дроссель с немагнитными зазорами в магнитопроводе f2. Недостатком его является то, что включение линейной индуктивности в обмотку низкого напряжения трансформатора изменяет частоту свободных колебаний напряжения сети и сдвигает область возникновения феррюрезонанса в сторону больших емкостных параметров сети. В результате остается опасность возникновения феррорезонанса при изменениях конфигурации сети. Указанные недостатки обусловлены тем, что индуктивность в обмотке низкого напряжения не влияет на за- тухание свободных колебаний напряжения сети. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для защиты измерительного трансформатора напряжения, содержащее резистор, включенный между нулевой точкой первичной обмотки трансформатора и землей СЗ. Недостатке известного устройства является то, что непосредственное использование только включенного между нулевой точкой (нейтралью) трансформатора напряжения и землей активного сопротивления является малоэффективным по следующим причинам. Для ограничения тока через трансформатор Напряжения до безопасной величины требуется большое активное сопротивление, но увеличение номинала сопротивления влечет за собой: возрастание падения напряжения на сопротивлении и соответственно увеличение потенциала на нейтрали трансформатора напряжения, что создает опасность для ее изоляции, рассчитанной на работу в режиме глухого заземления/ увеличение постоянной вре- . мени стекания зарядов с фаз сети при погасании дуги, что приводит к опасным перенапряжениям при перемежаюишхся дугах. Эти недостатки обусловлены тем, что в сети с изолированной нейтралью заряд фаз, возникающий при смещении нейтрали системы, стекает, в основном, только через обмотку трансформатора напряжения и активное сопротивление в его нейтрали. Кроме того, включение больших активных сопротивлений в нейтраль трансформатора напряжения недопустимо из-за увеличения угловой погрешности измерительного трансфор.затора напряжения. Цель изобретения - повышение ресурса измерительного трансформатора напряжения. Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты измерительного трансформатора напряжения снабжено дополнительным трансформатором с замкнутой в треугольник вторичной обмоткой и вторым резистором, причем введенный трансформатор включен параллельно защищаемому трансформатору, а второй резистор включен между нулевой точкой первичной обмотки введенного трансформатора и землей. На чертеже представлена схема устройства. Между нулевой точкой первичной обмотки защищаемого трансформатора 1 и землей включен резистор 2. Параллельно трансформатору 1 включен вспомогательный трансформатор 3 с компенсационной обмоткой 4, замкнутой в треугольник. Между нулевой точкой первичной обмотки трансформатора 3 ич землей включен резистор 5, Устройство работает следующим образом. При погасании дуги на фазе, замыкающейся на землю, на других фазах остаются заряды, обусловленные смещением нейтрали сети в момент . з мыкания на землю. При стекании зарядов через обмотку трансформатора напряжения величина тока ограничивается сопротивлением 2. Однако сопротивление (2 не может ограничить эти токи до необходимого уровня, так как величина сопротивления 2 выбирается также с учетом условий защиты изоляции нейтрали от перенапряжений, быстрого стекания зарядов, малой угловой погрешности тран сформатора напряжения. При протекании ограниченных, но вре еще больши токрэ через трансформатор напряжения и сопротивление 2 возрастает потенциал нейтрали трансформатора 1 изоляция которой рассчитана на рабо в режиме глухого заземления (например, современные трансформаторы напряжения- НТМИ-б-66, НТМИ-10-66 имею испытательное напряжение всего лишь 2 кВ), увеличивается время стекання зарядов. Вспомогательный трансформатор 3 выведенной нулевой точкой {нейтраль обмотки высокого напряжения и резис 5 шунтирует трансформатор 1 напряжения, создавая путь для стекания зарядов через обмотку высоког напряжения и резистор 5. Ксяипенсационная обмотка 4 трансформатора пр стекании зарядов размагничивает тра сфОЕ 4атор 3 по нулевой посйедовательности, снижая тем саквлм индуктивное сопротивление трансформатора 3 для низкочастотных составляющи тока. В качестве вспсмогательного тран сформатора Г«эжет быть использован, например, трансформатор собственных нужд подстанции, снабженный дополнительной компенсационной обмоткой низкого напряжения, замкнутой в тре угольник, и выведенной нулевой точкой обмотки высокого напряжения. Ве личина резистора 5 выбирается из условий ограничения тока через тран сформатор 1 напряжения и сопротивление 2 в его нейтрали, а также из условий работы устройств контроля состояния изоляции сети с изолированной нейтралью. Ввиду бол1 -ной мтацности вспомогательного трансформатора (трансформатора собственных нужд подстанции), по сравнению с мощностью трансформатора напряжения, и наличия компенсационной обмотки, постоянная времени стекания заряда через трансформатор 3 и резистор 5 значительно меньше, чем при стекании зарядов через трансформатор 1 и сопротивление 2, что позволяет выбрать резистор 5 с номиналом сопротивления достаточно большой величины. Это необходимо для обеспечения надежной работы сети с изолированной нейтралыа Дополнительной защиты обмоток вспомогательного трансформатора от перегрева и изоляции нейтрали от перенапряжений не требуется, так как обмотки трансформатора достаточно мощные (мощность трансформаторов собственных нужд подстанции не менее 25 кВЛ), а изоляция его нейтрали рассчитана на работу с изолированной нейтралью. Использование изобретения в сравнении с известным устройством позволяет существенно ограничить токи обмотку трансформатора напряжения до безопасной величины и уменьшить также ток через активное сопротивление в его нейтрали. Соответственно снижается до безопасной величины напряжение на нейтрали трансформатора напряжения. Использование предлагаемого устройства способствует быстрому стеканию зарядов с фаз сети при погасаниях дуги, что также уменьшает токи через трансформатор напряжения и возможные перенапряжения при повторных зажиганиях дуги. Изобретение позволяет уменьшить мощность и габариты сопротивления в нейтрали трансформатора напряжения, обеспечить угловую погрешность трансформатора в пределах его класса точности и повысить ресурс трансформатора.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее резистор, включенный между нулевой точкой первичной обмотки трансформатора и землей, отличающееся тем, что, с целью повышения ресурса трансформатора, оно снабжено дополнительным трансформатором с замкнутой в треугольник вторичной обмоткой и вторым резистором, причем введенный трансформатор включен параллельно защищаемому трансформатору, а второй резистор включен между нулевой точкой первичной обмотки введенного трансформатора и землей. (Л го ND К СЛ 4