Инструкция по проверке трансформаторов напряжения

УТВЕРЖДАЮ:

Заместитель начальника

Главтехуправления,

главный специалист-электрик

К.М.АНТИПОВ

27 февраля 1979 г.

ВВЕДЕНИЕ

Инструкция содержит указания по проверке ТН и цепей напряжения, общих для всех присоединений и устройств защиты, автоматики, измерений, сигнализации, а также по выполнению схем и расчетной проверки ТН и их вторичных цепей.

В Инструкции приведены также основные сведения о погрешностях ТН, их конструкциях и параметрах.

Указания по проверке цепей напряжения отдельных присоединений и устройств содержатся в "Общей инструкции по Проверке устройств релейной защиты, электроавтоматики и вторичных цепей" ("Энергия", 1975) ' и в инструкциях по проверке других устройств.

Проверка ТН предусмотрена в объеме, необходимом для правильного выполнения соединения обмоток и схемы питания вторичных цепей.

При подготовке второго издания Инструкция переработана в связи со значительными изменениями рекомендуемых схем включения ТН в построения, схем цепей напряжения.

Во втором издании Инструкции так же, как и в первом, не приведены методы проверки высоковольтной изоляции и погрешностей ТН. Проверка .погрешностей не предусмотрена "Правилами устройств электроустановок" ("Энергия", 1966).

С выходом данной Инструкции первое издание (Госэнергоиздат, 1960) аннулируется.

' Далее - Общая инструкция.
- 4 -

I. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ТН

1.1. Трансформаторы напряжения применяются для питания электроизмерительных приборов, цепей релейной защиты, автоматики и сигнализации в электроустановках с рабочим напряжением выше 220 В. В Советском Союзе ТН выпускаются в соответствии с требованиями ГОСТ 1983-77 "Трансформаторы напряжения. Общие технические требования".

Основные сведения о ТН, необходимые для оценки возможности их использования в тех или иных условиях (точность работы, особенности конструктивного выполнения, технические данные) приведены в приложении I.

1.2. Каждый ТН должен работать в классе точности (см. приложение I), соответствующем требованиям, установленным директивными материалами Минэнерго СССР, в зависимости от характера подключенной нагрузки;

- для питания расчетных счетчиков класса I, а также измерительных приборов классов точности I и 1,5 ТН должен работать в классе точности 0,5;

- для наиболее распространенных указывающих измерительных приборов класса точности 2,5 должен обеспечиваться класс точности ТН 1 и только как исключение допускается класс точности 3;

- для питания цепей релейной защиты требуется работа ТН в классе точности 3.

При питании вторичных нагрузок разного характера (например, релейной защиты и расчетных счетчиков) от одного и того же ТН должен обеспечиваться наиболее высокий класс точности ТН, необходимый для работы подключенной к нему аппаратуры.

1.3. Нагрузка ТН не должна превышать номинальной для требуемого класса точности.

1.4. Потеря напряжения во вторичных цепях ТН (см. приложение I), снижающая точность работы подключенной к нему аппаратуры, согласно требованиям, установленным директивными материалами Минэнерго СССР, не должна

- 5 -

превышать в цепи от ТН до расчетных счетчиков межсистемных линий электропередачи 0,25% (при питании от ТН класса точности 0,5), до других расчетных счетчиков - 0,5%, до щитовых приборов -1,5%, до фиксирующих измерительных приборов (ФИП) - 2%, до реле защиты и автоматики - 3%.

1.5. Схемы включения ТН и схемы их вторичных цеп ей должны обеспечивать надежное питание подключенной к ним аппаратуры учета электроэнергии, измерений, релейной защиты, автоматики.


2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СХЕМАМ ТН

И ИХ ВТОРИЧНЫХ ЦЕПЕЙ

2.1. Схемы ТН должны соответствовать условиям их работы и назначению и выполняться на основе указаний директивных материалов Минэнерго СССР.

Рекомендуемые схемы ТН и их вторичных цепей приведены в приложения 2.

2.2. Заземление вторичных обмоток трансформаторов напряжения.

2.2.1. Вторичные обмотки ТН должны заземляться для обеспечения безопасности персонала. Заземление должно быть надежным и наглядным. В проводах, соединяющих точку заземления с обмотками ТН не должно быть коммутационных и защитных аппаратов (рубильников, переключателей, автоматических выключателей, предохранителей и др.). Сечение заземляющего провода должно быть не менее 4 мм² (по меди).

