Название: Краткая характеристика испытываемой защиты - (автор неизвестен)

Жанр: Технические

Просмотров: 1213


Бросок намагничивающего тока трансформатора

 

Подпись: а




б
Рис. 1.2. Характер изменения тока намагничивания для однофазного трансформатора



Бросок намагничивающего тока (БТН) может возникнуть при подаче напряжения на защищаемый трансформатор с одной из сторон или при восстановлении напряжения после отключения внешнего КЗ. Величина БТН может достигнуть десятикратного значения номинального тока и характеризуется, как правило, медленным затуханием апериодической слагающей, обусловливающей однополярность тока (рис. 1.2,а). При нормальной работе значения намагничивающих токов при современных марках трансформаторной стали обычно не превосходят  0,02, т.е. БТН возрастает на два порядка [1]. БТН воспринимается защитой как КЗ в зоне ее действия при одностороннем питании

(рис. 1.3). Поэтому дифференциальная защита должна быть отстроена от БТН. Однако отстройка от них путем увеличения тока срабатывания защиты () делает защиту малочувствительной.

 

 

Одним из способов отстройки от однополярных БТН является применение промежуточных насыщающихся трансформаторов тока (НТТ).

Принципиальная схема простейшего НТТ приведена на рис. 1.4. Первичная обмотка () включается в дифференциальную цепь, вторичная () питает электромагнитное или другое реле. Ток в реле зависит однозначно от величины ЭДС на зажимах вторичной обмотки НТТ. Среднее значение ЭДС определяется по выражению

                         ,                                         (1.3)

где  – число витков вторичной обмотки НТТ;  – сечение магнитопровода НТТ, м2; – период промышленной частоты, с;  – абсолютное приращение индукции за период, Тл.

Определим  при разных по величине и форме токах в первичной обмотке НТТ, учитывая, что НТТ могут иметь значительную остаточную индукцию () любого знака (рис. 1.5).

 

а                                                                                                                           б

 

Рис. 1.5. Принцип быстронасыщающегося трансформатора тока

 

При однополярных токах максимально возможной величины и остаточной индукции неблагоприятного знака абсолютное приращение индукции за период

    ,                                      (1.4)

где – индукция насыщения.

При благоприятной остаточной индукции, а также в каждый последующий период, величина  будет меньше

                .                                                  (1.5)

При протекании в первичной обмотке НТТ синусоидального тока, равного току срабатывания (на рис. 1.5,б – ), приращение индукции за период

равно

                             ,                                                       (1.6)

где  – индукция срабатывания.

Таким образом, отстройка от однополярного БТН обеспечивается, если

                              > .                                                   (1.7)

При этом обеспечивается отстройка и от тока небаланса в переходных режимах внешних КЗ, так как он, несмотря на значительную величину, соизмеримую с однополярным БТН, полностью смещен относительно оси времени.

Максимально возможное приращение индукции при синусоидальном токе внутреннего КЗ составляет (рис. 1.5,б)

                                           .                                               (1.8)

 

Поэтому вторичный коэффициент чувствительности  всегда меньше 2, что является серьезным недостатком всех реле с НТТ.

Кроме того, наличие апериодической составляющей в токе внутреннего КЗ может вызвать задержку в срабатывании защиты. Величина задержки может достигать 150 мс.

Однако НТТ не способен полностью отстроить защиту от БТН по следующим причинам:

В одной из фаз трансформатора возможно появление периодического (разнополярного) БТН. Амплитуда этого броска достигает двухкратного значения по отношению к номинальному току.

Даже при наличии однополярного БТН во всех фазах при насыщении трансформаторов тока условия трансформации апериодической составляющей тока существенно ухудшаются. Во вторичном токе трансформаторов тока появляются отрицательные полуволны (см. рис. 1.2). Поэтому дифференциальная защита трансформатора с реле типа ДЗТ имеет достаточную отстройку от БТН только при условии, если

 > .