2.1.Измерительныетрансформаторытока

Электромагнитныеизмерительныетрансформаторытока(ТТ)являютсянаиболеераспространеннымвидомпервичныхизмерительныхпреобразователейинформациидлярелейнойзащитыоКЗ.Трансформаторытокаврелейнойзащитепозво-ляют:изолироватьцепирелейнойзащитыотвысокогонапряже-нияпервичнойцепи,получитьстандартныеноминальныевто-ричныетоки5или1А,создатьразличныесхемысоединенийвторичныхобмотокТТиобмотокрелетока.

ЗажимыобмотокТТмаркируются(рис.2.1,а),таккакважнознатьодноименныеихвыводы.ПринявпроизвольнозаначалоНпервичнойобмоткилюбойзажим,заначалонвторичнойоб-

^{моткипринимаютзажим,изкоторогомгновенныйтокi}₂

на-

_{правляетсявовнешнююцепьвтотмоментвремени,когдапер-}

^{вичныйток i}₁

направленотначалаHкконцуК.Заводы-

_{изготовителиобозначаютначалоиконецпервичнойобмоткиТТ}

^Л₁^и

^Л₂^{,аначалоиконецвторичнойобмотки–}

^И₁^и

^И₂^.

Вэтомслучае,обходяпозамкнутомуконтурумагнитопро-

_{водаипренебрегаянамагничивающимтоком,получаем}

^I&₁^w₁^−I&₂^w₂⁼⁰

или

^I&₂

^=I&₁^×(w₁^/w₂^)=I&₁^/K_I

^=I&₁^′,

где

^K_I^=w₂^/w₁

–коэффициенттрансформацииТТ;

^I&₁^′

–пер-

вичныйток,приведенныйкчислувитков

^w₂^{.Наупрощенной}

векторной диаграмме (рис.2.1,б) приведенный первичный ивторичныйтокисовпадают.

Трансформатортока(рис.2.1,в)состоит:изпервичнойобмотки

^w₁^{,включаемойпоследовательновцепьконтролируемоготока;}

вторичнойобмотки

^w₂^{,замкнутойнасопротивлениенагрузки}

Z_н,состоящеевосновномизсопротивленийпоследовательновключенныхэлементовУРЗисоединительныхпроводов;маг-нитопровода1,спомощьюкоторогоосуществляетсямагнитнаясвязьмеждуобмотками.

H I₂

_{I1 н}

Ф

I₁ 1

₁

^I_{1 Ф}

TA ^Z_Н

к

K

а)

_.'

H

KI₂₌I₁

н

Z_Н

к

I

_б)

²

_.

T

^E₁ ^Ф₂

^w₁

^E₂

^w₂

в)

_.

I₁

Z

_'

¹

H

'

_.

^I_НАМ

_'

^I₂

^Z₂

н

^E₂ Z_Н

^jI₂^(X₂^+X_Н⁾

_.

^E_{2 .}

^I₂^(R₂^+R_Н⁾

_.

^I₂

'

_.

^I_НАМ

^{K Z}_{НАМ к}

г)

_{. .}

'

'

_δ

^{γ I}_НАМ ^I₁

_{д) .}

^Ф_T

17

Рис.2.1. Кпояснениюработытрансформаторовтока:а–обозначениеТТ;б–упрощеннаявекторнаядиаграмма;в–принципустройства;г–схемазамещения;д–векторнаядиаграмма

Первичныйток

^I₁^{,проходящийповиткампервичнойоб-}

мотки

^w₁^,иток

^I₂^{,индуцированныйвовторичнойобмотке}

^w₂^,

создаютмагнитодвижущиесилы(МДС)

^I₁^w₁^и

^I₂^w₂^{,которые}

^{вызываютсоответственномагнитныепотокиФ}₁

^иФ₂^,замы-

кающиесяпомагнитопроводу1.Намагничивающиесилыисоз-даваемыеимимагнитныепотокисучетомихположительныхнаправлений,показанныхнарис.2.1,в,геометрическивычита-

ются,образуярезультирующуюМДС

^I_нам^w₁

ирезультирующий

^{магнитныйпотоктрансформаторатокаФ}_т^:

^I&₁^w₁^−I&₂^w₂

^Ф&₁^−Ф&₂

^=I&_нам^w₁^;

^=Ф&_т^.

