Устройство для защиты измерительного трансформатора напряжения

:3 з ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОМУ СВ У.г,К АВТОРСК ИДЕТЕЛЬСТВ нский научно-исслеститут энергетики ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪФ(56) 1. Лихачев Ф.А.Коммутационныеперенапряжения в трехфазных схемахс малыми емкостными токами замыканна землю. фЭлектрические станции",1958, Р 1, с. 57-62.2, Азорское свидетельство СССРВ 54790 кл. Н 02 Н 9/00, 1975,3. Авторское свидетельство СССР9 136813, кл, Н 02 Н 9/02, 1959,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИЗМЕ.РИТЕЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее реэистор, включенный между нулевой точкой первичнойобмотки трансформатора и землей,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения ресурса трансформатора, оно снабжено дополнительным трансформатором с замкнутой втреугольник вторичной обмоткой ивторым резистором, причем введенный трансформатор включен параллельно защищаемому трансформатору, авторой резистор включен между нулевой точкой первичной обмотки введенного трансформатора и землей.5 30 величины требуется большое активноесопротивление, но увеличение номиналасопротивления влечет за собой: воэ 15 растание падения напряжения на сопротивлении и соответственно увеличение потенциала на нейтрали трансформатора напряжения, что создаетопасность для ее изоляции, рассчитан 20 ной на работу в режиме глухого заземления, увеличение постоянной вре-,мени стекания зарядов с фаз сети.при погасании дуги, что приводит копасным перенапряжениям при перемежающихся дугах.Эти недостатки обусловлены тем,что в сети с изолированной нейтральюзаряд фаз, возникающий при смещениинейтрали системы, стекает, в основ-ном, 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 трансформатора напряжения.Цель изобретения - повышение ресурса измерительного трансформаторанапряжения,40 Поставленная цель достигается 50 55 6065 Изобретение относится к релейнойзащите и может быть использовано для защиты от повреждений трансформаторов напряжения контроля изоляции при перемежающихся дуговых замыканияхна землю в сетях с малыми емкостными токами замыкания на землю. Кроме того, оно может быть исцользовано для повышения надежности работы сетей 6-35 КВ с изолированной нейтралью.При однофазных замыканиях на землю 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 обмотки трансформатора. В результате протекания больших токов трансформатор напряжения перегревается и повреждается.Известно устройство для защиты трансформаторов напряжения, содержащее активное соиротивление,включенное в разомкнутый треугольник обмотки низкого напряжения 1).Недостатком этого устройства является то, что вышеуказанное сопротивление из-за малой мощности обмотки низкого напряжения создает только затухание нелинейных колебаний на- пряжения в схеме нулевой последовательности, снижая интенсивность феррорезонансного процесса, но не предотврашая его возникновейия.Известно также защитное устройство трансформатора напряжения, содержащее во вторичной обмотке дроссель с немагнитными зазорами в магнитопроводе 2.4Недостатком его является то, что включение линейной индуктивности в обмотку низкого напряжения трансформатора изменяет частоту свободных колебаний напряжения сети и сдвигает область возникновения феррорезонанса в сторону больших емкостных параметров сети. В результате остается опасность возникновения Феррореэонанса при изменениях конфигурации сети.Указанные недостатки обусловлены тем, что индуктивность в обмотке низкого напряжения не влияет на эа" тухание свободных колебаний напряжения сетиНаиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для защиты измерительного трансформатора напряжения, содержащее реэистор, включенный между нулевой точ. кой первичной обмотки трансформатора и землей 3.Недостатком известного устройства является то, что непосредственное использование только включенного между нулевой точкой нейтралью ) трансформатора напряжения и земпей активного сопротивления является малоэффективным по следующим причинам,для ограничения тока через трансформатор напряжения до безопасной тем, что устройотво для защиты измерительного трансформатора напряжения снабжено дополнительным трансформатором с замкнутой в треугольниквторичной обмоткой и вторым резистором, причем введенный трансформатор включен параллельно защищаемому трансформатору, а второй резистор включен между нулевой точкой первичной обмотки введенноготрансформатора и землей. На чертеже представлена схемаустройства. 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 и, землей включен резистор 5,Устройство работает следующимобразом.Заказ 4059/46 Тираж 617 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 При погасании дуги на фазе, замыкающейся на зеюпо, на других Фазах остаются заряды, обусловленные смещением нейтрали сети в момент . замыкания на землю. При стекании зарядов через обмотку трансформатора напряжения величина тока ограничивается сопротивлением 2. Однако сопротивление 2 не может ограничить зти 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 трансформатора напряжения. При протека нии ограниченных, но вСе еще больших токов через трансформатор напряжения исопротивление 2 возрастает потенциал нейтрали трансформатора 1,изоляция которой рассчитана на работу 20 в режиме глухого заземления (например, современные трансформаторы напряжения НТИИ-66, НТИЯ-66 имеют испытательное напряжение всего лишь 2 кВ), увеличивается время стекания 25зарядов.Вспомогательный трансформатор 3 с выведенной нулевой точкой ( нейтральи 1 обмотки высокого напряжения и резис-. тором 5 шунтирует трансформатор 1 напряжения, создавая путь для стекания зарядов через обмотку высокого напряжения и резистор 5. Компенсационная обмотка 4 трансформатора при стекании зарядов размагничивает трансформатор 3 по нулевой покедова- З 5 тельности, снижая тем самим индук.тивное.сопротивление трансформатора 3 для низкочастотных составляющих тока.В качестве вспомогательного тран О сформатора может быть использован, например, трансформатор собственных нужд подстанции, снабженный дополнительной компенсационной обмоткой низкого напряжения, замкнутой в тре угольник, и выведенной нулевой точкой обмотки высокого напряжения. Величина резистора 5 выбирается из условий ограничения тока через трансформатор 1 напряжения и сопротивление 2 в его нейтрали, а также из условий работы устройств контроля сос. тояния изоляции сети с изолированной нейтралью.Ввиду бол пой мощности 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 сопрбтивление 2, что позволяет выбрать резистор 5 с номиналом сопротивления достаточно большой величины. Это необходимо для обеспечения надежной работы сети с изолированной нейтралью, 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 через 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.