3.2.3. Оптоэлектронные ипт

Стоимость обычного трансформатора тока растет примерно пропорционально квадрату напряжения, поэтому при напряжениях > 330 кВ используют ИПТ, ОИПТ. Их физическую основу представляет преобразование входного электрического сигнала на потенциале провода линии в световой, передача последнего по оптическому каналу на потенциал земли и его обратное преобразование на низком напряжении в электрический сигнал. Впервые оптоэлектронный метод измерения тока с использованием магнитооптического эффекта Фарадея был предложен Г.В. Голодолинским еще в начале 60-х годов прошлого столетия.

Существует два вида оптоэлектронных ИПТ: с внутренней и внешней модуляцией света.

А). ОИПТ с внутренней модуляцией светового потока (рис.4.2).

Используют полусферические светодиоды на инфракрасном излучении 0,9 мкм.

Недостатки:

1. Специальный блок питания;

2. Наличие ТТ;

3. Недостаточная мощность выходного сигнала для электромеханических реле;

4. Сложность схем (необходимость применения электронных и цифровых РЗ, простейшие на операционных усилителях).

Преимущества:

1. Электрическая развязка цепей, безопасность персонала;

2. Высокая точность, быстродействие, помехозащищенность;

3. Любое число независимых выходов – аналоговых и цифровых;

4. Возможность встраивать в конструкцию.

Б). ОИПТ с внешней модуляцией светового потока (рис.4.3).

Стержень из оптического стекла «тяжелый флинт», по которому пропускается линейно поляризованный свет. Плоскость колебания электрического вектора отклоняется под воздействием тока на угол, пропорциональный погрешности магнитного поля.

3.2.4. Трансформаторы постоянного тока

Принципиальная схема приведена на рис.4.4, сердечники намагничиваются двумя токами – постоянным (измеряемым) и переменным которым производят подмагничивание.

Подавая напряжение , в обмотках наводится ЭДС, уравновешивающая эту ЭДС. Действительно:

- закон изменения индукции для уравновешивания ,

где – индукция подмагничивания.

Полученные результаты представим графически на кривой намагничивания (рис.4.4). При имеем кривую 1. При имеем кривую 2.

(напряженность Н_~ создается лишь ).

Видно, что при подмагничивании ( ) возрастает. Подбором сердечников добиваются линейной зависимости .

Конструкции трансформаторов тока на U = 35...400 кВ:

На рис. 4.6 показан ТПТ - 400 (у промежуточных ТТ , ТН включаются: один на фазное, другой на линейное напряжения, чтобы провалы ТПТ сгладились).

3.2.5. Дискретные тт

В настоящее время информация о первичных токах передается к защите от ИП в аналоговой форме. Дискретные же сигналы менее чувствительны к помехам, особенно промышленной частоты, не предъявляют таких жестких требований, как аналоговые, к сопротивлению вспомогательных проводов. Использование дискретной формы передачи сигналов возможно и при обычных электромагнитных ТТ, при добавлении к ним на выходе аналого-дискретных преобразователей. В этом случае используют импульсные сигналы, длительности которых зависят от контролируемых величин, а один из фронтов импульса отображает фазу тока (реле тока на базе реле времени), а также числоимпульсные сигналы, после длительности импульса, количество которых зависит от контролируемых величин (реле тока счетчика импульсов). Информация о мгновенных токах с большой частотой дискретизации передается последовательным двоичным кодом (12-14 разрядов) по оптоволоконному каналу на расстояние около 300 м на микропроцессорные устройства защиты.

Маркировка ТТ…