Трансформаторы тока (далее ТТ) предназначены для преобразования измеряемых

в относительно малые токи, не превышающие обычно 5А. Своей первичной

обмоткой включаются как амперметр, т.е. в разрыв фазной рабочей жилы кабеля. Вторичная обмотка его замыкается через цепи измерительных приборов

Трансформатор тока:
а – электромагнитная схема, б – принципиальная схема

токоизмерительных приборов мало (обычно менее 2 Ом), поэтому ТТ работает

в условиях, близких к режиму короткого замыкания. Напряжение вторичной обмотки ТТ зависит, в основном, от сопротивления цепей измерительных и соединительных проводов. Это порядка 1 - 12В. Для правильного подключения выводов ТТ к электросчетчику его входные и выходные выводы маркируются как Л1, Л2 и И1, И2 соответственно. Это необходимо, чтобы токи в первичной и вторичной обмотках совпали по фазе. Если имеющийся амперметр предназначен для работы с каким-то конкретным ТТ, то на шкале этого амперметра должны быть значения тока первичной обмотки. Вторичный номинальный ток у всех ТТ имеет одно и то же стандартное значение 5А. В специальных случаях - 1А.

Схема включения трансформатора тока:
1 – первичная обмотка, 2 – магнитопровод, 3 – вторичная обмотка

первичного тока к вторичному, равное приближенно обратному отношению

витков обмоток, называется коэффициентом трансформации трансформатора тока (обозначается kт). Номинальный коэффициент трансформации указывается на паспорте трансформатора в виде дроби, в числителе которой указывается номинальный первичный ток, а в знаменателе — номинальный вторичный ток. Например, 150/5 А, т. е. kт = 30.

Нагрузка трансформатора тока — это полное сопротивление внешней цепи Z2, выраженное в омах. Сопротивления r2 и х2 представляют собой сопротивление приборов, проводов и контактов. Нагрузку трансформатора можно также характеризовать кажущейся мощностью S2 В*А. Под номинальной нагрузкой трансформатора тока Z2ном понимают нагрузку, при которой погрешности не выходят за пределы, установленные для трансформаторов данного класса точности.

Электродинамическую стойкость трансформаторов тока характеризуют номинальным током динамической стойкости Iм.дин. или отношением kдин = Iм.дин / I1ном

Термическая стойкость определяется номинальным током термической стойкости Iт или отношением kт= Iт / I1ном и допустимым временем действия тока термической стойкости tт

Характеристики ТТ

в коэффициенте трансформации в процентах)
В зависимости от назначения:
- стационарные (устанавливаемые

на одном месте)
- переносные
По числу вторичных цепей:
- однообмоточные
- двухобмоточные
По числу витков первичной обмотки:
- одновитковые
- многовитковые

Классификация трансформаторов тока

Схемы трансформаторов:
а – одновитковый трансформатор тока; б – многовитковый трансформатор тока; в - многовитковый трансформатор тока с двумя сердечниками; 1 - первичная обмотка; 2 - вторичная обмотка; 3 - сердечник; 4 - изоляция; 5 - обмотка прибора

установки, опорного типа) предназначены для передачи сигнала информации измерительным приборам,

устройствам защиты и управления в установках переменного тока.

Трансформатор тока ТФЗМ 110 Б

Опорная
конструкция

Ящик
зажимов

Вывод
Первичной
обмотки

воздухоосушитель

маслоуказатель

коробка вторичных выводов

цоколь

покрышка

Классификация электрических аппаратов по области применения
ТТ

обмотки
воздухоосушитель
маслоуказатель
цоколь
покрышка
коробка вторичных выводов

вторичных
выводов
цоколь
покрышка
экран

выводов
цоколь
покрышка
экран
вывод первичной обмотки

зажимов
воздухоосушитель
маслоуказатель
коробка вторичных
выводов
цоколь
покрышка
экран
вывод первичной
обмотки

первичной
обмотки
экран

приборам.
Конструктивно трансформаторы тока выполнены на тoроидальном магнитопроводе из холоднокатаной

электротехнической стали, на котором намотана вторичная обмотка медным эмалированным проводом. Первичная обмотка трансформаторов на токи 10, 20, 30, 40, 50, 75, 100 и 150А - многовитковая, трансформаторов на токи 200, 300 и 400 А - выполнена алюминиевой шиной. Сердечник с намотанной вторичной обмоткой пропитан влагостойким электроизоляционным лаком в вакуумпропиточной установке. Класс нагревостойкости основной рабочей изоляции - не ниже Е.

