Obsługa obwodów wtórnych AC i DC

Rodzaje i przeznaczenie obwodów wtórnych

Obwody wtórne to obwody elektryczne, przez które obwody pierwotne (zasilanie, czyli obwody głównych odbiorców energii elektrycznej) są zarządzane i kontrolowane. Obwody wtórne obejmują obwody sterowania, w tym obwody automatyki, obwody sygnałowe, pomiarowe.

Obwody wtórne prądu stałego i przemiennego o napięciu do 1000 V służą do zasilania i łączenia urządzeń i urządzeń sterujących, zabezpieczających, sygnalizacyjnych, blokujących, pomiarowych. Istnieją następujące główne typy obwodów wtórnych:

• obwody prądowe i obwody napięciowe, w których zainstalowane są urządzenia pomiarowe mierzące parametry elektryczne (prąd, napięcie, moc itp.), a także przekaźniki i inne urządzenia;

• obwody operacyjne, które służą do zasilania organów wykonawczych prądem stałym lub przemiennym. Należą do nich urządzenia przełączające i przełączające instalowane w obwodach wtórnych (elektromagnesy, styczniki, wyłączniki, wyłączniki, przełączniki, bezpieczniki, bloki probiercze, przełączniki i przyciski itp.).

Obwody prądowe prądów pomiarowych służą głównie do zasilania:

• przyrządy pomiarowe (wskazujące i rejestrujące): amperomierze, watomierze i waromierze, liczniki energii czynnej i biernej, urządzenia telemetryczne, oscyloskopy itp.;

• zabezpieczenia przekaźnikowe: prądowe organów maksymalnych, różnicowych, odległościowych, ziemnozwarciowych, urządzeń rezerwowych na wypadek awarii wyłącznika (CBRO) itp.;

• automatyczne urządzenia zamykające, automatyczne urządzenia zamykające kompensatorów synchronicznych, urządzenia sterujące przepływem energii, systemy sterowania awaryjnego itp.;

• niektóre urządzenia blokujące, alarmy itp.

Ponadto obwody prądowe służą do zasilania urządzeń AC-DC wykorzystywanych jako pomocnicze źródła prądu.

Podczas budowy obwodów prądowych należy przestrzegać pewnych zasad.

Wszystkie urządzenia posiadające obwód prądowy, w zależności od ich ilości, długości, poboru mocy i wymaganej dokładności, mogą być podłączone do jednego lub kilku źródeł prądu.

W wielouzwojeniowych przekładnikach prądowych każde uzwojenie wtórne jest traktowane jako niezależne źródło prądu.

Obwody wtórne podłączone do jednofazowego przekładnika prądowego są połączone szeregowo z jego uzwojeniem wtórnym i muszą tworzyć zamkniętą pętlę z obwodami łączącymi. Otwarcie obwodu uzwojenia wtórnego CT w obecności prądu w obwodzie pierwotnym jest niedopuszczalne; dlatego w obwodach prądu wtórnego nie należy montować wyłączników, wyłączników i bezpieczników.

Aby chronić personel w przypadku awarii przekładnika prądowego (gdy izolacja między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym zachodzi na siebie), należy zapewnić uziemienie ochronne w obwodach wtórnych przekładnika prądowego w jednym punkcie: na zacisku najbliższym przekładnika prądowego lub na zaciskach przekładnika prądowego .

W przypadku ochrony, która łączy kilka zestawów przekładników prądowych, obwody są również uziemione w jednym punkcie; w takim przypadku dozwolone jest uziemienie przez bezpiecznik o napięciu przebicia nieprzekraczającym 1000 V i rezystor bocznikowy 100 omów w celu usunięcia ładunku statycznego.

Ryc. 1 pokazuje podłączenie obwodów prądowych do urządzeń pomiarowych i urządzeń zabezpieczających i automatyki oraz ich rozmieszczenie wzdłuż CT dla obwodu z trzema przełącznikami dla dwóch połączeń. Uwzględniono charakterystykę pierwszej pętli, która polega na możliwości zasilania każdej z dwóch linii z dwóch systemów szynowych. Dlatego prądy wtórne z przekładników prądowych (np. CT5, CT6, itp.) dostarczane do przekaźników i urządzeń na tym samym uzwojeniu pierwotnym są sumowane (z wyjątkiem zabezpieczenia różnicowego szyn zbiorczych i zabezpieczenia przed awarią wyłącznika).