Заземление допускается выполнять через пробивной предохранитель, что наиболее целесообразно и рекомендуется Правилами устройства электроустановок для ТН, питающих оперативные цепи релейной защиты и автоматики.

Заземляться должна нулевая точка или один из фазных выводов вторичных обмоток. При соединении основных вторичных обмоток в звезду более распространено заземление одной из фаз (обычно фазы В), а не нуля.

- 6 -

Это создает преимущества при проверке под рабочим напряжением правильности сборки и маркировки цепей напряжения.

2.2.2. Заземление должно устанавливаться по возможности ближе к ТН, как правило, на ближайшей к нему сборке выводов. Однако при этом недопустимо даже кратковременное объединение заземленных или незаземленных проводов вторичных цепей разных ТН во избежание неправильных действий релейной защиты или устройств синхронизации в случае появления тока в заземляющем контуре (например, про КЗ или при сварочных работах в РУ). Указанные неправильные действия возможны потому, что часть тока из заземляющего контура ответвится во вторичные цепи через два заземления, установленные в разных местах (у ТН, цепи которых объединены), и создаст значительное падение напряжения, существенно искажающее векторную диаграмму вторичных напряжений.

2.2.3. В связи с указанным в п.2.2.2 при установке заземления вблизи ТН переключение нагрузки с одного ТН на другой должно производиться только с разрывом цепи, а при включении автоматических устройств синхронизации сразу на два ТН должно обеспечиваться электрическое разделение их вторичных цепей с помощью разделительных или фазоповоротных трансформаторов.

При отсутствии автоматических синхронизаторов разделение заземленной фазы в схеме ручной синхронизации может быть выполнено без разделительных трансформаторов.

2.2.4. Установка заземления вблизи ТН обязательна во всех автономных вторичных цепях при отсутствии переключения питания цепей напряжения на другой ТН: в цепях ТН, присоединенных к генераторам, к третичным обмоткам автотрансформаторов, к одинарной системе шин и т.д.

2.2.5. При наличии переключения питания нагрузки ТН для действующих электростанций и подстанций допускаются следующие отступления от требования установки заземления вблизи ТН (см. приложение 2):

- устанавливать заземление на релейном щите на общей для всех ТН заземляющей шинке, если кабели от всех ТН разных РУ выведены на этот релейный щит. Заземленные непосредственно у ТН выводы их вторичных обмоток, питающих автономные цепи напряжения, присоединять к этой шинке не допускается;

- 7 -

- устанавливать для ТН каждого РУ одно общее заземление на релейном щите, если на электростанции или подстанции имеется два или более РУ с двойной системой шин и отдельными релейными щитами. Общая заземляющая шинка при этом может прокладываться только в пределах отдельных релейных щитов.

2.3. Отсоединение ТН от вторичных цепей.

Для обеспечения безопасности при работах на ТН и его вторичных цепях должны устанавливаться рубильники или использоваться объемные трубчатые предохранители, разъемные соединения выкатных тележек в ячейках КРУ и т.п.

2.4. Включение ТН со стороны ВН.

2.4.1. В цепи первичной обмотки ТН до 35 кВ, как правило, должны устанавливаться предохранители для обеспечения сохранения в работе шин или других первичных цепей, к которым подключен ТН при КЗ на его ошиновке или вводах ВН.

Ток КЗ при повреждениях в цепи вторичной обмотки и даже на ее выводах во многих случаях имеет недостаточное значение для перегорания этих предохранителей, вследствие чего сам ТН ими не защищается.

2.4.2. В тех случаях, когда возникновение КЗ в цепи первичной обмотки маловероятно или последствия такого КЗ не представляют особой опасности для электроснабжения потребителей, предохранители на стороне ВН ТН могут не устанавливаться. Так, в комплектных токопроводах мощных генераторов ТН включаются без предохранителей, поскольку при этом разделение отдельных фаз практически исключает возникновение КЗ на ошиновке. При установке ТН на каком-либо одном присоединении, имеющем надежный резерв (например, на трансформаторе, работающем параллельно с другими), а не на шинах, он также может включаться без предохранителей, так как повреждение в цепи этого ТН приведет к отключению только одного присоединения без прекращения питания его нагрузки.

