33 Насыщающиеся трансформаторы тока

В дифференциальной токовой защите для улучшения ее характеристик при переходных процессах применяются насыщающиеся трансформаторы тока (НТТ). На основе НТТ выполняют измеритель­ные реле двух разновидностей: с насыщающимися трансформаторами тока и с магнитным торможением. При внешних коротких замыканиях и при включениях, например, силовых трансформаторов возникает переходный процесс. Как в том, так и в другом случае защита действовать не должна. Однако ток переходного процесса воздействует на диффе­ренциальную защиту. В начальный момент он обычно содержит апе­риодическую слагающую. Она и используется для обеспечения недейст­вия защиты, имеющей НТТ.

Насыщающийся трансформатор тока TLAT содержит трехстержневой ферромагнитный сердечник (рис. 1.10, а). Воздействующая величи­на (ток ) поступает в первичную обмотку w1 а к вторичной w₂ подклю­чается измерительное максимальное реле тока КА. Характеристика насыщающегося трансформатора зависит от характера измене­ния тока (рис. 1.10, б). Если ток синусоидальный (не смещен отно­сительно оси времени), то магнитная индукция в сердечнике изменяет­ся в широких пределах — B_min<B< +В_тах.

Указанному изменению индукции пропорционально среднее значе­ние ЭДС вторичной обмотки и ток I_р в реле. В этом случае НТТ дейст­вует как обычный трансформатор тока.

34 Характеристики плавких предохранителей, электротепловых и температурных реле

Плавкие предохранители. Наиболее распространенным электротеп­ловым элементом, используемым в устройствах защиты, является плав­кая вставка — измерительная часть плавкого предохранителя. Широкое применение плавкие предохранители получили в городских и сельских электрических сетях, на электрических станциях и промышленных предприятиях для защиты линий и потребителей электроэнергии на­пряжением до 1 кВ. Продолжают совершенствоваться предохранители для защиты элементов систем электроснабжения напряжением 6, 10, 35, 110 кВ.

Защита плавкими предохранителями эффективна только в том слу­чае, если плавкая вставка расплавляется прежде, чем температура защи­щаемого элемента системы электроснабжения достигнет недопустимых значений.

Время перегорания плавкой вставки зависит от многих факторов: длины, сечения, материала, формы исполнения, окружающих условий.

Характеристиками предохранителя являются: номиналь­ный ток плавкой вставки I_вс.ном; номинальный ток предохранителяI_пр.ном; номинальное напряжение предохранителя U_{np. ном}; номинальный ток отключения предохранителя I_пр.отк . В нормальном режиме плавкая вставка длительно нагревается током нагрузки. При этом наблюдается установившийся тепловой процесс, при котором начиная с предель­ной температуры вставки выделяемая в ней теплота полностью отдает­ся окружающей среде и температура плавкой вставки не повышается. Допустимая температура и определяет номинальный ток вставки. Но­минальным током плавкой вставки I_вс.ном называется ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы ее в нормальном режиме.

Электротепловые реле. В релейной защите и автоматике находят применение электротепловые реле, работа, которых основана на явле­ниях выделения теплоты при прохождении электрического тока. В них, в частности, используют биметаллические элементы, которые в зависи­мости от конструкции реле могут иметь непосредственный, косвенный или комбинированный нагрев.

Защитная характеристика электротеплового реле должна удовлетво­рять требованиям, предъявляемым к защитным характеристикам предо­хранителей. Необходимо отметить, что у электротепловых реле она бо­лее удовлетворительна при малых кратностях тока, чем у предохраните­лей. Однако в связи с недостаточным быстродействием электротепловое реле нельзя использовать для защиты от короткого замыкания, так как нагревательные элементы и биметаллический элемент могут сгореть раньше, чем сработает реле. Необходимо или защищать реле, включая последовательно с ним плавкий предохранитель, или, как это выполне­но у автоматических выключателей, предусматривать максимальный электромагнитный расцепитель мгновенного действия. Недостатком реле является также зависимость его защитной характеристики от окру­жающей среды.

Температурные реле обычно применяются для защиты низковольт­ных электродвигателей. Измерительной частью реле является встраи­ваемый в обмотку электродвигателя элемент (датчик), преобразующий температуру нагрева обмотки в дискретный сигнал. Применяются биме­таллические элементы и элементы из терморезисторов. Сопротивление терморезисторов при определенной температуре изменяется практиче­ски скачкообразно (уменьшается или увеличивается в зависимости от типа терморезистора). В температурных реле обычно используют термо­резисторы (позисторы), у которых сопротивление возрастает. Так, на­пример, в устройстве защиты АЗП применен позистор, сопротивление которого при допустимых температурах менее 1650 Ом. Если температу­ра превысит заданный уровень, сопротивление позистора увеличивается до 4000 Ом.