Należy zauważyć, że uproszczone urządzenia zabezpieczające pokazane na rysunkach, OAPV itp. W rzeczywistości składają się z kilku przekaźników i urządzeń połączonych obwodami elektrycznymi. Na przykład na linii pokazanej na ryc. 2, gdzie prądy mogą zmieniać swój kierunek, dwa liczniki są połączone z wtykami do pomiaru energii czynnej, z których jeden Wh1 liczy przesyłaną energię tylko w jednym kierunku, a drugi Wh2 - w przeciwnym kierunku. Następnie obwody prądu wtórnego przechodzą przez trzy amperomierze, cewki prądowe watomierza W i varomierza Var, awaryjne urządzenia sterujące 1, oscyloskop i sprzęt telemetryczny 2.

Amperomierz ustalający FA jest podłączony do przewodu neutralnego, za pomocą którego określa się lokalizację usterki wzdłuż linii. Rysunek 3 przedstawia obwody prądowe zabezpieczenia różnicowego magistrali. Obwody prądu wtórnego przechodzą przez swoje bloki testowe, po czym całkowity prąd wszystkich połączeń systemów magistrali I lub II (w trybie normalnym suma prądów wtórnych wynosi zero) przez blok testowy BI1 jest doprowadzany do przekaźnika zabezpieczenia różnicowego montaż.

W przypadku, gdy żadne ogniwa nie pracują (w naprawie itp.), zdejmuje się osłony robocze z odpowiednich bloków probierczych, w wyniku czego dochodzi do zwarcia i uziemienia obwodów wtórnych przekładników prądowych oraz obwodów prowadzących do zabezpieczenia złamany ….

Ryż. 1. Schemat rozmieszczenia zabezpieczeń, automatyki i urządzeń pomiarowych dla rdzeni TT dla dwóch linii 330 lub 500 kV w rozdzielni ze schematem połączeń „półtora”: 1 — urządzenie rezerwowe na wypadek awarii wyłączników i automatyki do sterowania awaryjnego linii; 2 — zabezpieczenie szyny różnicowej; 3 — liczniki; 4 — przyrządy pomiarowe (amperomierze, watomierze, varomierze); 5 — automatyka do sterowania awaryjnego; 6 — telemetria; 7 — ochrona rezerwowa i automatyka awaryjna; 8 — podstawowa ochrona linii napowietrznych; 9 — jednofazowe zamykanie automatyczne (OAPV)

Podobnie jak w przypadku przyrządu VI1, w przypadku wyłączenia zabezpieczenia szyny różnicowej — przy zdjętej pokrywie roboczej — wszystkie obwody prądowe podłączone do tego układu szyn zbiorczych zostają zamknięte i jednocześnie odbezpieczone zostają pracujące obwody prądu stałego (te ostatnie nie są pokazano na schemacie).

Ryż. 2. Schemat ideowy dla linii 330 500 kV zasilanej przez dwa systemy magistrali: 1 — oscyloskop; 2 — sprzęt telemetryczny

Ryż. 3.Schemat obwodu zabezpieczenia różnicowego szyn 330 lub 500 kV

Schemat zabezpieczenia różnicowego zapewnia miliamperomierz mA podłączony do przewodu neutralnego przekładnika prądowego, za pomocą którego po naciśnięciu przycisku K personel obsługujący okresowo sprawdza prąd asymetrii zabezpieczenia, co jest bardzo ważne, aby zapobiec jego fałszywemu działaniu.

Ryż. 4. Organizacja obwodów napięcia wtórnego w rozdzielnicach otwartych 330 lub 500 kV wykonanych według półtora schematu: 1 — dla urządzeń zabezpieczających, pomiarowych i innych urządzeń autotransformatora; 2 — do urządzeń zabezpieczeniowych, pomiarowych i innych urządzeń linii L2; 3 — dla urządzeń zabezpieczających, pomiarowych i innych urządzeń z systemu II szyny; 4 — do RU 110 lub 220 kV; 5 — do rezerwowego transformatora str. 6 lub 10 kV; PR1, PR2 — przełączniki napięcia; 6 — autobusy z napięciem II układu szynowego

Obwody napięciowe pochodzące z pomiarowych przekładników napięciowych (VT) służą głównie do zasilania:

• przyrządy pomiarowe (wskazujące i rejestrujące) — woltomierze, częstościomierze, watomierze, varomierze,

• liczniki energii czynnej i biernej, oscyloskopy, urządzenia telemetryczne itp.