2.4.3. Допускается также включение без предохранителей на шины КРУ 6-10 кВ однофазных ТН с литой изоляцией (типа ЗНОЛ), поскольку при их повреждении маловероятно возникновение КЗ на шинах.


- 8 -

2.4.4. На напряжение 35 кВ и выше ТН могут включаться без предохранителей. Как показал опыт эксплуатации, это не приводит к существенному снижению надежности электростанций и подстанций, так как повреждения ТН происходят относительно редко.

2.5. Защита при повреждениях во вторичных цепях.

2.5.1. Для защиты ТН от повреждения при КЗ во вторичных цепях должны применяться предохранители или автоматические выключатели. Предохранители могут устанавливаться только на ТН, не питающие быстродействующие устройства релейной защиты, которые могут неправильно работать при нарушении исправности цепей напряжения. При наличии таких устройств для защиты ТН должны применяться автоматические выключатели (см. приложение 2).

2.5.2. Автоматические выключатели или предохранители должны включаться во все незаземленные провода вторичных цепей ТН. Исключение составляет лишь цепь 3Uо, в которую защитные аппараты должны включаться только на ТН, работающих в сетях с изолированной нейтралью, где защита необходима для предотвращения повреждения ТН, у которого цепь 3Uо оказалась закороченной при устойчивом однофазном замыкании на землю на стороне высшего напряжения указанная защита в цепи 3Uо должна применяться только при разводке этой цепи по панелям отдельных присоединений или при наличии в ней кабеля длиной более 10 м.

2.5.3. Двухобмоточные ТН и соединенные в звезду основные обмотки трехобмоточных трансформаторов должны защищаться трехполюсными автоматическими выключателями с электромагнитными и тепловыми расцепителями (см.приложение2).

Основные и дополнительные обмотки трехобмоточных ТН должны защищаться отдельными автоматическими выключателями.

На ранее установленных автоматических выключателях ТН допускается оставлять только электромагнитные расцепители, если они обеспечивают требуемую чувствительность.

2.5.4. При недостаточной чувствительности теплового расцепителя к удаленным КЗ в протяженных цепях, питающихся от шинок на щите, или при недопустимости отключения КЗ с выдержкой времени теплового расцепителя (проверяется расчетом) необходимо устанавливать в этих цепях неселективные (с автоматическими выключателями в цепях вторичных обмоток ТН) автоматические выключатели с электромагнитными и тепловыми

- 9 -

расцепителями.

2.5.5. В цепи 3Uо ТН в сетях с изолированной нейтралью должен устанавливаться автоматический выключатель только с тепловым расцепителем или предохранитель. При наличии испытательного провода, выведенного от замкнутой вершины разомкнутого треугольника, в нем устанавливается автоматический выключатель только с электромагнитным расцепителем. В этом случае обеспечивается сохранение цепи 3Uо , если ток КЗ проходит через оба защитные аппарата.

2.5.6. Во вспомогательных проводах, присоединенных к замкнутым вершинам разомкнутого треугольника ТН 110 кВ и выше, должен устанавливаться автоматический выключатель с электромагнитным и тепловым расцепителями.

2.5.7. Автоматические выключатели и предохранители, устанавливаемые во вторичных цепях, должны размещаться по возможности ближе к ТН, чтобы протяженность незащищенных кабелей от ТН до защитных аппаратов была возможно меньшей. Шкафы ТН, расположенные на открытых РУ, должны иметь подогрев, что необходимо для надежной работы расположенных в них автоматических выключателей.

2.5.8. Для более быстрого восстановления питания цепей напряжения защиты элементов открытых РУ автоматические выключатели, защищающие ТН, разрешается переносить из его шкафа на щит в следующих случаях:

- если не требуется быстрый автоматический вывод из действия защиты линий для предотвращения ее ложных срабатываний при повреждении цепей напряжения (например, при пуске всех ступеней дистанционной защиты по току обратной последовательности);

- если ложное действие защиты при нарушении исправности вторичных цепей между ТН и автоматическим выключателем ее может привести к опасным нарушениям нормального режима работы энергосистемы или какого-либо ее участка.

При перестановке автоматических выключателей на щит в шкафу ТН должны быть установлены либо автоматический выключатель, имеющий только тепловой расцепитель, либо предохранители ПР или НПН, надежно защищающие кабель и отстроенные по времени от электромагнитных расцепителей выключателей, перенесенных на щит. При установке предохранителей рубильники в шкафу ТН могут быть демонтированы.
- 10 -

2.6. Предотвращение действия релейной защиты из-за неисправностей цепей напряжения.

