Mengukur transformator tegangan di sirkuit untuk perlindungan relai dan otomatisasi

Artikel ini menjelaskan bagaimana arus sejumlah besar peralatan listrik bertegangan tinggi dimodelkan dengan akurasi tinggi untuk penggunaan yang aman di sirkuit proteksi relai— Mengukur transformator arus di sirkuit untuk perlindungan relai dan otomatisasi.

Ini juga menjelaskan cara mengubah voltase menjadi puluhan dan ratusan kilovolt untuk mengontrol pengoperasian perangkat proteksi relai dan otomasi berdasarkan dua prinsip:

1. transformasi tenaga listrik;

2. pemisahan kapasitif.

Metode pertama memungkinkan tampilan vektor kuantitas primer yang lebih akurat dan karena itu tersebar luas. Metode kedua digunakan untuk memantau fase tertentu dari tegangan jaringan 110 kV di bus bypass dan dalam beberapa kasus lainnya. Tetapi dalam beberapa tahun terakhir ini telah menemukan lebih banyak aplikasi.

Bagaimana Transformator Tegangan Instrumen Dibuat dan Dioperasikan

Perbedaan mendasar utama antara mengukur transformator tegangan (VT) dari transformator arus (CT) adalah bahwa mereka, seperti semua model catu daya, dirancang untuk operasi normal tanpa korsleting belitan sekunder.

Pada saat yang sama, jika transformator daya dirancang untuk mentransmisikan daya yang diangkut dengan kerugian minimal, maka transformator pengukur tegangan dirancang untuk tujuan pengulangan presisi tinggi dalam skala vektor tegangan primer.

Prinsip operasi dan perangkat

Desain trafo tegangan, mirip dengan trafo arus, dapat diwakili oleh rangkaian magnet dengan dua kumparan melilitnya:

• utama;

• Kedua.

Kelas baja khusus untuk sirkuit magnetik, serta logam dari belitan dan lapisan insulasinya, dipilih untuk konversi tegangan paling akurat dengan kerugian terendah. Jumlah belitan belitan primer dan sekunder dihitung sehingga nilai nominal dari tegangan line-to-line tegangan tinggi yang diterapkan pada belitan primer selalu direproduksi sebagai nilai sekunder 100 volt dengan arah vektor yang sama untuk sistem ground netral.

Jika sirkuit transmisi daya primer dirancang dengan netral terisolasi, maka 100 / √3 volt akan muncul di output kumparan pengukur.

Untuk membuat berbagai metode simulasi tegangan primer pada sirkuit magnetik, tidak hanya satu, tetapi beberapa belitan sekunder dapat ditemukan.

Sirkuit pengalihan VT

Transformator instrumen digunakan untuk mengukur besaran primer linier dan/atau fasa. Untuk melakukan ini, kumparan listrik meliputi antara:

• konduktor saluran untuk mengendalikan tegangan saluran;

• bus atau kabel dan bumi untuk mengambil nilai fase.

Elemen pelindung penting untuk mengukur transformator tegangan adalah pembumian rumah mereka dan belitan sekunder. Perhatian diberikan kepadanya karena ketika insulasi belitan primer rusak ke kasing atau ke sirkuit sekunder, potensi tegangan tinggi akan muncul di dalamnya, yang dapat melukai orang dan membakar peralatan.

Pembumian selubung yang disengaja dan satu belitan sekunder menyebabkan potensi berbahaya ini ke pembumian, yang mencegah perkembangan kecelakaan lebih lanjut.

1. Peralatan listrik

Contoh menghubungkan trafo untuk mengukur tegangan pada jaringan 110 kilovolt ditunjukkan pada foto.

Ditekankan di sini bahwa kabel suplai dari setiap fase dihubungkan oleh cabang ke terminal belitan primer transformatornya, yang terletak pada penyangga beton bertulang yang dibumikan bersama, dinaikkan pada ketinggian yang aman untuk personel listrik.

Bodi masing-masing VT pengukur dengan terminal kedua belitan primer dibumikan langsung pada platform ini.

Output dari belitan sekunder dirangkai dalam kotak terminal yang terletak di bagian bawah setiap VT. Mereka terhubung ke konduktor kabel yang dikumpulkan dalam kotak distribusi listrik yang terletak di dekatnya pada ketinggian yang nyaman untuk diservis dari tanah.