• zabezpieczenie przekaźnika — odległość, kierunek, wzrost lub spadek napięcia itp.;

• urządzenia automatyki — AR, AVR, ARV, automatyka awaryjna, automatyczne odciążenie częstotliwości (AFR), urządzenia kontroli częstotliwości, przepływów energii, urządzenia blokujące itp.;

• narządy do monitorowania obecności napięcia. Ponadto służą do zasilania prostowników wykorzystywanych jako źródła stałego prądu roboczego.

Aby dowiedzieć się, jak powstają obwody napięcia wtórnego, patrz ryc. 4.Na rysunku przedstawiono dwa obwody półtora obwodów połączeń elektrycznych rozdzielni 500 kV: do jednej są podłączone dwa autotransformatory T do komunikacji z rozdzielnią 500 kV, a do drugiej dwie linie napowietrzne L1 i L2 500 kV. Z rysunku widać, że w schemacie „półtora” VT są instalowane na wszystkich połączeniach linii i autotransformatorach w obu systemach magistrali. Każdy z VT ma dwa uzwojenia wtórne — pierwotne i pomocnicze. Mają różne obwody elektryczne.

Uzwojenia pierwotne połączone są w gwiazdę i służą do zasilania obwodów zabezpieczających i pomiarowych. Dodatkowe uzwojenia są połączone w otwarty trójkąt. Stosowane są głównie do zasilania układów zabezpieczeń ziemnozwarciowych (ze względu na występowanie na zaciskach uzwojenia składowej zerowej napięcia 3U0).

Obwody z uzwojeń wtórnych VT są również wyprowadzane do szyn kolektorów napięcia, do których podłączone są obwody uzwojenia VT, a także obwody napięciowe różnych wtórnych.

Najbardziej rozgałęzione szyny i obwody napięcia wtórnego powstają przy VT szyn 500 kV. Z tych szyn 6, za pomocą przełączników PR1 i PR2, rezerwowe zasilanie obwodów ochronnych (w przypadku awarii linii VT), liczników i liczników obliczeniowych zainstalowanych na tych liniach (w drugim przypadku za pomocą przekaźnika blokującego RF ) , zostało dostarczone.

W celu zachowania dokładności ich wskazań, zasilanie liczonych liczników na liniach jest dostarczane przez własne kable sterownicze specjalnie zaprojektowane do tego celu.Urządzenie RKN jest podłączone do zacisków n i b oraz do uzwojenia wtórnego otwartego trójkąta w celu monitorowania integralności obwodu składowej zerowej 3U0. W normalnych warunkach personel za pomocą przycisku K okresowo sprawdza obecność napięcia niezrównoważenia i działanie uzwojenia otwartego trójkąta VT i jego obwodów za pomocą miliamperomierza mA.

Kontrola napięcia w głównych obwodach uzwojeń odbywa się również za pomocą przekaźnika RKN (na ryc. 4 jest podłączony do obwodów a i c ТН5). Implementacja obwodów napięciowych ma pewne ogólne zasady. Na przykład przekładniki napięciowe muszą być zabezpieczone przed wszelkiego rodzaju zwarciami w obwodach wtórnych za pomocą wyłączników automatycznych z pomocniczymi stykami sygnalizacji awarii. Jeśli obwody wtórne są słabo rozgałęzione, a prawdopodobieństwo ich awarii jest małe, wyłączniki nie mogą być instalowane, na przykład w obwodzie 3U0 VT na szynach zbiorczych RU 6-10 kV i 6-10 kV GRU.

W sieciach o dużym prądzie uziemiającym w obwodach wtórnych uzwojeń VT połączonych w otwarty trójkąt, wyłączniki również nie są przewidziane. W przypadku zwarcia w takich sieciach, uszkodzone sekcje są szybko wyłączane przez odpowiednie zabezpieczenia sieciowe, a napięcie 3U0 odpowiednio gwałtownie spada. Dlatego w obwodach np. od zacisków n i bn linii TN oraz szyn zbiorczych 500 kV nie ma wyłączników. W sieciach o niskim prądzie doziemnym na VT między zaciskami n i bp, 3U0 może istnieć przez długi czas ze zwarciem w obwodach wtórnych VT, może ulec uszkodzeniu. Dlatego konieczne jest zainstalowanie tutaj wyłączników automatycznych.