Корпус трансформатора тока может быть сборным из картонных и металлических деталей для всех исполнений или пластмассовым для исполнений на первичные токи 50, 100, 200, 300 и 400 А. Трансформаторы выпускаются с классом точности 1,0; 0,5; 0,5S.

значения 100 или 100/v3 В и для отделения цепей измерения

и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Схема включения однофазного трансформатора напряжения; первичная обмотка включена на напряжение сети U1, а к вторичной обмотке (напряжение U2) присоединены параллельно катушки измерительных приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен. Трансформатор напряжения в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близком к холостому ходу, так как сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими, невелик.

выражением:
где U1ном и U2ном - номинальные первичное и вторичное напряжения

соответственно.

типа класса напряжения 110 кВ с заземленной нейтралью для передачи

сигнала измерительной информации измерительным приборам, устройствам защиты, сигнализации, управления и автоматики.

Структура условного обозначения.

ЗНОГ-М-[1]-[2]
3 — заземляемый; Н — трансформатор напряжения; О — однофазный;

Г — газонаполненный; М — модернизированный; [1] — класс напряжения первичной обмотки, кВ; [2] — конструктивное исполнение трансформаторов;

Современные емкостные трансформаторы напряжения имеют ряд преимуществ по сравнению с

электромагнитными аналогами. Они объединяют в себе функции питания микропроцессорных устройств РЗА и средств высокочастотной связи, требуют в 4 раза меньше масла, компактны, экономичны, имеют длительный срок эксплуатации, устойчивы к феррорезонансным явлениям.

для заземления
сливная пробка
бак
обмотка
сердечник
проходные изоляторы
винтовая пробка
контакт высоковольтного ввода

отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или

аварийных режимах, при ручном или автоматическом управлении.

Высоковольтный выключатель состоит из: контактной системы с дугогасительным устройством, токоведущих частей, корпуса, изоляционной конструкции и приводного механизма (например электромагнитный привод, ручной привод).

Классификация высоковольтных выключателей

По способу гашения дуги

Вакуумные выключатели; Масляные выключатели (баковые и маломасляные)

Элегазовые выключатели (баковые и колонковые)

Воздушные выключатели

3AP1DT, производства ЗАО "АК Евроконтракт", по лицензии компании "Siemens AG"

362 Выдерживаемое напряжения импульса, кВ (60 Гц): 555 Номинальный ток, А: 1200,

2000, 3000 Номинальный ток отключения, кА: 50 Ток термической стойкости, кА (с): 50 (2) Масса полная выключателя: 3003 кг Масса элегаза: 166 кг. Механических циклов ВО: 10 000 300-SFMT-50E – баковый

ток отключения, кА: 40

используется сухой воздух под давлением, что делает конструкцию выключателей экологически

безупречной. Важным преимуществом баковых выключателей с воздушной изоляцией является и то, что при разборке выключателя не нужно собирать газ, используемый в качестве изоляционной среды.

кВ (а); одноразрывный колонковый вакуумный выключатель на напряжение 145 кВ

(б) и одноразрывный баковый вакуумный выключатель на напряжение 120кВ (Japan AE Power Systems Corporation).

ВЭИ разработана вакуумная дугогасительная камера (ВДК) на напряжение 60 кВ

(рис.3) для использования в двухразрывных вакуумных выключателях на номинальное напряжение 110 кВ

в двухразрывных вакуумных выключателях на номинальное напряжение 110 кВ
Гашение дуги

в ВДК происходит за счет наложения продольного магнитного поля при протекании отключаемого тока по контактной системе. Ход контактов составляет 30 мм

применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических

установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких, как условия короткого замыкания

По виду установки Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа. Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа. Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств. Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатки из ячеек распредустройств. Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.

Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях. .

Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях. Выключатели специального назначения

внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции); шесть климатических исполнений

(У, ХЛ, ТВ, ТС, Т и О) в зависи-мости от географического места установки

Воздушные выключатели

В воздушных выключателях гашение дуги происходит сжатым воздухом, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Конструктивные схемы воздушных выключателей различны и зависят от их номинального напряжения, способа создания изоляционного промежутка между контактами в отключенном положении, способа подачи сжатого воздуха в дугогасительные устройства.

Количество дугогасительных камер (модулей) зависит от напряжения:
при напряжении 110 кВ - одна;
при напряжении 220, 330 кВ - две;
при напряжении 500 кВ - четыре;
при напряжении 750 кВ - шесть (в серии ВВБК).
Для равномерного распределения напряжения по разрывам используют омические 3 и емкостные 6 делители напряжения.

возможность осуществления быстродействующего АПВ, высокую отключающую способность, надежное отключение емкостных

токов линий, малый износ дугогасительных контактов, легкий доступ к дугогасительным камерам, возможность создания серий из крупных узлов, пригодность для наружной и внутренней установки.

Недостатками воздушных выключателей являются: необходимость компрессорной установки, сложная конструкция ряда деталей и узлов, относительно высокая стоимость, трудность установки встроенных трансформаторов тока.

Отделители и короткозамыкатели

Назначение и принцип действия.
В настоящее время начинают широко применяться высоковольтные подстанции без выключателей на питающей линии. Это позволяет удешевить и упростить оборудование при сохранении высокой надежности. Для замены выключателей на стороне высокого напряжения используются короткозамыкатели и отделители.

Крроткозамыкатель — это быстродействующий контактный аппарат, с помощью которого по сигналу релейной защиты создается искусственное КЗ сети. Отделитель представляет собой разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод. Если в обычном разъединителе скорость отключения мала, то в отделителе процесс отключения длится 0,5—1 с.

тем выше, чем больше номинальное напряжение сети. Указанный эффект достигается

за счет отсутствия выключателей на стороне 35—220 кВ, а также аккумуляторных батарей и компрессорных установок. Уменьшается площадь подстанции. Создается возможность приближения напряжения 35—220 кВ непосредственно к потребителям. Сокращаются сроки строительства. По справочным данным, применение отделителей и короткозамыкателей позволяет удешевить стоимость подстанции на 40—50 % и практически сохранить ту же надежность.

13. Элегазовый короткозамыкатель  110 кВ
Время срабатывания в 4—5 раз меньше,

чем у существующих короткозамыкателей открытого типа. Короткозамыкатель защищен от климатических воздействий окружающей среды.

(0,5—1 с), что удовлетворяет современные требования к энергосистемам. В перспективе

это время должно быть уменьшено до 0,08—0,12 с при напряжениях до 220 кВ. Рассмотренные аппараты не обеспечивают также достаточную надежность работы при гололеде и сильных морозах. Для уменьшения времени включения замыкателя и времени отключения отделителя необходимо сокращать междуконтактное изоляционное расстояние путем применения элегазогой или вакуумной среды. Более перспективным является использование элегазовых аппаратов, так как удается получить необходимую прочность при одном разрыве. Для вакуумных аппаратов необходимо включение нескольких разрывов последовательно.

характеристик изоляции защищаемого оборудования и искрового промежутка (б)
падающая волна перенапряжения

без ограничения

ВСХ изоляции защищаемого оборудования

ВСХ ПЗ

падающая волна перенапряжения при ограничении ПЗ

перенапряжений, по и устранение КЗ на линии путем искусственного гашения

дуги сопровождающего тока. Первым из таких аппаратов стал трубчатый разрядник (РТ), представляющий собой комбинацию из двух последовательно включенных ИП (рис. 2). Первый (внешний) стержневой промежуток Si выполняет функцию ограничения грозовых перенапряжений. Второй (внутренний) промежуток S2 расположен внутри трубки 1 из газогенерирующего материала. Один конец трубки заглушён заземленным металлическим колпачком 2 с присоединенным к нему стержневым электродом 3. Второй конец трубки открыт и охвачен кольцевым электродом 4. Внутренний промежуток служит для гашения электрической дуги и потому его также именуют дугогасящим.

