4.6. Умовне та позиційне позначення трансформатора струму

Умовне та позиційне позначення трансформатора струму наведене на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Умовне та позиційне позначення трансформатора струму

Початок та кінець первинної обмотки позначається літерами Л₁ та Л₂, початок та кінець вторинної обмотки И₁ та И₂. Маркування полярності обмоток ТА здійснюється наступним чином. Початок та кінець первинної обмотки маркується довільним чином. А за початок вторинної обмотки И₁ береться такий вивід, щоб напрямок струму в первинній обмотці від Л₁ до Л₂ співпадав з напрямком струму від И₁ до реле, яке увімкнене у вторинній обмотці. Тобто, струм у вторинному колі повинен бути синфазним з первинним струмом. Це ілюструється на рис. 4.6. Таке маркування полегшує аналіз роботи пристроїв РЗА – напрямки струмів у вторинному колі співпадаються з напрямками струмів у первинному колі.

Рис. 4.6. Полярність обмоток трансформатора струму

4.7. Схеми з‘єднання обмоток трансформаторів струму

В залежності від призначення пристроїв РЗА існують різні схеми з‘єднання обмоток ТА. Схеми з‘єднання обмоток ТА необхідно враховувати під час розрахунку параметрів спрацювання пристроїв РЗА – уставок спрацювання, а також під час розрахунку коефіцієнтів чутливості. Тому вводиться таке поняття, як коефіцієнт схеми:

.

(4.6)

де – струм, який протікає в обмотці реле, наприклад, в нормальному режимі; – значення струму у вторинній обмотці трансформатора струму, до якого приєднане дане реле, в цьому ж режимі.

На практиці зустрічаються наступні схеми з‘єднання обмоток ТА:

• схема повної зірки (рис. 4.7а). Ця схема дозволяє контролювати всі фазні струми, а також струм нульової послідовностей (реле КА4). Тому така схема застосовується для пристроїв РЗ, які реагують на всі види к.з. Коефіцієнт схеми за такого з‘єднання вторинних обмоток та реле становить Чутливість такої схеми до всіх видів міжфазних к.з. є однаковою;

• двофазна дворелейна схема (рис. 4.7б) дозволяє безпосередньо контролювати струми в фазах А та С. Тому ця схема знайшла своє застосування в мережах з ізольованою нейтраллю для захистів від міжфазних к.з. Коефіцієнт схеми, як і попередньої, становить 1. Чутливість її до різних видів к.з. є різною – до двофазних к.з. між фазами А та В чи С та В є в два рази гірша, ніж до двофазного к.з. АС чи трифазного к.з.;

• двофазна трирелейна схема (рис. 4.7в) за чутливістю є аналогічна до схеми повної зірки (рис. 4.7а), але може застосовуватись лише для захистів від міжфазних к.з. Коефіцієнт схеми рівний 1. Застосовується, як і попередня схема, в мережах з ізольованою нейтраллю;

• однорелейна схема ввімкнення ТА на різницю струмів двох фаз – схема „вісімки” (рис. 4.7г) застосовується в основному в схемах захисту двигунів невеликої потужності та для живлення випростувальних пристроїв, які в свою чергу застосовуються для живлення оперативним струмом пристроїв РЗА. Коефіцієнт схеми становить ;

• схема з‘єднання вторинних обмоток ТА в трикутник (рис. 4.7д). Ця схема застосовується в схемах диференційних захистів трансформаторів для ліквідації фазового зсуву між струмами в плечах захисту (про це детально розглядається в розділі „Диференційні захисти трансформаторів”). Але в цьому випадку зростає опір навантаження у вторинній обмотці трансформаторів струму. Застосування диференційних захистів, виконаних на цифровій основі, дозволяє ліквідовувати фазовий зсув алгоритмічно. Тому в цих випадках застосовується схема з‘єднання вторинних обмоток ТА в зірку. Коефіцієнт схеми з‘єднання вторинних обмоток ТА в трикутник становить ;

• схема з‘єднання вторинних обмоток ТА в фільтр струму нульової послідовності (рис. 4.7е). За паралельного з‘єднання вторинних обмоток всіх трьох трансформаторів струму в реле буде протікати струм, пропорційний струму нульової послідовності . Тому така схема може застосовуватись для захистів, які реагують на короткі замикання на землю. На практиці ця схема застосування не знайшла, тому що отриманий таким чином струм нульової послідовності містить значну похибку. Враховуючи, що похибка кожного лінійного трансформатора струму складає 10%, теоретично похибка у визначенні струму нульової послідовності, отриманого за такою схемою, може складати 30%.

Рис. 4.7. Схеми з‘єднання обмоток трансформаторів струму та реле

Крім схем з‘єднання наведених на рис. 4.7 на практиці зустрічається послідовне з‘єднання вторинних обмоток ТА (рис. 4.8а) та паралельне з‘єднання вторинних обмоток ТА (рис. 4.8б).

Послідовним з‘єднанням трансформаторів струму називається таке з‘єднання, за якого кінець вторинної обмотки першого трансформатора струму И₂ приєднується до початку вторинної обмотки И₁ другого трансформатора струму. За послідовного з‘єднання коефіцієнт трансформації не змінюється, а опір навантаження на кожен трансформатор зменшується в два рази. Для послідовного з‘єднання необхідно використовувати однотипні трансформатори струму з однаковими номінальними вторинними струмами.

Паралельним з‘єднанням називається таке з‘єднання вторинних обмоток, коли З‘єднуються однойменні затискачі вторинних обмоток – И₁ першого ТА та И₁ другого ТА та відповідно И₂ першого ТА та И₂ другого ТА. За паралельного з‘єднання в два рази зменшується коефіцієнт трансформації, а опір навантаження на кожен трансформатор збільшується відповідно у два рази.

Рис. 4.8. Схеми паралельного та послідовного з‘єднання вторинних обмоток трансформаторів струму

Під час налагодження пристроїв РЗА здійснюється перевірка правильності виконання схеми з‘єднань вторинних обмоток ТА та реле.

Перевірка повної схеми з‘єднання трансформаторів струму та реле здійснюється від незалежного джерела струму. Для цього необхідно з‘єднати первинні кола трансформаторів струму у відповідну схему за допомогою тимчасових з‘єднувальних провідників і подати на них струм від незалежного джерела струму. Рекомендується подавати незначний струм (порядку 10% від номінального). Після цього приладом, наприклад, ВАФ-85, необхідно здійснити вимірювання струмі та їх фаз у всіх вітках вторинних кіл трансформаторів струму. Для кожної конкретної схеми з‘єднання вторинних обмоток ТА з‘єднувальні провідники повинні встановлюватись таким чином, щоб ні одній вітці вторинних кіл у випадку правильного з‘єднання струм не був рівним нулю.

Для прикладу розглянемо, яким чином здійснюється перевірка з‘єднання струмових кіл двофазної трирелейної схеми (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Перевірка повної схеми з‘єднання обмоток трансформаторів струму та реле

Від джерела живлення J подається струм , який буде протікати через первинні обмотки трансформаторів струму. У випадку правильного з‘єднання обмоток ТА у вторинних провідниках, де встановлені реле КА1 та КА2, будуть протікати струми , в нульовому провіднику, де розміщене реле КА3, буде протікати подвоєне значення цього струму. У випадку ,наприклад, помилкового визначення полярності вторинної обмотки одного з ТА, струм в нульовому провіднику буде рівний нулю.