Застосування ємнісних подільників для вимірювання напруг секцій шин 6 (10) кВ
Date
2022-02-22
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Видавництво Львівської політехніки
Lviv Politechnic Publishing House
Lviv Politechnic Publishing House
Abstract
Однією із проблем в електричній мережі з ізольованою (компенсованою) нейтраллю
є селективне визначення пошкодженого елемента за однофазного замикання на землю.
Для селективної та надійної роботи захистів від однофазних замикань на землю в мережах
із ізольованою (компенсованою) нейтраллю, крім струму нульової послідовності
приєднань, необхідна інформація про фазні напруги та напругу нульової послідовності
електричної мережі. На багатьох трансформаторних підстанціях відсутні традиційні
електромагнітні трансформатори напруги. Для таких підстанцій проблему вимірювання
високовольтної напруги можна вирішити застосуванням ємнісних подільників. Для
перевірки функціонування ємнісних подільників, призначених для вимірювання напруг
секцій шин 6 (10) кВ, на кафедрі електроенергетики та систем управління розроблено
фізичну модель. У схемі фізичної моделі застосовано сертифіковані ємнісні подільники,
які використовують у системах індикації наявності напруги на секціях шин напругою 6
(10) кВ. Ці ємнісні подільники розробило НПП РЕЛСіС. Розроблено пристрій для
узгодження під час функціонування схеми вимірювання напруг сигналів, які подаються
з ємнісного подільника на вхід цифрового реєстратора. Для перевірки роботи ємнісних
подільників у схемі фізичної моделі застосовано традиційний електромагнітний
трансформатор напруги типу НТМИ-10-66, з вторинної обмотки якого напруга подається
на цифровий реєстратор. Здійснено перевірку запропонованої системи в основних
режимах роботи. Для аналізу записаних цифровим реєстратором осцилограм розроблена
спеціальна програма. Ця програма містить функції аналізу координат режиму, які дають
змогу виконувати гармонічний аналіз, здійснювати розрахунок симетричних складових,
формувати інтегральні, диференційні характеристики тощо. З використанням перетворення
Фур’є розроблено цифрову модель, яка дає змогу визначити діючі значення
виміряних напруг та виділити їх симетричні складові – нульової та зворотної послідовностей.
Дослідження показали, що вимірювання високої напруги за допомогою
ємнісних подільників можна застосовувати в схемах із пристроями, для функціонування
яких необхідний контроль фазних напруг мережі 6–10 кВ.
One of the problems in the electrical network with isolated (compensated) neutral is the selective determination of the damaged element in a single-phase earth fault. For selective and reliable operation of protections against single-phase earth faults in networks with isolated (compensated) neutral, in addition to the zero-sequence current, information on phase voltages and zero-sequence voltage of the electrical network is required. Many transformer substations do not have traditional electromagnetic voltage transformers. For such substations, the problem of measuring high voltage can be solved by using capacitive dividers. A physical model was developed at the Department of Electric Power Engineering and Control Systems to test the operation of capacitive dividers designed to measure the voltages of 6 (10) kV bus sections. The scheme of the physical model used certified capacitive dividers used in voltage indication systems on bus sections with a voltage of 6 (10) kV. These capacitive dividers are developed by NPP RELSiS. A device has been developed for the operation of the voltage measurement circuit to match the signals supplied from the capacitive divider to the input of the digital recorder. To test the operation of capacitive dividers in the scheme of the physical model used a traditional electromagnetic voltage transformer type NTMI-10-66, From the secondary winding of which the voltage is fed to the digital recorder. The developed system in the basic operating modes is checked. A special program has been developed for the analysis of oscillograms recorded by a digital recorder. This program contains a number of functions for analyzing the coordinates of the mode, which allow you to perform harmonic analysis, calculate symmetrical components, form integral, differential characteristics and more. Using the Fourier transform, a digital model was developed that allows to obtain the effective values of the measured voltages and to distinguish their symmetrical components – zero and inverse sequences. Studies have shown that the measurement of high voltage using capacitive dividers can be used in circuits with devices for the operation of which requires control of phase voltages of the 6–10 kV network.
One of the problems in the electrical network with isolated (compensated) neutral is the selective determination of the damaged element in a single-phase earth fault. For selective and reliable operation of protections against single-phase earth faults in networks with isolated (compensated) neutral, in addition to the zero-sequence current, information on phase voltages and zero-sequence voltage of the electrical network is required. Many transformer substations do not have traditional electromagnetic voltage transformers. For such substations, the problem of measuring high voltage can be solved by using capacitive dividers. A physical model was developed at the Department of Electric Power Engineering and Control Systems to test the operation of capacitive dividers designed to measure the voltages of 6 (10) kV bus sections. The scheme of the physical model used certified capacitive dividers used in voltage indication systems on bus sections with a voltage of 6 (10) kV. These capacitive dividers are developed by NPP RELSiS. A device has been developed for the operation of the voltage measurement circuit to match the signals supplied from the capacitive divider to the input of the digital recorder. To test the operation of capacitive dividers in the scheme of the physical model used a traditional electromagnetic voltage transformer type NTMI-10-66, From the secondary winding of which the voltage is fed to the digital recorder. The developed system in the basic operating modes is checked. A special program has been developed for the analysis of oscillograms recorded by a digital recorder. This program contains a number of functions for analyzing the coordinates of the mode, which allow you to perform harmonic analysis, calculate symmetrical components, form integral, differential characteristics and more. Using the Fourier transform, a digital model was developed that allows to obtain the effective values of the measured voltages and to distinguish their symmetrical components – zero and inverse sequences. Studies have shown that the measurement of high voltage using capacitive dividers can be used in circuits with devices for the operation of which requires control of phase voltages of the 6–10 kV network.
Description
Keywords
електрична мережа, секція шин, релейний захист та автоматика, ємнісний подільник, трансформатор напруги, фазна напруга, напруга нульової послідовності, цифрові пристрої, electrical network, bus section, relay protection and automation, capacitive divider, voltage transformer, phase voltage, zero sequence voltage, digital devices
Citation
Баран П. М. Застосування ємнісних подільників для вимірювання напруг секцій шин 6 (10) кВ / П. М. Баран, В. П. Кідиба, Н. О. Равлик // Електроенергетичні та електромеханічні системи. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2022. — Том 5. — № 1. — С. 55–61.