9. Погрешности трансформатора тока. Выбор трансформаторов тока.

Коэффициент трансформации ТТ так же, как и у ТН, не является

строго постоянной величиной и может из-за погрешностей по току и углу

отличаться от номинального.

Величина погрешностей ТТ главным образом зависит от кратности

первичного тока по отношению к номинальному току первичной обмотки

и от нагрузки подключенной ко вторичной обмотке.

При увеличении нагрузки или тока выше указанных значений погрешности ТТ возрастают и он переходит в другой (следующий) класс точности.

Требования, предъявляемые к трансформаторам тока

используемых для релейной защиты отличаются от требований,

предъявляемых к ТТ используемых для измерений. Если ТТ, питающие

измерительные приборы, должны работать точно в пределах своего

класса при токах нагрузки близких к их номинальному току, то ТТ,

питающие релейную защиту, должны работать с достаточной

точностью при прохождении больших токов (токов к.з. значительно

превышающих номинальный ток ТТ).

Действующие «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ)

требуют, чтобы ТТ, предназначенные для питания РЗ, имели

погрешность, как правило, не более 10%. Большая погрешность

допускается в отдельных случаях, когда это не приводит к

неправильным действиям релейной защиты. Погрешности возникают

вследствие того, что действительный процесс трансформации в ТТ

происходит с затратой мощности, которая расходуется на создание в

сердечнике магнитного потока, перемагничивания стали сердечника

(гистерезис), потери от вихревых токов, а также на нагрев обмоток.

Различают следующие виды погрешностей трансформаторов тока:

− Токовая погрешность (погрешность в коэффициенте

трансформации) определяемая как арифметическая разность между

первичным током, поделённым на коэффициент трансформации, и

измеренным (действительным) вторичным током I₂ ;

− Угловая погрешность определяется как угол δ сдвига

вторичного тока I₁ и считается положительной, когда I₂ опережает I₁.

Из рассмотренного выше следует, что причиной возникновения

погрешностей у трансформаторов тока является существование тока

намагничивания. Чем меньше ток намагничивания, тем меньше

погрешности ТТ.

10. Схемы соединения трансформаторов тока (тт). Анализ схемы соединения обмоток тт «полная звезда».

Для подключения реле и измерительных приборов вторичные

обмотки трансформаторов тока соединяются в различные схемы.

На рис. 2-10 приведены наиболее распространенные схемы

соединения трансформаторов тока.

На рис. 2-10, а) представлена схема соединения в звезду, которая

применяется для включения защиты от всех видов однофазных и

междуфазных к.з.

На рис. 2-10, б) дана схема соединения в неполную звезду,

используемая для подключения защиты от междуфазных к.з. в сетях с

изолированной нейтралью.

На рис. 2-10, в) дана схема соединения на разность токов двух

фаз. Эта схема используется для включения защиты от междуфазных

к.з. также как и схема (б).

На рис. 2-10, г) представлена схема соединения на сумму токов

всех трёх фаз (схема фильтра токов нулевой последовательности),

которая используется для включения защиты от однофазных к.з. и

замыканий на землю.

Схема соединения ТТ и обмоток реле в полную звезду. Трансформаторы тока устанавливаются во всех фазах. Вторичные обмотки ТТ и обмотки реле соединяются в звезду, и их нулевые точки связываются одним проводом, называемым нулевым (рис.3.11). В нулевую точку объединяются одноименные зажимы обмоток ТТ. Стрелками показаны условные положительные направления первичных и вторичных токов с учетом полярности обмоток ТТ, начала которых обозначены точками.

Особенности схемы: Защита реагирует на все виды к.з, и имеет одинаковую чувствительность (коэффициент чувствительности при разных повреждениях одинаковый). При всех замыканиях, кроме замыкания на землю, в нулевом проводе протекает геометрическая сумма токов в реле, в следствии чего, ток в нулевом проводе приблизително равен нулю (в нем протекают токи неаланса). Реле в нулевом проводе реагирует только на токи к.з. на землю.

(тетрадь) 

а) Ток в нулевом проводе равен геометрической сумме токов фаз:

.

При 2-х фазных к.з. ток проходит только в двух повреждённых фазах и

соответственно в двух реле, подключенных к ТТ поврежденных фаз, а ток в

неповрежденной фазе отсутствует.

Для случая 2-х фазного к.з. фаз В и С (рис. 3-11, б):

Ток в нулевом проводе рассматриваемой схемы равен сумме токов повреждённых фаз, но так как последние равны и противоположны по фазе, то ток в нулевом проводе будет равен нулю:

.

т.е. реле, включенное в нулевой провод не будет реагировать на междуфазные к.з.

Однако, из-за неидентичности характеристик и погрешностей ТТ сумма вторичных токов при нагрузочном режиме и при 3-х и 2-х фазных к.з. отличается от нуля и в нулевом проводе проходит ток, называемый током небаланса:

.

При 1 фазном к.з. первичный ток проходит только по поврежденной фазе, а соответствующий ему вторичный ток – через реле поврежденной фазы и реле включенное в нулевой провод.

Для случая 1 ф. к.з. фазы А (рис. 3-11,в)

первичные токи: .

При 2-х фазных к.з. на землю токи проходят в двух повреждённых фазах и соответственно в двух реле, а в нулевом проводе проходит ток равный геометрической сумме токов повреждённых фаз.

Для случая 2-х фазного к.з. фаз В и С на землю (рис. 3-11, г)

первичные токи: .

При двойном замыкании на землю в различных точках фаз С и В (рис. 3-11, д) на участке между точками замыкания на землю режим аналогичен 1ф. к.з. фазы В, а между источником питания и ближайшему к нему месту замыкания фазы С – соответствует режиму 2-х фазного к.з. фаз В и С.