Поток

^Ф_т^{,называемыйрабочимилиосновным,пронизыва-}

етобеобмоткиинаводитвовторичнойобмоткеЭДС

раясоздаетвзамкнутойцепивторичнойобмоткиток

E_2,кото-

^I₂^.Поток

^Ф_т^{создаетсяМДС}

^I_нам^w₁

и,следовательно,током

^I_нам^.По-

следнийявляетсячастьютока

_{щимтоком.}

I_1иназываетсянамагничиваю-

СучетомрассмотренияпринципадействияТТнарис.2.1,г

_{приведенаегосхемазамещения,вкоторойпринято,чтопервич-}

ныйток

^I₁^{′инамагничивающийток}

^I_н^′_ам^{,атакжесопротивле-}

нияпервичнойобмотки

^Z₁^{′иветвинамагничивания}

^Z_н^′_ам

при-

_{веденыкчислувитковвторичнойобмотки:}

^I&₁^′=I&₁^/K_I^;

^I&_н^′_ам

^=I&_нам^/K_I^;

^Z₁^′=Z₁^×K_I^2;

^Z_н^′_ам

^=Z_нам

^×K_I^2.

Векторнаядиаграмматрансформаторатока(рис.2.1,д)по-

_{строенанаоснованииегосхемызамещения.Заисходныйвектор}

принят

^I&₂^{.ЭДС,индуцируемаявпервичнойивторичнойоб-}

мотках,равна:

_E&₂

^=I&₂^×⎡_⎣(^R₂^+R_н)⁺

^j₍^X₂^+X_н)^⎤_⎦^.

Соответствующиймагнитныйпоток

^Ф_т^=E₂^/(4,44⋅f

^⋅w₂⁾

отстаетот

^E₂^наугол

^π/2

^{(потокФ}_т

показанотстающим,так

какегоусловноеположительноенаправлениенарис.2.1,впри-

_{нятопротивоположнымопределяемомуправилом"буравчика").}

Покривойнамагничивания

^Ф_т⁼

^f(I_н^′_ам⁾

дляданногозначения

^Ф_т ^{находитсяприведенныйнамагничивающийток}

^I_н^′_ам^,сме-

^{щенныйотносительнопотокаФ}_т

^{науголγ,определяемыйпоте-}

рямивстали.Приведенныйпервичныйтокравенсуммеприве-

_{денногонамагничивающегоивторичноготоков:}

^I&₁^′

^=I&₂^+I&_н^′_ам^.

_{Значениевторичноготоказависитоткратностипервичного}

тока

^K=I₁^/I_1ном

^(I_1ном

–номинальныйпервичныйтокТТ)и

сопротивлениянагрузки

^Z_н^{.СувеличениемКи}

^Z_н^{вторичный}

токуменьшаетсяпосравнениюсозначением

^I&₁^′

из-заувеличе-

ния намагничивающего тока

^I&_н^′_ам^{. Необходимая точность}

_{трансформацииобеспечиваетсяработойТТврежиме,близкомк}

короткомузамыканиювторичнойобмотки

^w₂^{,т.е.снебольшим}

^Z_н^{.Приразмыканиивторичнойобмотки}

^I₁^=I_нам

^потокФ_т

_{резковозрастаетимгновенныезначенияЭДСвовторичнойоб-}

^моткее₂

могутоказатьсянедопустимобольшими,чтоможет

вызватьпробойизоляцииобмотки

^w₂^{ивыходизстрояТТ.}