Рис. 2. Трубчатый разрядник

двух типов: РТФ с фибробакелитовой газогенерирующей трубкой для сетей с

номинальным напряжением 3 — 110 кВ и РТВ(У) с винипластовой трубкой для сетей 3 — 220 кВ.

Обычно с помощью РТ защищают от грозовых перенапряжений участки ВЛ электропередачи с ослабленной изоляцией, а также линейные подходы к подстанциям.

Нелинейные резисторы РВ изготавливаются из материала на основе электротехнического карбида кремния (карборунда) SiC, имеющего вольт-амперную характеристику (ВАХ), которая в диапазоне токов от десятков ампер до 20 кА может апроксимироваться уравнением

где а и к — соответственно коэффициент нелинейности и постоянная, зависящая от параметров материала HP.

в модификации именуемые "вилит", использовались исключительно для ограничения грозовых перенапряжений

(разрядники серий РВС, РВП, РВО, РВМ, РВМГ). Однако, как показали результаты многочисленных исследований, технико-экономические показатели электропередач 330 кВ и выше в значительно большей степени зависят от внутренних перенапряжений. Именно отказ от выбора изоляции BЛ и электрооборудования подстанций по возможному максимальному значению этих перенапряжений, как делалось ранее для электропередач более низкого напряжения, и переход к их принудительному ограничению до экономически целесообразного уровня обеспечил возможность создания и широкого внедрения как у нас в стране, так и во всем мире электропередач сверх- и ультравысокого напряжения. Например, снижение расчетного уровня коммутационных перенапряжений на 15% (что эквивалентно такому же уменьшению испытательных напряжений изоляции электропередачи) позволяет уменьшить удельную стоимость BЛ на 4 — 5%, а ОРУ — на 6%. При этом необходимые изоляционные расстояния снижаются на 25 — 30%, что позволяет компактизировать линии электропередачи и оборудование, повышая тем самым их экологическую безопасность, увеличивая надежность, снижая удельную материалоемкость.

рабочий нелинейный резистор
герметичный пластмассовый корпус
два фасонных латунных электрода
разделяющая изолирующая прокладка

В структуре условного обозначения разрядников РВН-0,5; РВН-1 принято:

структуре условного обозначения разрядника РВО принято:

герметично закрытая фарфоровая покрышка
изолированное от земли основания
В структуре

условного обозначения разрядников РВС принято:

промежутков
нелинейный резистор
фарфоровая покрышка
изолированное от земли основания

труба
открытый металлический наконечник
зажим
В структуре условного обозначения разрядников РТВ-6,

РТВ-10, РТВ-20,
РТВ-35, РТВ-110 принято:

изоляцию высоковольтных линий ВЛ от грозовых перенапряжений;

высоковольтные

линии ВЛ и установленное на них оборудование от грозовых отключений и повреждений;

электрические сети от дуговых замыканий;

только устраняют пережог проводов, но и предотвращают отключение высоковольтных линий

ВЛ, вследствие грозовых индуктированных перенапряжений;

Устраняют последствия грозовых перекрытий, не причиняя ущерба оборудованию линий и подстанций, в отличии от дугозащитных рогов, которые

искусственно переводят однофазное замыкание в двухфазное, создавая тем самым мощный электродинамический удар по оборудованию;

Экономят ресурс срабатывания высоковольтных выключателей;

Защищают электрические сети от дуговых перенапряжений, сопутствующих однофазным замыканиям на землю, вызванным грозовыми перенапряжениями;

Не подвержены разрушающему воздействию токов молнии и сопровождающих токов дуговых замыканий, как нелинейные ограничители перенапряжений или трубчатые и вентильные разрядники, поскольку эти токи протекают вне конструкции разрядника;

Не находятся под рабочим напряжение и не требуют обслуживания;

Не обуславливают никаких специальных требований по снижению сопротивлений заземления опор, на которых они установлены.

покрышках на основе оксидно-цинковых варисторов без искровых промежутков предназначены для

защиты электрооборудования сетей с изолированной нейтралью класса напряжения 6 кВ переменного тока частоты 50 Гц от атмосферных и коммутационных перенапряжений.