Itu tidak hanya mengganti sirkuit, tetapi juga memasang sakelar otomatis pada sirkuit tegangan sekunder dan sakelar atau blok untuk melakukan peralihan operasional dan melakukan perawatan peralatan yang aman.

Busbar voltase yang dikumpulkan di sini diumpankan ke perlindungan relai dan perangkat otomasi dengan kabel daya khusus, yang tunduk pada peningkatan persyaratan untuk mengurangi kehilangan voltase. Parameter sirkuit pengukuran yang sangat penting ini dibahas dalam artikel terpisah di sini — Kerugian dan penurunan tegangan

Rute kabel untuk mengukur VT juga dilindungi oleh kotak logam atau pelat beton bertulang dari kerusakan mekanis yang tidak disengaja, seperti halnya CT.

Pilihan lain untuk menghubungkan trafo pengukur tegangan tipe NAMI, yang terletak di sel jaringan 10 kV, ditunjukkan pada foto di bawah ini.

Trafo tegangan pada sisi tegangan tinggi dilindungi oleh sekering kaca di setiap fasa dan dapat dipisahkan dari aktuator manual dari rangkaian suplai untuk pemeriksaan kinerja.

Setiap fase jaringan primer terhubung ke input yang sesuai dari belitan suplai. Konduktor sirkuit sekunder dibawa keluar dengan kabel terpisah ke blok terminal.

2. Belitan sekunder dan sirkuitnya

Di bawah ini adalah diagram sederhana untuk menghubungkan satu trafo ke tegangan listrik dari rangkaian suplai.

Desain ini dapat ditemukan di sirkuit hingga dan termasuk 10 kV. Itu dilindungi di setiap sisi oleh sekering dengan daya yang sesuai.

Dalam jaringan 110 kV, trafo tegangan seperti itu dapat dipasang di satu fase sistem bus bypass untuk menyediakan kontrol sinkron dari sirkuit penghubung yang terhubung dan SNR.

Di sisi sekunder, dua belitan digunakan: utama dan tambahan, yang memastikan penerapan mode sinkron saat pemutus sirkuit dikendalikan oleh papan blok.

Untuk menghubungkan trafo tegangan ke dua fase sistem bus bypass saat mengontrol pemutus sirkuit dari papan utama, skema berikut digunakan.

Di sini, vektor «uk» ditambahkan ke vektor sekunder «kf» yang dibentuk oleh skema sebelumnya.

Skema berikut disebut «segitiga terbuka» atau bintang tidak lengkap.

Ini memungkinkan Anda untuk mensimulasikan sistem tegangan dua atau tiga fase.

Menghubungkan tiga trafo tegangan sesuai dengan skema bintang penuh memiliki kemungkinan terbesar. Dalam hal ini, Anda bisa mendapatkan semua tegangan fasa dan saluran di sirkuit sekunder.

Karena kemungkinan ini, opsi ini digunakan di semua gardu kritis, dan sirkuit sekunder untuk VT semacam itu dibuat dengan dua jenis belitan yang disertakan menurut sirkuit bintang dan delta.

Skema yang diberikan untuk menyalakan kumparan adalah yang paling umum dan jauh dari satu-satunya. Transformator pengukur modern memiliki kemampuan yang berbeda dan penyesuaian tertentu telah dilakukan dalam desain dan skema koneksi untuknya.

Kelas akurasi transformator pengukur tegangan

Untuk menentukan kesalahan dalam pengukuran metrologi, VT dipandu oleh rangkaian ekuivalen dan diagram vektor.

Metode teknis yang agak rumit ini memungkinkan untuk menentukan kesalahan setiap pengukuran VT dalam hal amplitudo dan sudut deviasi tegangan sekunder dari primer dan menentukan kelas akurasi untuk setiap transformator yang diuji.

Semua parameter diukur pada beban nominal di sirkuit sekunder tempat VT dibuat. Jika terlampaui selama operasi atau inspeksi, maka kesalahan akan melebihi nilai nominal.

Transformator tegangan pengukur memiliki 4 kelas akurasi.

Kelas akurasi transformator pengukur tegangan

Kelas akurasi pengukuran VT Batas maksimum untuk kesalahan yang diizinkan FU,% δU, min 3 3,0 tidak ditentukan 1 1,0 40 0,5 0,5 20 0,2 0,2 ​​10

Kelas No. 3 digunakan dalam model yang beroperasi pada perlindungan relai dan perangkat otomasi yang tidak memerlukan akurasi tinggi, misalnya, untuk memicu elemen alarm untuk terjadinya mode gangguan di sirkuit daya.

