Причини виходу з ладу топких запобіжників для захисту вимірювальних трансформаторів середньої напруги з литою ізоляцією

Abstract

У статті розглянута проблема частих виходів з ладу топких запобіжників, що застосовуються для захисту вимірювальних трансформаторів, що заземлюються, середньої з литою ізоляцією, а також самих вимірювальних трансформаторів напруги, яка спостерігається як при протіканні аварійних режимів у мережах 6–35 кВ з ізольованою нейтраллю, але й при виникненні однофазних замикань на землю, які не є аварійними. Виконано дослідження щодо встановлення причин виходу з ладу топких запобіжників для захисту вимірювальних трансформаторів напруги. Проведено дослідження вольт-амперної характеристики трьох вимірювальних трансформаторів напруги різних виробників. Встановлено розбіжності у значеннях струму холостого ходу при перенапругах у разі виникнення однофазних замикань на землю. Показано, що у вимірювальних трансформаторах напруги певних виробників магнітна індукція в магнітопроводі при номінальній напрузі може значно перевищувати значення 0,95 Тл. В цьому випадку магнітопровід трансформатора в режимі перенапруги, яка згідно стандарту може тривати 8 годин, входить в режим насичення, і в первинній обмотці трансформатора з’являється значний струм, що може у десятки разів перевищувати номінативне значення. Це може призвести до спрацьовування запобіжника в колі первинної обмотки трансформатора, а при його відсутності призведе до перегріву трансформатора з ймовірним виходом його з ладу. Запропоновано рекомендації щодо ймовірних шляхів вирішення наявної проблеми, застосування яких на практиці з високою ймовірністю дозволить вирішити проблему частих виходів з ладу топких запобіжників у режимі однофазних замикань на землю, а також може суттєво знизити пошкоджуваність вимірювальних трансформаторів напруги з литою ізоляцією, що заземлюються, в електричних мережах середньої напруги 6–35 кВ із ізольованою нейтраллю.

The article considers the problem of frequent failures of fuses used to protect grounded instrument transformers of medium voltage with epoxy resin, as well as the instrument transformers themselves, which is observed both during emergency modes in 6–35 kV networks with an insulated neutral, but also when single-phase ground faults occur, which are not emergency. A study was carried out to establish the causes of failure of fuses for instrument transformers protection. A study of the volt-ampere characteristics of three instrument transformers of different manufacturers was conducted. Discrepancies were established in the values of the no-load current during overvoltages in the event of single-phase ground faults. It is shown that in instrument transformers of certain manufacturers, the magnetic induction in the magnetic core at nominal voltage can significantly exceed the value of 0.95 T. In this case, the instrument transformer magnetic core in the overvoltage mode, which according to the standard can last for 8 hours, enters the saturation mode, and a significant current appears in the instrument transformer primary winding, which can exceed the nominal value by tens of times. This can lead to the operation of the fuse in the instrument transformer primary winding circuit, and in its absence will lead to overheating of the instrument transformer with a probable failure. Recommendations are proposed on possible ways to solve the existing problem, the application of which in practice will with a high probability allow solving the problem of frequent failures of fusible fuses in the single-phase ground faults mode, and can also significantly reduce the damageability of instrument transformers with epoxy resin, which are grounded, in medium voltage electrical networks of 6–35 kV with an isolated neutral.