Цифровые трансформаторы напряжения

НАЗНАЧЕНИЕ ЦИФРОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ
Измерительный трансформатор напряжения (ЦТН) предназначен для измерения и передачи параметров напряжения приборам измерения, учета, защиты, автоматики, сигнализации и управления в сетях переменного и постоянного тока на номинальное напряжение 6(10) – 110 кВ с частотой 50 и 60 Гц.
Передача данных может организовываться по оптическим кабелям в соответствии с протоколом IEC 61850-9-2 или по медным кабелям в виде аналогового сигнала, ЦТН имеет несколько первичных преобразователей напряжения, измерительная информация с которых предназначена для различных устройств – потребителей (РЗА, АИИС КУЭ).

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ ЦТН:
• Соответствуют инновационной концепции развития электроэнергетики по направлению «Цифровая подстанция»;
• Совместимы как с традиционными, так и с передовыми МП приборами учета электроэнергии и РЗ;
• Имеется возможность формирования выходного сигнала в формате IEC 61850-9-2;
• Точно воспроизводят формы кривых напряжений в нормальных и переходных режимах;
• Не вступают в феррорезонанс;
• Имеется возможность использования оптических кабелей связи;
• Взрыво и пожаробезопасны;
• Имеют малые габариты;

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЦТН
Принцип действия трансформаторов состоит в следующем: Измерение напряжения переменного и постоянного тока осуществляется с применением делителей напряжения. В зависимости от уровня измеряемого напряжения обработка результатов преобразований осуществляется на первичной стороне (высокого напряжения) для исполнений преобразователей 35 кВ и выше, либо на вторичной стороне (низкого напряжения) для исполнений преобразователей 35 кВ и ниже.
Электронный блок на первичной стороне преобразует выходные сигналы соответствующих первичных преобразователей в цифровой сигнал, далее выполняет формирование пакетов данных и передачу их по оптическим кабелям электронным блокам на вторичной стороне. Электронный блок на вторичной стороне обрабатывает полученные пакеты данных и отправляет их по оптическому кабелю устройствам релейной защиты, автоматики, коммерческого учета электроэнергии и другим устройствам подстанции.

Трансформаторы конструктивно состоят из следующих компонентов:

• первичные преобразователи напряжения переменного и постоянного тока;
• электронный блок на стороне высокого напряжения (для исполнений от 35 кВ и выше);
• электронный блок на стороне низкого напряжения.

Первичные преобразователи напряжения переменного и постоянного тока представляют собой делитель напряжения, содержащий высоковольтное и низковольтное плечи. Первичный преобразователь напряжения переменного и постоянного тока обеспечивает преобразование высокого напряжения переменного и постоянного тока в низкое напряжение переменного и постоянного тока для дальнейшего преобразования его в цифровую форму электронным блоком.
Электронные блоки выполняют преобразование выходных сигналов первичных преобразователей силы и напряжения переменного и постоянного тока в цифровой сигнал, его обработку и передачу измеренных значений напряжения переменного и постоянного тока устройствам релейной защиты, автоматики, коммерческого учета электроэнергии и другим устройствам на подстанции в соответствии с протоколом IEC 61850-9-2 (протокол передачи может быть изменен либо дополнен другим протоколом по требованию заказчика).

На выходе трансформаторы формируют несколько потоков измерений мгновенных значений силы тока и напряжения со следующими частотами дискретизации:
1) 4000 Гц (80 отчетов на период промышленной частоты 50 Гц) – для устройств релейной защиты и автоматики;
2) 12800 Гц (256 отчетов на период промышленной частоты 50 Гц) – для устройств коммерческого учета электроэнергии.
Трансформаторы также могут формировать потоки измеренных мгновенных значений со следующими частотами дискретизации (опция):
1) 4800 Гц (96 отчетов на период промышленной частоты 50 Гц и 80 отчетов на период промышленной частоты 60 Гц);
2) 15360 Гц (256 отчетов на период промышленной частоты 60 Гц);
3) 14400 Гц (288 отчетов на период промышленной частоты 50 Гц и 240 отчетов на период промышленной частоты 60 Гц);
4) 96000 Гц – для целей учета электроэнергии и РЗА в сетях постоянного тока.
Частота дискретизации может быть изменена по требованию заказчика, но не должна превышать 96 000 Гц.
Опционально ЦТН может выдавать дополнительную служебную информацию о параметрах измеряемых электрических сигналов и передаваемой электрической энергии, а также служебную информацию отражающую состояние цифрового трансформатора.
Синхронизация электронных блоков с системой точного времени осуществляется по внешнему стробирующему сигналу 1PPS или данным синхронизации по протоколу PTP. Выбор типа синхронизации производится по требованию заказчика.
ЦТН может выпускаться в резервированном исполнении. Делитель напряжения может исполняться в резервированном исполнении, при этом в изоляционной колонне устанавливаются два и более высоковольтных делителя. Передача информации от ЦТН также может резервироваться по протоколам PRP и HSR.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦТТН 6(10), 35, 110 КВ

НАИМЕНОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ	ЦТТ-6(10) КВ	ЦТТ-35 КВ	ЦТТ-110 КВ
НАИМЕНОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ	ЦТТ-6(10) КВ	ЦТТ-35 КВ	ЦТТ-110 КВ
Номинальное напряжение (Uн), кВ
Наибольшее рабочее напряжение	1.9·Uн	1.9·Uн	1.2·Uн
Номинальный ток, А	10-4000
Классы точности по напряжению согласно ГОСТ Р МЭК 60044-7-2010	0.2; 0.5; 1.0; 3.0; 3Р; 6Р
Номинальная частота, Гц	50 или 60
Тип входа синхронизации времени	1PPS; PTP
Масса, не более, кг	3	20	30
Средняя наработка на отказ, ч, не менее	160000
Средний срок службы, лет, не менее	25
Межповерочный интервал, лет	8
Климатическое исполнение	У1, УХЛ1, У2, УХЛ2, П
Габаритные размеры, не более, мм	150х150х200	200х200х700	700х700х1100