Oddzielne wyłączniki służą do ochrony obwodów napięciowych ułożonych przez nieotwarte wierzchołki trójkąta (u, f).Ponadto planowane jest zainstalowanie przełączników nożowych we wszystkich obwodach wtórnych VT, aby utworzyć w nich widoczną szczelinę, która jest niezbędna do zapewnienia bezpiecznego wykonywania prac naprawczych na VT (z wyjątkiem zasilania uzwojeń wtórnych ) VT z zewnętrznego źródła). W kompletnej rozdzielnicy w torze NN na szynach RU nr 6-10 kV nie instaluje się odłączników, ponieważ po wyjęciu wózka z szafy rozdzielnicy widoczna jest szczelina.

Uzwojenia wtórne i obwody wtórne przekładnika napięciowego muszą posiadać uziemienie ochronne, poprzez podłączenie jednego z przewodów fazowych lub punktu zerowego uzwojeń wtórnych do uziemiacza. Uziemienie uzwojeń wtórnych VT odbywa się w węźle końcowym najbliższym VT lub na zaciskach samego VT.

Przełączniki, wyłączniki i inne urządzenia nie są instalowane w przewodach uziemionej fazy między uzwojeniem wtórnym VT a punktem uziemienia wyłącznika. Zaciski uziemienia cewek VT nie są łączone, a podłączone do nich przewody kabla sterującego są układane w miejscu przeznaczenia, na przykład na ich szynach zbiorczych. Zaciski uziemienia różnych VT nie są łączone.

Podczas pracy mogą wystąpić przypadki awarii lub wezwania do naprawy przekładników napięciowych, których obwody wtórne są podłączone do urządzeń zabezpieczających, pomiarowych, automatyki, pomiarowych itp. Aby zapobiec zakłóceniom w ich działaniu, stosuje się redundancję.

Ryż. 5.Schemat ręcznego przełączania obwodów wtórnych VT w rozdzielnicy zewnętrznej, wykonany zgodnie ze schematem połówki: 1-zasilanie szyn napięciowych z VT linii (na przykład L1 ); 2 — do przekaźnika kontroli napięcia; 3 — obwody ochrony, automatycznego zamykania i automatyki do sterowania awaryjnego; 4 — sprzęt telemetryczny; 5 — oscyloskop; 6 — do napięć systemu magistrali I; 7 — do biegunów napięcia systemu szyn II

W schemacie półtora (ryc. 5) w przypadku wyjścia VT z linii redundancja jest realizowana przez przekładniki na szynach zbiorczych za pomocą przełącznika PR1 dla obwodów wychodzących z uzwojenia głównego, podłączonych do gwiazda i przełącznik PR2 dla obwodów otwartego trójkąta. Za pomocą przełączników PR1 i PR2 wtórne szyny napięciowe linii są podłączone do własnego VT (obwód roboczy) lub do VT pierwszego lub drugiego systemu szyn (obwód rezerwowy). W tym ostatnim przypadku przełączanie to odbywa się za pomocą przełączników PRZ i PR4.

Sposób redundantnego zasilania jednoliniowych obwodów napięciowych, na przykład L1 na rys. 4 (podczas wyciągania VT do naprawy), z innej linii, na przykład L2, nie należy używać, ponieważ w przypadku zwarcia i przerwania linii L2 obwody ochrony napięcia linii L1 są pozbawione mocy.

Ryż. 6. Schemat ręcznego przełączania obwodów wtórnych VT w urządzeniach rozdzielczych z dwoma systemami magistralowymi: 1 — do liczników i innych urządzeń systemu I bus w sterowaniu głównym; 2 — do urządzeń pomiarowych i innych urządzeń systemu szyn II w sterowaniu głównym

W schematach z podwójną magistralą przekładniki napięciowe muszą być wzajemnie wspomagane (w przypadku awarii jednego z przekładników napięciowych) za pomocą przełączników PR1-PR4 (rys. 6). Aby to zrobić, podczas przełączania przełącznika w celu połączenia z magistralą przełącznik SHSV musi być włączony. W obwodach z dwoma systemami magistrali, podczas przełączania połączeń z jednego systemu magistrali na inny, zapewnione jest odpowiednie automatyczne przełączanie obwodów napięciowych.

