Погрешности трансформатора тока

 

Для устройств РЗ наибольшей расчетной величиной является погрешность ТТ не более 10%. Часто учитываются следующие виды погрешностей:

- максимальное значение токовой погрешности, измеряемое в (%):

, (Л2-9)

где kT – коэффициент трансформации ТТ, I1 и I2 – первичный и вторичный токи ТТ (рис.2.3).

При близких коротких замыканиях ток КЗ может достигать кратностей – до (30…100)×Iном, тогда ТТ насыщается и вторичный ток несинусоидален [Королев] (рис.2.4).

Погрешность такого режима необходимо учитывать интегральным показателем, которым является полная погрешность, измеряемая в (%):

 

 

 

где T – период промышленной частоты, i1 и i2 – мгновенные значения первичного и вторичного токов ТТ (рис.2.4);

- угловая погрешность – угол d между векторами I1 и I2 (рис.2.3), измеряемую в град. или мин.

 

 

Компенсация погрешности ТТ

осуществляется несколькими способами: - спрямление кривой намагничивания; - подмагничивание магнитопровода; - создание нулевого потока; - перераспределение потоков рассеяния.

 

Схемы соединений ТТ

Схема соединения ТТ в “полную звезду” (рис.2.7) обычно используется в сетях с заземленной нейтралью с U ³ 110 кВ. В сетях с изолированной нейтралью U £ 35 кВ такая схема применяется редко – на ответственных электроустановках (например, защита шин). Коэффициент такой схемы k_СХ=1 (отношение тока, протекаемого через реле, к току, протекаемому через вторичную обмотку ТТ). В реле КА4 протекает утроенный ток нулевой последовательности. Это нетрудно доказать, согласно методу симметричных составляющих токи фаз равны:

. (Л2-11)

В реле КА4 токи фаз А, В и С складываются. В результате суммы по составляющим прямой и обратной последовательностью становятся равными нулю, так как:

, (Л2-12)

а результирующий ток, протекающий через реле КА4 равен 3I_А0. Обычно в индексе обозначение фазы А опускается и записывается 3I₀.

Схема соединения ТТ в „неполную звезду” используется исключительно в сетях с изолированной нейтралью U £ 35 кВ. Для такой схемы k_СХ = 1, так как токи в реле и во вторичной обмотке ТТ равны. Особенностью схемы является то, что на двух ТТ можно получить ток третьей фазы – I_В, включив реле КА3 в обратный провод:

I_2А+ I_2С = - I_2В, (Л2-13)

так как для симметричной трехфазной сети выполняется равенство I_А + I_С + I_В = 0 (токами нулевой последовательности пренебрегают, потому что при однофазных замыканиях на землю они несоизмеримо меньше рабочих).

 

 

Схема соединения ТТ в „треугольник” (рис. 2.9) обычно применяется в сетях с U ³ 110 кВ для дифференциальной защиты трансформатора со стороны высшего напряжения. Коэффициент такой схемы можно вычислить, по I закону Кирхгофа, найдя токи в узле ТТ фазы А:

, (Л2-14)

откуда ток в реле найдем:

. (Л2-15)

Учитывая, что , согласно векторной диаграмме (рис. 2.10), нетрудно вычислить

(Л2-16)

 

 

Схема соединения ТТ на разность фаз (раннее эту схему называли „неполный треугольник”), (рис. 2.11) спользуется в сетях с изолированной нейтралью с U £ 35 кВ чаще всего для защиты высоковольтных электродвигателей, но иногда и для защиты трансформаторов, реже линий. Аналогично, как для схемы соединения ТТ в “треугольник”, ее . Выводы аналогичны схеме “треугольника”, так для узла получается выражение (Л2-14).

Ее достоинство – наличие одного реле, простота. Недостатком является низкая чувствительность при витковых замыканиях обмотки двигателя в фазе В.

 

ß Схема фильтра тока нулевой последовательности показана на рис. 2.12. Используется в сетях с заземленной нейтралью с U ³ 110 кВ для токовой защиты нулевой последовательности. Так как эта схема является фильтром, то для нее нет понятия коэффициента схемы. Через реле протекает утроенный ток нулевой последовательности 3I₀ – доказывается аналогично схеме “полной звезды”.

Последовательное соединение ТТ (рис. 2.13) используется для повышения нагрузочной способности ТТ. Для этого использут ТТ с одинаковыми k_Т. Так как ток, протекающий через ТТ, одинаков, а напряжение на нагрузке делится на два, то нагрузка на каждый ТТ уменьшается в два раза. Часто такая схема используется на стороне высокого напряжения трансформатора со схемой соединения Y/D для его дифференциальной защиты.

 

Параллельное соединение ТТ (рис. 2.14) используется для уменьшения k_Т. Если ТТ имеют одинаковый k_Т, то результирующий коэффициент трансформации будет в два раза меньше.