Подбор объединенных ТТ при ДК зависит от схемы ОРУ. На Украине приняты перечисленные далее варианты.
Рис. 7. Схема комплекта устройств для непрерывного балансировочного контроля вводов
- В качестве эталонного выбирается ТТ с минимальным тангенсом угла диэлектрических потерь, а проверяемыми становятся поочередно все близко расположенные ТТ. При таком подборе одновременное изменение тангенса дифференциального угла у всех проверяемых ТТ свидетельствует о возникновении дефекта изоляции эталонного ТТ.
- В качестве первой группы объединенных ТТ используются два рядом расположенных ТТ, затем после измерения в качестве второй группы объединенных ТТ используются также соседние ТТ, однако один из них берется из первых объединенных ТТ, т.е. каждая очередная группа объединенных ТТ включает в себя один ТТ из предшествующей группы. В этом случае более надежно выбирается ТТ с дефектной изоляцией из группы и выявляются изменения дифференциальных углов, так как они подтверждаются двумя следующими друг за другом измерениями.
Применяются разные схемы измерения tg 5д. Но они практически все используют принципиальные технические решения, предложенные в [1]. Одна из схем показана на рис. 6. Она включает в себя мост переменного тока (МПТ) и схему согласования (СС), оформленную в виде самостоятельного прибора и включающую в себя сопротивления шунта R4.1 и R4.2 и промежуточный ТТ ТА, обеспечивающий гальваническую развязку цепей заземления проверяемого и эталонного ТТ [1]. Новыми элементами в СС являются: переключатель SA, меняющий назначение контролируемых ТТ; защитные разрядники FV1 и FV2; внутренний и защитный экраны. Клеммы “Д”, “Э” и “±” МПТ и СС объединяются. Внутренний экран СС позволяет зашунтировать паразитные емкостные токи от влияющих электроустановок на клемму “Д” МПТ. Другие точки объединения внутренних экранов МПТ и СС во избежание электромагнитных наводок не предусматриваются.
При основном положении переключателя SA, указанном на рис. 6, ТТ, устройство подключения которого обозначено номером 1, получается проверяемым, а другой ТТ с устройством подключения, обозначенным номером 2, - эталонным. При переводе SA в другое, вспомогательное положение, роли ТТ меняются. С помощью СС определяется тангенс результирующего угла Sp, включающего в себя дифференциальный угол 5д и угловую погрешность СС Sc.c. Для исключения Sc.c используется методика Всеукраинского института трансформаторостроения, в соответствии с которой
где tg 5p и tg 5p(1) - тангенсы результирующего угла при основном и вспомогательном положениях переключателя SA.
В процессе контроля ТТ под рабочим напряжением оценивается приращение тангенса дифференциального угла
где tg 8д(н) - начальное значение tg 8д.
Тогда тангенс угла диэлектрических потерь изоляции ТТ:
проверяемого
эталонного
где tg S10(H)x и tg 810(н)0 - начальные значения тангенса угла диэлектрических потерь проверяемого и эталонного ТТ, измеренные МПТ при напряжении 10 кВ.
Более достоверные результаты можно получить, если вместо tg S10(H)x и tg S10(H)0 использовать значения тангенса угла диэлектрических потерь, полученные при номинальном напряжении ТТ с использованием установки для снятия кривых ионизации [6].
В Днепровской ЭС при превышении tg Sx или tg S0 значения 0,006 для ТТ типа ТФУМ (ТФКН) и 0,005 для ТТ типа ТФРМ (ТРН) переходят на учащенный контроль с периодичностью не реже 1 раза в месяц. Плановая периодичность - 3 раза в год, а именно, весной, летом и осенью. В случае, если tg Sx или tg S0 превысят значение 0,008 для ТТ типа ТФУМ (ТФКН) и 0,007 для ТТ типа ТФРМ (ТРН), то ТТ выводятся из работы для проведения дополнительных измерений, по результатам которых принимается окончательное решение о пригодности к дальнейшей эксплуатации.
Схема комплекта устройств для непрерывного БК вводов силовых трансформаторов, разработанная в Донбасской ЭС, показана на рис. 7, где обозначены как Турбин, !ут.ср и !ут.макс - минимальный, средний и максимальный токи УПР вводов. Схема содержит входное устройство, содержащее суммирующий трансформатор тока ТА и усилитель У, на выходе которого формируется выпрямленное напряжение в пределах 0 - 100 В, пропорциональное суммарному току Iизм во вторичной измерительной обмотке wm„. Устройство присоединения с током 1ут.мин подключается ко всем виткам ^баз первичной обмотки TA. Для токов Iутср и Iутмакс подбираются отпайки с витками ^ср и ^макс, при которых в измерительной вторичной обмотке wH3H получается минимальный ток Iизм. Подбирать отпайки можно с точностью до одного витка при ^баз = 1000.
Рис. 8. Устройство измерения для периодического балансировочного контроля
Суммирующий трансформатор тока ТА содержит специальную обмотку которая используется для компенсации колебаний напряжения нулевой последовательности U0 на шинах ОРУ, периодической проверки работоспособности всего комплекта устройств БК и определения ввода с изменившимся током утечки. Входное устройство размещается рядом с силовым трансформатором. Усилитель У и обмотка wx с помощью контрольного кабеля соединяются с выходным устройством, устанавливаемым в релейном зале или на щите управления. В состав выходного устройства входят: измерительный прибор ИП; схема компенсации колебаний U0, содержащая конденсатор СТН, подключенный к цепи 3 U0 ТН; схема проверки работоспособности комплекта, включающая в себя разделительный сетевой трансформатор Т и балластный резистор R.