2.6.1. В сетях напряжением от 35 до 330 кВ устройства, блокирующие защиту при нарушениях цепей напряжения, должны получать питание от двух источников - от основных вторичных обмоток ТН, соединенных в звезду, и от дополнительных обмоток, соединенных по схеме разомкнутого треугольника. Описание таких устройств приведено в приложении 2.

2.6.2. Для обеспечения возможности включения устройств блокировки в схемах ТН должны предусматриваться выводы из всех точек, к которым подключаются эти устройства, и должна быть выполнена разводка по панелям проводов от этих точек. Основные и дополнительные обмотки ТН следует защищать отдельными автоматическими выключателями.

2.6.3. При питании от ТН устройств защиты и автоматики во избежание их неправильного действия из-за обрывов цепей напряжения кроме блокирования этих устройств на элементах напряжением 35 кВ и выше необходима сигнализация нарушения целости цепей напряжения (см. приложение 2).

2.6.4. У ТН 110 кВ и выше кроме вторичных цепей основных обмоток должна контролироваться исправность цепи разомкнутого треугольника дополнительных обмоток. Это необходимо ввиду ответственности этой цепи, питающей защиту линий от наиболее часто возникающих однофазных КЗ, и невозможности выявления ее неисправности по постоянно работающим измерительным приборам.

Контроль исправности цепи 3Uо осуществляется периодическими измерениями напряжения небаланса, в нормальном режиме составляющего 1-3 В (приложение 2).

2.7. Самопроизвольное смещение нейтрали в сетях напряжением 3-35 кВ.

2.7.1. Для предотвращении самопроизвольных смещений нейтрали и повреждений ТН директивными материалами Минэнерго СССР рекомендуется в электроустановках напряжением 3-35 кВ при отсутствии компенсирующих: устройств (дугогасящих катушек), а также генераторов и синхронных компенсаторов с непосредственным охлаждением водой обмоток статора устанавливать резисторы в цепи разомкнутого треугольника каждого ТН 3-35 кВ с заземленной нейтралью на стороне ВН ( см ..приложение 2)

- 12 -

счетчиков допустима потеря напряжения до 0,5% (на межсистемных линиях электропередачи при подключении счетчиков к ТН класса точности 1 и на линиях, питающих потребителей электроэнергии), рекомендуется предусматривать их питание от общих шинок напряжения на щите, если не требуется увеличения сечения жил основного кабеля от ТН до щита более чем до 120 мм .При необходимости прокладки кабеля с жилами сечением более 120 мм для питания расчетных счетчиков следует прокладывать отдельный кабель. При подключении указанных расчетных счетчиков к ТН, находящимся в эксплуатации, допускается прокладка отдельного кабеля для счетчиков при меньшем сечении жил основного кабеля, если потеря напряжения в нем превышает 0,5%.

2.9.2. При подключении расчетных счетчиков межсистемных линий электропередачи к ТН класса точности 0,5 (например, к ТН IIO-220 кВ) на них должно подаваться питание по отдельному кабелю, так как в указанных случаях потеря напряжения в цепи счетчиков не должна превышать 0,25%.

2.9.3. Расчетные счетчики линий, получающие питание по отдельному кабелю от малонагруженных ТН, присоединенных к шинам, должны при переводе линии с одной системы шин на другую переключаться на другой ТН. с помощью реле-повторителей или отдельных переключателей.

2.9.4. При нагрузке ТН, подключенных к шинам 6-220 кВ, превышающей их мощность в высшем классе точности, должны устанавливаться отдельные ТН для питания расчетных счетчиков. Кроме расчетных счетчиков, к этим ТН могут подключаться другие нагрузки (измерительные приборы, устройства автоматики, релейной защиты и пр.), если суммарная нагрузка ТН будет не более допустимой при его работе в высшем классе точности.

2.10. Резервирование трансформаторов напряжения.

2.10.1. В РУ с двойной системой шин для взаимного резервирования ТН систем шин должно предусматриваться переключение нагрузки с одного трансформатора на другой без выполнения каких-либо операций в первичной схеме.

2.10.2. В РУ напряжением 330 кВ и выше должно предусматриваться переключение нагрузки с одного ТН на другой - резервный.

Это необходимо при выходе ТВ из строя или при выводе его в ремонт.

- 14 -