Ryż. 7. Schemat automatycznego przełączania styków pomocniczych rozłączników obwodów wtórnych szynowych przekładników napięciowych w rozdzielnicach wnętrzowych 6-10 kV

W rozdzielnicach wnętrzowych 6-10 kV przełączanie odbywa się za pomocą styków pomocniczych rozłączników szynowych (ryc. 7). Na przykład, gdy odłącznik P2 jest włączony, linie L1 obwodu napięciowego są podłączone z jednej strony do szyn napięciowych układu II szyny poprzez styki pomocnicze tego odłącznika, a z drugiej strony do zabezpieczeń i urządzeń tej linii.

Podczas przenoszenia linii L1 do systemu magistrali I zamyka się odłącznik P1 i zamyka się odłącznik P2. Obwody napięcia linii L1 przekazywane są poprzez styki pomocnicze do zasilania z układu magistrali THI. W ten sposób zasilanie obwodów napięciowych nie zostaje przerwane, gdy linia L1 jest przełączana z jednego systemu magistrali na inny. Ta sama zasada obowiązuje przy przełączaniu operacyjnym linii L2 i innych połączeń.

Na liniach 35 kV i wyższych, podłączonych do systemu dwuszynowego, obwody napięciowe są przełączane za pomocą styków przekaźników przekaźnikowych położenia rozłączników szynowych.Podczas przenoszenia połączeń pierwotnych na inny system szyn zbiorczych, wszystkie obwody napięciowe są przełączane, w tym uziemione obwody uzwojenia głównego i pomocniczego.

Wyklucza to możliwość łączenia obwodów uziemiających dwóch VT. Ta okoliczność jest ważna. Jak pokazało doświadczenie operacyjne, połączenie punktów uziemienia różnych przekładników napięciowych może prowadzić do zakłócenia normalnej pracy zabezpieczeń przekaźnikowych i urządzeń automatyki, a zatem jest niedopuszczalne.

Ryż. 8. Obwody napięciowe szafy VT KRU 6 kV: 1 — obwody napięciowe, zabezpieczenia i inne urządzenia transformatora rezerwowego c. n. 6 kV; 2 — obwód sygnałowy „Wyłączenie automatycznego wyłącznika VT”; 3 — Szafka na przekładnik napięciowy KRU

na ryc. 8 pokazuje schematy napięć w szafie rozdzielczej 6 kV VT s.n. Tutaj uzwojenia dwóch jednofazowych VT są połączone w otwarty trójkąt. Przekładnik napięciowy po stronie wysokiego napięcia jest podłączony tylko za pomocą styków rozłącznych, a od strony dolnego napięcia za pomocą styków rozłącznych i wyłącznika, z którego styków pomocniczych ma być przesłane do centrali sygnał o wyłączeniu wyłącznik AB.

Podczas eksploatacji bardzo ważne jest dokładne monitorowanie niezawodnego stanu styków rozłączalnych w rozdzielnicach i szafach rozdzielczych oraz obwodów napięcia wtórnego, prądu roboczego itp.

Obwody prądu roboczego. Prąd roboczy stał się powszechny w instalacjach elektrycznych.

Wykonanie obwodów prądu roboczego musi również zapewniać ich ochronę przed prądami zwarciowymi.W tym celu obwody pomocnicze każdego przyłącza są zasilane prądem roboczym przez oddzielne bezpieczniki lub wyłączniki ze stykami pomocniczymi sygnalizującymi ich rozłączenie. Wyłączniki automatyczne są lepsze niż bezpieczniki.

Prąd roboczy jest doprowadzany do wyłączników zabezpieczeniowych i sterujących przekaźników z reguły przez oddzielne wyłączniki (oddzielone od obwodów sygnalizacyjnych i blokujących).

Dla połączeń krytycznych (linie elektroenergetyczne TN 220 kV i powyżej oraz SK) instaluje się również osobne wyłączniki dla ochrony głównej i rezerwowej.

Pomocnicze obwody prądu stałego muszą być wyposażone w urządzenia monitorujące izolację, które dają sygnał ostrzegawczy, gdy rezystancja izolacji spadnie poniżej określonej wartości. W przypadku obwodów prądu stałego pomiary rezystancji izolacji są wykonywane na każdym biegunie.

Dla niezawodnej pracy urządzeń elektrycznych i ich ochrony konieczna jest kontrola dostępności zasilania dla obwodów prądu roboczego każdego połączenia. Zaleca się monitorowanie za pomocą przekaźników, które umożliwiają podanie sygnału ostrzegawczego w przypadku zaniku napięcia pomocniczego.