4.10.2. Загальна схема розрахунку струму спрацювання
Для правильного вибору струму спрацювання захисту необхідно знати максимальне значення разрахункового струму небалансу, цей струм визначається для двох характерних режимів:
1) включення ТФ під напругу;
2) зовнішнє КЗ.
Розглянемо ці випадки окремо, при цьому врахуємо, що, оскільки два ТС мають різні коефіцієнти трансформації, розрахунок захисту спочатку ведуть не за фактичним струмом небалансу, який протікає у вимірювальних колах, а за його первинним математичним еквівалентом для будь-якої однієї сторони ТФ, наприклад для живлення.
1. При включенні ТФ під напруги або при відновлюванні на них напруги після відключення зовнішнього КЗ в обмотці, яка живить ТФ, виникає різкий стрибок струму намагнічування, який має затухаючий характер. Різке зростання струму намагнічування пояснюється тимчасовим насиченням магнітопроводу ТФ через те, що при включенні ТФ напруга на ньому з’явилась раптово, і повинен відбутися перехідний процес, перш ніж ТФ вийде на номінальний режим роботи (рис. 5).
Рис. 5. Зміна струму намагнічування при включенні ТФ під напругу
Пік струму намагнічування, що має місце в першу мить після включення ТФ під напругу, у 6-8 разів більший від первинного номінального струму:
,
(2.1)
де індекс “max” відноситься до випадку ТФ з регульованим коефіцієнтом трансформації.
Різними інженерними засобами, такими як витримка часу або застосування НТС, які детально будуть розглянуті далі, вдається в кілька разів знизити вплив стрибка струму намагнічування на роботу схеми захисту. В результаті струм спрацювання захисту відстроєний від струму небалансу при включенні ТФ під напругу
,
(2.2)
де
залежно від прийнятих інженерних засобів
=1,3...4,5;
штрихом
тут і далі помічено значення, приведені
до сторони живлення
ТФ.
2. При зовнішніх КЗ струм небалансу складається з кількох компонентів.
По-перше, як і у випадку ДСЗ ліній або генераторів, має місце струм небалансу за рахунок похибок ТС:
,
(2.3)
де
= 0,1 - гранична гарантована
заводом-виготовлювачем похибка ТС;
-
коефіцієнт однотипності, який тут
вибирається максимальним (
=1)
зважаючи на істотну різницю умов роботи
і відповідно конструкцій ТС, які
встановлюються зі сторін ВН і НН ТФ;
=
1…2 - коефіцієнт аперіодичності, який
враховує початковий момент зовнішнього
КЗ, яке підмагнічує ТС і збільшує його
похибку понад 0,1.
По-друге,
конструкція ТФ
може
припускати
регулювання
коефіцієнта
трансформації. Це міняє співвідношення
між
первинними
струмами
,
і порушує баланс вторинних струмів
,
.
Відповідна
компонента струму небалансу
пропорційна
діапазону
відносної зміни напруги в одну сторону
від середньої номінальної:
.
(2.4)
Третьою є компонента струму небалансу, яка викликана неточним зрівноваженням вторинних струмів у зв’язку з дискретністю шкали коефіцієнтів трансформації ТС:
.
(2.5)
У гіршому випадку всі три розглянуті складові додаються арифметично:
.
(2.6)
Відповідно струм спрацювання захисту
,
(2.7)
де =1,3.
З
двох значень струму спрацювання захисту,
розрахованих відповідно за стрибком
струму намагнічування при включенні
ТФ (
,
формула (2.2)) і за режимом зовнішнього
КЗ (
,
формула (2.7)) вибирається більше значення
,
(2.8)
яке закладається в подальші розрахунки.
Правильність
вибору
перевіряється за критерієм чутливості.
Згідно з ПВЕ ДСЗ повинен забезпечувати
(2.9)
Якщо
чутливість не забезпечується, застосовують
додаткові інженерні засоби зниження
впливу стрибка струму намагнічування
та зовнішнього КЗ, які дозволяють
зменшити
і тим самим збільшити
.
За
вибраним та перевіреним первинним
струмом
знаходять вторинний струм
:
,
(2.10)
де
- коефіцієнт трансформації ТС на тій
стороні ТФ, для якого розрахований струм
,
- коефіцієнт, який враховує схему
з'єднання ТС на тій самій стороні: при
їх з'єднанні “зіркою”
=1,
а для з’єднання “трикутником”
=
.