Keakuratan tertinggi 0,2 dicapai oleh instrumen yang digunakan untuk pengukuran presisi tinggi kritis saat menyiapkan perangkat kompleks, melakukan uji penerimaan, menyiapkan kontrol frekuensi otomatis, dan pekerjaan serupa. VT dengan kelas akurasi 0,5 dan 1,0 paling sering dipasang pada peralatan bertegangan tinggi untuk mentransfer tegangan sekunder ke papan sakelar, meter kontrol dan pengaturan, set relai interlock, perlindungan, dan sinkronisasi sirkuit.

Metode penarikan tegangan kapasitif

Prinsip metode ini terdiri dari pelepasan tegangan berbanding terbalik pada rangkaian pelat kapasitor dengan kapasitas berbeda yang dihubungkan secara seri.

Setelah menghitung dan memilih peringkat kapasitor yang terhubung secara seri dengan bus atau tegangan fase garis Uph1, dimungkinkan untuk mendapatkan nilai sekunder Uph2 pada kapasitor akhir C3, yang dikeluarkan langsung dari wadah atau melalui perangkat transformator yang terhubung ke memfasilitasi pengaturan dengan jumlah gulungan yang dapat disesuaikan.

Karakteristik kinerja transformator tegangan pengukur dan sirkuit sekundernya

Persyaratan pemasangan

Untuk alasan keamanan, semua sirkuit sekunder VT harus dilindungi. pemutus sirkuit otomatis tipe AP-50 dan dibumikan dengan kawat tembaga dengan penampang minimal 4 mm persegi.

Jika sistem bus ganda digunakan di gardu induk, maka sirkuit dari setiap trafo pengukur harus dihubungkan melalui sirkuit relai dari repeater posisi pemisah, yang mengecualikan pasokan tegangan secara bersamaan ke satu perangkat pelindung relai dari VT yang berbeda.

Semua rangkaian sekunder dari simpul terminal VT ke proteksi relai dan perangkat otomasi harus dilakukan dengan satu kabel daya sehingga jumlah arus semua inti sama dengan nol. Untuk tujuan ini, dilarang:

• pisahkan busbar «B» dan «K» dan gabungkan keduanya untuk pentanahan bersama;

• sambungkan bus "B" ke perangkat sinkronisasi melalui kontak sakelar, sakelar, relai;

• ganti bus «B» dari penghitung dengan kontak RPR.

Pergantian operasional

Semua pekerjaan dengan peralatan operasional dilakukan oleh personel yang terlatih khusus di bawah pengawasan pejabat dan sesuai dengan formulir peralihan. Untuk tujuan ini, pemutus sirkuit, sekering, dan sakelar otomatis dipasang di sirkuit transformator tegangan.

Ketika bagian tertentu dari sirkit tegangan dimatikan, metode verifikasi tindakan yang diambil harus ditunjukkan.

Perawatan berkala

Selama operasi, sirkuit sekunder dan primer transformator mengalami berbagai periode inspeksi, yang terkait dengan waktu yang telah berlalu sejak perangkat dioperasikan dan mencakup ruang lingkup pengukuran listrik yang berbeda dan pembersihan peralatan oleh personel perbaikan yang terlatih khusus. .

Kerusakan utama yang dapat terjadi pada rangkaian tegangan selama operasinya adalah terjadinya arus hubung singkat antara belitan. Hal ini paling sering terjadi ketika teknisi listrik tidak bekerja dengan hati-hati di sirkuit tegangan yang ada.

Jika terjadi korsleting belitan yang tidak disengaja, sakelar pelindung yang terletak di kotak terminal VT pengukur dimatikan, dan sirkuit tegangan yang memasok relai daya, set interlock, sinkronisasi, perlindungan jarak, dan perangkat lain menghilang.

Dalam hal ini, aktivasi yang salah dari perlindungan yang ada atau kegagalan fungsi operasinya jika terjadi kesalahan pada loop primer dimungkinkan. Korsleting semacam itu tidak hanya harus dihilangkan dengan cepat, tetapi juga mencakup semua perangkat yang dinonaktifkan secara otomatis.

Transformator pengukur arus dan tegangan wajib ada di setiap gardu listrik. Mereka diperlukan untuk pengoperasian perlindungan relai dan perangkat otomasi yang andal.