Ограничитель перенапряжений ОПН-220 УХЛ1

Ограничитель перенапряжений ОПНп-220 УХЛ1

остаточное напряжение на разряднике In - номинальный импульсный ток через разрядник Im - максимальный

импульсный ток  через разрядник

со стержневой магнитной системой с немагнитными зазорами в стержне, как

наиболее надежная, экономичная и более полно удовлетворяющая требованиям заказчиков.

Шунтирующий реактор (ШР) - это статическое электромагнитное устройство, обладающее большой индуктивностью и очень малым активным сопротивлением. ШР применяют для повышения пропускной способности линий сверхвысокого напряжения, регулирования реактивной мощности и напряжения. Шунтирующие реакторы рассчитаны на напряжения 35— 750 кВ и могут как присоединяться к линии (рис. 9.15), так и включаться на шины подстанции. Реактор потребляет реактивную мощность, которая в зоне линейности его электромагнитной характеристики зависит от напряжения:

Рис. 9.15. Схема замещения реактора, включенного в линию

аварии на линии электропередач. Как правило, выполняются без магнитной системы,

с электромагнитными экранами, расположенными снаружи и по торцам обмотки. Изоляция обмоток – маслобарьерного типа. Система охлаждения типа М.

с помощью преобразователя в линиях электропередачи постоянного тока, а также

ограничение сверхтоков и перенапряжения в нестационарных переходных режимах. Сглаживающие реакторы предназначены для работы в составе мощных преобразовательных блоков высокого и сверхвысокого напряжения от ±100 кВ до ±750 кВ.

Сглаживающие реакторы (СРОС) для частотно-регулируемых приводов (для асинхронных двигателей в нефте- и газодобыче, асинхронных двигателей шахтной вентиляции метрополитена, жилых зданий и т.д.) изготавливаются в модульном исполнении с установкой модулей по вертикали.

Сглаживающие реакторы для приводов постоянного тока прокатных станов с тиристорными преобразователями выполняются одностержневыми (без ярма) с планарной шихтовкой листов электротехнической стали, сечение стержня-шести- или восьмигранник. Крепление стержня производится стеклобандажом.

секциями сборных шин электростанций и подстанций.
Реактор токоограничивающий РТТ 0,38 (Минский

электротехнический завод) предназначен для ограничения токов короткого замыкания в электрических сетях. Может применяться в качестве индуктивного балластного сопротивления в схемах тиристорных преобразователей.

Реакторы токоограничивающие однофазные и трехфазные типа РТОС, РТСТ (высоковольтные, с естественным воздушным охлаждением) с током 200÷6000 А разработаны взамен бетонных и предназначены для ограничения токов короткого замыкания в электрических сетях частотой 50 и 60 Гц, напряжением 6 и 10 кВ.

 Реакторы позволяют применять в распределительных устройствах (РУ) более легкую аппаратуру на меньший ток отключения, а также уменьшать сечение сборных шин и всей ошинковки. Однако из-за потерь реактивной и активной мощности в реакторах их применение должно обосновываться технико-экономическими расчетами.

Реактор РТОС (РТСТ) 

Реактор РТТ 0,38

отфильтровывание гармоник , то есть снижение величин гармонических токов.  Для

выполнения этих целей необходимы фильтровые реакторы. Это статическое электромагнитное устройство, задача которого – уменьшение в фильтре содержания высших гармоник в токе различных преобразователей.  Оно сконструировано так, чтобы обеспечить сопротивление между фазой и землей, или между фазами на нужной гармонической чистоте. Суть заключается в том, что  ток поступает в реактор фильтровый, а не в сеть, там происходит сглаживание пульсаций в системе постоянного тока.

В одной системе может быть несколько фильтров – для каждой из частот, широкополосный необходим для частот гармоник высшего порядка. Для этого реакторы фильтровые оснащаются разгрузочными отводами, что позволяет обеспечить точную настройку на нужной частоте.

Фильтровые реакторы – необходимый элемент в электропередаче постоянного тока. В системе он соединяется последовательно с выпрямителем.