9.2.3. Меры по выравниванию вторичных токов

9.2.3.1. Компенсация сдвига токов i1 и i2 по фазе

Выравнивание вторичных токов в плечах защиты по фазе осуществляется соединением в треугольник вторичных обмоток трансформаторов тока, установленных на стороне звезды силового трансформатора (см. рис. 9.2.3.).

Такой способ обеспечивает компенсацию сдвига фаз не только при симметричной нагрузке и трехфазных КЗ, но и при любом несимметричном повреждении.

9.2.3.2. Выравнивание величин токов i1 и i2

Выравнивание величин вторичных токов в плечах дифференциальной защиты осуществляется подбором коэффициентов трансформации n_T1 и n_T2 трансформаторов тока и параметрами, специально для этой цели установленных, промежуточных автотрансформаторов или трансформаторов (см. рис. 9.2.4.).

Коэффициенты трансформации n_T1 и n_T2 выбираются таким образом, чтобы вторичные токи в плечах защиты, по возможности, совпадали I₁=I₂ (рис. 9.2.4. а)).

Рис. 9.2.4.

При соединении обмоток силового трансформатора Y/Y:

(9.1.)

где: N – коэффициент трансформации силового трансформатора.

При соединении обмоток по схеме Y/:

Ток в плече, подсоединенном к трансформаторам тока включенным в треугольник , а в плече присоединенном к трансформаторам тока, соединенным в звезду , с учетом этого:

(9.2.)

Задаваясь одним из коэффициентов трансформации, например n_TII можно найти, пользуясь выражениями (9.1.) или (9.2.), расчетное значение второго n_TI , но он, как правило, получается нестандартным. Используют трансформатор тока с стандартным значением коэффициента трансформации, ближайшим к расчетному значению, а компенсация оставшегося неравенства вторичных токов осуществляется с помощью выравнивающих автотрансформаторов или трансформаторов

Использование автотрансформатора (см. рис. 9.2.4. б)):

Коэффициент трансформации автотрансформатора n_a подбирается так, чтобы его вторичный ток I_2a был равен току I₁ в противоположном плече защиты: (9.3.)

Использование трансформатора (см. рис. 9.2.5.):

В данном случае используется промежуточный компенсирующий трансформатор с тремя первичными обмотками: _y1 и _y2 - уравнительные, включаются в плечи защиты; _∂ - дифференциальная, включаемая на разность токов I₁–I₂. Вторичная обмотка ₂ питает дифференциальное реле КА.

Число витков обмоток подбирается из условия:

(9.4.)

9.2.4. Токи небаланса в дифференциальной защите

9.2.4.1. Общие сведенья

При внешних КЗ и нагрузке обеспечить полный баланс вторичных токов, поступающих в реле не удается:

I_нб = I₁ – I₂ (9.5.)

В общем случае ток небаланса можно разложить на ряд составляющих:

I_нб = I_нб.ТА + I_нб.рег+ I_нб.ком+ I_нб.нам (9.6.)

где: I_нб.ТА – ток небаланса из-за погрешностей трансформаторов тока;

I_нб.рег – погрешность при изменении коэффициента трансформации N силового трансформатора;

I_нб.ком – ток небаланса из-за неточности компенсации токов в плечах защиты;

I_нб.нам – составляющая, вызванная наличием тока намагничивания I_нам у силового трансформатора.

Составляющая I_нб.ТА имеет наибольшую величину и является основной:

I_нб.ТА = I_IIнам – I_Iнам (9.7.)

где: I_Iнам, I_IIнам - токи намагничивания трансформаторов тока.

I_нб.рег - Компенсация неравенства первичных токов, осуществляемая с помощью компенсирующего трансформатора или вспомогательного автотрансформатора, обеспечивается при определенном значении коэффициента трансформации силового трансформатора N. Этот коэффициент может изменяться, особенно значительно у силовых трансформаторов оснащенных РПН. Обычно параметры компенсирующих устройств подбираются для среднего значения N. При отклонении от него на N появляется ток небаланса:

(9.8.)

где: I_скв - сквозной ток, протекающий через трансформатор.

I_нб.ком - Появляется в тех случаях, когда регулирующие возможности компенсирующих устройств не позволяют подобрать расчетные значения _y или n_a, необходимые для полной компенсации.

I_нб.нам - Ток намагничивания I_нам силового трансформатора нарушает расчетное соотношение между первичным и вторичным токами силового трансформатора:

I_нб.нам = I_нам (9.9.)

В нормальном режиме I_нам составляет 1–5% от I_ном. Ток намагничивания резко возрастает при увеличении напряжения на трансформаторе, при КЗ ток намагничивания резко уменьшается.