4.4. Режим роботи трансформатора струму

Режим роботи трансформатора струму – режим максимально наближений до короткого замикання його вторинної обмотки. В цьому режимі струм намагнічення незначний і досягає до 10% від значення вторинного струму. У випадку розімкнення вторинної обмотки струм намагнічення різко зростає. Як видно з розрахункової схеми (рис. 4.2) струм намагнічення стає рівним первинному струму, різко зростає магнітний потік, що викликає перегрів магнітопроводу трансформатора струму, можливу його пожежу. В цьому випадку різко зростає е.р.с. на вторинній обмотці (до тисяч вольт), що представляє небезпеку для обслуговуючого персоналу.

Тому розмикання вторинної обмотки трансформатора струму під час його роботи недопустимо!

У відповідності з ПВЕ трансформатори струму, які використовуються в схемах РЗА, повинні забезпечити наступні умови роботи:

– точну роботу пристроїв РЗА – за розрахунковим значенням струму (про його визначення детально описано в розділі 6) повна похибка ТА не повинна перевищувати 10%;

– забезпечувати надійну роботу вимірних органів РЗА у випадку протікання максимального струму трифазного к.з., коли можливе спотворення форми кривої вторинного струму;

– відсутність небезпечної для вторинного обладнання та персоналу перенапруги, яка може виникати на вторинній обмотці під час максимального режиму к.з.

4.5. Похибка трансформатора струму

Як видно з векторної діаграми приведене значення первинного струму відрізняється від вторинного струму на величину струму намагнічення. Чим менший струм намагнічення, тим вторинний струм буде наближатись до приведеного первинного, тим точніше буде працювати трансформатор струму. Величина струму намагнічення визначається насиченням магнітопроводу трансформатора струму. Вторинний струм трансформатора відрізняється від приведеного первинного як за величиною, так і за кутом. Тому можна говорити про три види похибки трансформатора струму: струмову, кутову та повну, які пов‘язані між собою. Практично всі ці похибки залежать від значення струму намагнічення . Чим більше насичення, тим менше значення величини опору (рис. 4.2), тим більше значення струму намагнічення , тим більша різниця між вторинним та приведеним первинним струмом трансформатора струму.

Насичення може наставати з ростом первинного струму, а також під час збільшення опору навантаження (рис. 4.4). В останньому випадку не тільки збільшується струм намагнічення, а і спотворюється форма кривої вторинного струму, що може привести до ненадійного спрацювання реле, приєднаних до вторинної обмотки. Як видно з рис. 4.4 похибка трансформатора струму збільшується із збільшенням первинного струму , а також із збільшенням опору навантаження – .

Рис. 4.4. Залежність вторинного струму трансформатора струму від первинного

Струмовою похибкою називається відносна різниця між значеннями приведеного первинного та вторинного струмів

(4.3)

де – номінальний коефіцієнт трансформації трансформатора струму.

Кутова похибка показує наскільки вторинний струм зсунутий відносно приведеного значення первинного струму – на рис. 4.3 це кут . Як правило, кількісно струмова та кутова похибки пов‘язані між собою – якщо струмова похибка , то і У випадку насичення магнітопроводу трансформатора струму кутова похибка зростає і за великих значень кутової похибки ( ) можлива неправильна робота деяких реле, таких як дистанційні, спрямування потужності.

Абсолютна похибка трансформатора струму визначається як відношення векторної різниці вторинного та приведеного первинного струму до приведеного первинного струму

.

(4.4)

Цей вираз справедливий лише для синусоїдального вторинного струму. Тому в загальному випадку користуються більш складним виразом

.

(4.5)

де – миттєві значення вторинного та первинного струмів, T – період промислової частоти, рівний 0,02 с.

Повна похибка завжди більша від струмової .

Як правило, абсолютною та кутовою похибкою користуються для оцінки роботи трансформатора струму в номінальному режимі ( ). Під час к.з., коли значення первинного струму є більше номінального користуються повною похибкою.

Для трансформаторів струму, які використовуються в пристроях РЗА, максимально допустима похибка за струмом складає 10%, за кутом – 7%.