Небаланс від струму намагнічення трансформатора

Для трансформаторів приведене значення вторинного струму відрізняється від значення первинного струму на величину струму намагнічення, який визначають як

(8.21)

де – первинний та вторинний струми силового трансформатора; – коефіцієнт трансформації силового трансформатора.

Під час увімнення ненавантаженого трансформатра під напругу по його обмотці зі сторони живлення буде протікати значний струм – струм намагнічення. Величина його може досягати . В той же час у вторинній обмотці трасформатора струм відсутній. Тому в обмотці вимірного органу захисту реле КА буде протікати струм тільки від одного плеча захисту, який може привести до хибного спрацювання захисту, тому що увімкнення ненавантаженого трансформатра під напругу є нормальним режимом і захист не повинен працювати.

Відлагодження від хибного спрацювання захисту в цьому режимі здійснюється за рахунок застосування спеціальних реле РНТ-565, ДЗТ-11, ДЗТ-20. Особливості та принципи роботи цих реле розглянуто в наступних розділах.

Небаланс від різних схем з’єднання обмоток силового трансформатора

В трансформаторах зі з’єднанням обмоток за схемою напруги та струми однойменних фаз на стороні високої та низької напруг відрізняються як за величиною, так і за фазою (рис. 8.8б).

Можна підібрати трансформатори струму на стороні високої та низької напруг трансформатора таким чином, щоб вторинні струми за величиною зрівнялися. Але фазовий зсув лише цим не ліквідується (рис. 8.8с).

Рис. 8.8. Векторні діаграми струмів силового трансформатора та вторинних струмів трансформаторів струмів

Тому для компенсації фазового зсуву струмів силового трансформатора трансформатори струму на сторонах високої та низької напруг з’єднують за різними схемами.

На стороні силового трансформатора, де його обмотки з’єднані в зірку, вторинні обмотки трансформаторів струму з’єднують в трикутник; а на стороні, де обмотки силового трансформатора з’єднані в трикутник, вторинні обмотки трансформаторів струму з’єднують в зірку (рис. 8.9).

Р ис. 8.9. Схема з’єднання трансформаторів струму та векторні діаграми струмів для кіл диференційного захисту

Як видно з рис. 8.9.б, для з’єднання вторинних обмоток трансформаторів струму як на рис. 8.9а, вторинні струми та ; та ; та співпадають за фазою.

На рис. 8.9 приведено векторні діаграми режиму симетричного навантаження трансформатора чи трифазного к.з.. Компенсація зсувів фаз між струмами однойменних фаз трансформатора забезпечується і для несиметричних к.з. та для несиметричного навантаження. Це можна довести, застосовуючи метод симетричних складових, коли будь-яку несиметричну систему трифазних струмів розкладають на симетричні системи струмів прямої, оберненої та нульової послідовностей. Струми прямої та оберненої послідовностей утворюють симетричні системи. Тому векторні діаграми рис. 8.9 є справедливими як для струмів прямої, так і для струмів оберненої послідовностей.

Струми нульової послідовності з’являються в обмотках силового трансформатора під час к.з. на землю не тільки в трансформаторі, а і в будь-якій точці гальванічно зв’язаної мережі. Розподіл струмів нульової послідовності та векторні діаграми цих струмів показані на рис. 8.10.

Струми нульової послідовності будуть протікати через обмотки трансфоматора у випадку, коли нейтраль обмотки, з’єднаної в зірку, заземлена. В такому випадку в обмотці трансформатора, з’єднаній в трикутник будуть циркулювати струми нульової послідовності , , однакові за величиною і співпадаючі за фазою. Тому за межі трикутника вони виходити не будуть – В обмотці трансформатора, з’єднаній в зірку з заземленою нейтраллю, в кожній фазі будуть протікати струми нульової послідовності, одинакові за величиною та співпадаючі за фазою Вони будуть трансформуватись у вторинні обмотки трансформаторів струму з деякими похибками. Оскільки вторинні обмотки трансформаторів струму з’єднані в трикутник, струми нульової послідовності з контуру трикутника витікати не будуть. Тому В обмотці реле буде незначний струм небалансу, величина якого буде визначатись похибками трансформаторів струму.

Таким чином, за наявності однофазного короткого замикання на землю в будь-якій точці гальванічно з’єднаної мережі з заземленими нейтралями, завдяки відповідному з’єднанню трансформаторів струмів (рис. 8.10), диференційний захист трансформатора хибно працювати не буде.

Рис. 8.10. Розподіл струмів нульової послідовності в схемі диференційного захисту трансформатора