1.Типовые схемы соединений трансформаторов тока

Для нахождения токораспределения в схеме сначала показываются положительные направления первичных токов при рассматриваемом виде КЗ, затем наносятся стрелки вторичных токов в ТТ и производится геометрическое сложение или вычитание векторов, если это необходимо.

1.1. Схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в полную звезду

а) симметричный режим

Рис.1. Схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в полную звезду, векторная диаграмма токов, протекающих через реле.

Через вторичную обмотку фазы А трансформатора тока (ТТ) протекает фазный ток I_a= I_А/k_тт, где k_тт – коэффициент трансформации трансформатора тока . Этот же ток протекает через реле Р_а ,т.е. I_Рa = I_a .

Для других фаз аналогично: I_Рb = I_b , I_Рc = I_c.

Коэффициент схемы k_сх =I_P /I_ф =_Р_2тт =1.

В нулевом проводе протекает геометрическая сумма токов реле всех фаз

= 3 = ,

,

где - ток в нулевом проводе;

- ток нулевой последовательности.

Составляющие нулевой последовательности имеют место при замыканиях на землю (одно- и двухфазных) или при обрыве одной или двух фаз. В случае междуфазного замыкания составляющие нулевой последовательности (токи и напряжения) равны нулю.

При симметричном нагрузочном режиме и симметричном трехфазном КЗ в реле Р₀ ток отсутствует (но существует небольшой ток небаланса).

б) двухфазное КЗ

При двухфазном КЗ ток проходит только в двух поврежденных фазах, ток в неповрежденной фазе отсутствует (I_a= 0). В соответствии с законом Кирхгофа

, , ,

токи в реле ,тогда в нулевом проводе, т.е. в реле Р₀ , ток будет отсутствовать

= 3 = .

Реле Р₀ не будет реагировать на междуфазные КЗ, коэффициент схемы k_сх =1.

в) двухфазное КЗ на землю в схеме с заземленной нейтралью

При двухфазном КЗ на землю ток проходит в двух реле (в поврежденных фазах). В нулевом проводе (рис.1.1) проходит геометрическая сумма этих токов, отличная от нуля, что видно из векторной диаграммы, т.е. =3 = + .

Коэффициент схемы k_сх =1.

г) однофазное КЗ в схеме с заземленной нейтралью

Ток в нулевом проводе

= 3 = .

При однофазном КЗ (ОЗЗ) ток проходит только по одной поврежденной фазе, по одному реле и замыкается по нулевому проводу. Коэффициент схемы. k_сх =1.

1.2. Схема соединения тт в треугольник, а обмоток реле в звезду

а) симметричный режим

При симметричной нагрузке и трехфазном КЗ в каждом реле проходит ток, в раз больший вторичного тока соответствующей фазы _ф и сдвинутый относительно него на угол -30⁰. Поскольку обмотки реле соединены в звезду, этот ток является линейным.

Рис.2. Схема соединения трансформаторов тока в треугольник и обмоток реле в полную звезду, векторная диаграмма токов в реле.

В рассматриваемой схеме ток в реле при трехфазных симметричных режимах в √^‾3 больше тока в фазе _ф (вторичного тока ТТ), поэтому коэффициент схемы равен:

k_cх_Р/_2тт= √^‾3_2тт /_2тт =√^‾3.

В таблице 1 приведены значения токов при других видах КЗ в предположении, что коэффициент трансформации трансформатора тока равен единице k_тт = 1.В соответствии с этим ток в фазе вторичной обмотки ТТ равен току фазы в первичной обмотке: I_а = I_A,

I_b = I_В, I_с = I_С .

Токи в реле при симметричном режиме равны геометрической разности вторичных токов соответствующих фаз вторичных обмоток

I_Рa = I_a - I_b = I_A – I_B, I_Рb = I_b - I_с = I_B – I_C , I_Рc = I_c - I_a = I_C – I_A.

Таблица1.

Вид КЗ	Поврежденные фазы	Токи в фазах	Токи в реле
			IРa	IРb	IРc
Двухфазное	А, В	IB = - IA IС = 0	2IA	IB	-IA
	В, С	IС = - IВ IА = 0	-IB	2IB	IC
	С, А	IА = - IС IВ = 0	IA	-IC	2IC
Однофазное	А	IА = IК IВ = 0, IС = 0	IA	0	-IA
	В	IВ = IК IА = 0, IС = 0	-IB	IB	0
	С	IС = IК IВ = 0, IА = 0	0	-IC	IC