При нажатии кнопки S2 к обмотке wx кратковременно подключается цепь проверки. Ток в обмотке wm„ возрастает, что при отсутствии неисправностей фиксируется ИП. Шкала ИП нормируется для получения /Е*, для чего накладка S1 с током Iут.мин переводится на нормирующую отпайку ^норм первичной обмотки ТА. Остальные токи отключаются. В состав ИП входит реле для сигнализации об опасном возрастании Is*. Использование повышенного выпрямленного напряжения на выходе У позволяет обеспечить эффективное подавление помех промышленной частоты в жилах контрольного кабеля.
При опасном уровне Is* параллельно обмотке W можно временно подключать выход переносного источника тока, регулируемого по фазе и модулю. Изменяя фазу и модуль, компенсируют Iизм, используя для контроля напряжение на выходе У Показания фазометра, подключенного к источнику тока, дадут угол Iизм и, следовательно, позволят определить фазу дефектного ввода. Принадлежность Iизм конкретному вводу определяется попаданием угла в зону, примыкающую к вектору тока соответствующего устройства присоединения в сторону опережения на 5 - 10° и отставания на 90°.
В устройстве измерения для периодического БК, разработанном в Донбасской ЭС, заложены схемные решения (рис. 8), предложенные в [3]: резистор Rs; в цепи которого суммируются токи УПР; делитель напряжения на резисторах Rd1 и Rd2, необходимый для операции нормирования; фильтр низких частот ФНЧ для подавления третьей гармоники, существующей в Is*; переключатель S1, предназначенный для перевода схемы из режима измерения в режим нормирования; измерительный прибор ИП. Кроме этого, в схему устройства измерения добавлены: вход “b”, к которому присоединяется резистор Rb1; защитные разрядники FVb и FVa-c. Резистор Rb1 выбирается равным Rs и при нормировании шунтируется контактом S1.3. Такое шунтирование позволяет сохранить неизменным значение тока УПР фазы В в режиме нормирования. На рис. 8 положение переключателя S1 показано для режима измерения.
В устройстве измерения предусматривается возможность определения напряжения в цепи 3Uo ТН. Для этой цели предусмотрены клеммы “3 U0”. Переключатель S1 должен быть в положении измерения, а накладка S2 разомкнута. Резистор R3U0 выбирается с учетом возможности измерения напряжения промышленной частоты с предельным значением 2 В.
Измерение нормированного тока с помощью устройства рис. 8 осуществляется следующим образом. После присоединения разъема устройства измерения к УПД переключатель S1 переводится в положение, соответствующее режиму нормирования. В этом случае вход “a-c” замыкается с входом “0” и отсоединяется от резистора Rs, резистор Rb1 шунтируется, а вход ФНЧ подключается к выходу делителя напряжения на резисторах Rd1 и Rd2. Затем размыкается рубильник S УПД и через резистор Rs начинает протекать ток УПД фазы B, который после выравнивания равен базовому току. С помощью скользящего контакта резистора Rs на шкале ИП выставляют предельное значение, которое соответствует k-й доле тока утечки любого объединенного ТТ в группе, так как после выравнивания токи всех УПР, в том числе и УПР фазы В, стали одинаковыми. Далее переключатель S1 переводят в режим измерения. При этом резистор
Rb1 дешунтируется, вход ФНЧ подключается непосредственно к скользящему контакту Rs, а по Rs начинает протекать сумма токов УПР. На шкале ИП будет отображаться нормированный ток.
Периодический БК может организовываться и проводиться на подстанциях и ОРУ электростанций, на которых напряжение на обмотках разомкнутого треугольника каждого ТН при нормальных и ремонтных схемах ОРУ не превышает 0,5 В. При этом ток Is* при отсутствии дефектов в изоляции вводов не превысит значения 0,005, что не выходит за пределы нормы [3].
Достоверные случаи отбраковки изоляции вводов с помощью БК в энергосистемах Украины не зафиксированы.
Выводы
- Наиболее эффективно в энергосистемах Украины используется дифференциальный контроль с использованием мостового метода, который позволил своевременно вывести из эксплуатации десятки дефектных трансформаторов тока 330 кВ.
- Непрерывный балансировочный контроль с использованием неравновесно-компенсационного метода в существующем виде непригоден для эксплуатации и требует доработки.
- Периодический балансировочный контроль в энергосистемах Украины используется в подавляющем числе случаев для вводов силовых трансформаторов и наиболее эффективен на подстанциях, на шинах которых колебания напряжения нулевой последовательности незначительны и не вызывают изменений нормированного тока выше 0.005.
Список литературы
- Сви П. М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1992.
- Электронные приборы для зашиты РЭА от электрических перегрузок / Черепанов В. П., Хрулев А. К., Блудов И. П. М.: Радио и связь, 1994.
- Методические указания по контролю изоляции электрооборудования под рабочим напряжением. М.: РАО “ЕЭС России”, 1996.
- Шинкаренко Г. В. Повышение стабильности работы устройств контроля изоляции трансформаторов тока и вводов силовых трансформаторов под рабочим напряжением.
- Энергетика и электрификация, 1997, № 3.
- Шинкаренко Г. В. Настройка устройств контроля изоляции трансформаторов тока и вводов силовых трансформаторов под рабочим напряжением. - Энергетика и электрификация, 1997, № 4.
- Шинкаренко Г. В., Вольпов К. Д., Боржковский Л. С. Использование нетрадиционных методов и установок для проверки измерительных трансформаторов 110 - 750 кВ в условиях эксплуатации. - Энергетика и электрификация, 1995, № 6.