Лаборна 1 Юхимчук

Рис. 1.11. Схема досліду перевірки правильності з’єднанння вторинних обмоток ТС

а) з’єднання однойменних затискачів; б) з’єднання різнойменних затискачів.

З’єднаємо між собою однойменні затискачі виводів вторинних обмоток ТС (рис. 1.11,а) і побудуємо векторну діаграму струмів. При умові симетрії навантаження модуль вектора суми струмів рівний векторам складових. Відповідно правильно з’єднавши вторинні обмотки ТС отримаємо:

І1 = І2 = І3

Тепер з’єднаємо між собою різнойменні затискачі вторинних обмоток ТС (рис.1.11,б). Модуль вектора різниці струмів рівний модулю вектора одного з вторинних струмів (при симетрії режиму), помноженому на √3.

Відповідно при з’єднані різнойменних затискачів вторинних обмоток ТС

Контрольні запитання

1. Призначення ТС в пристроях релейного захисту.

ТС в пристроях релейного захисту (ТС - це скорочення від "трансформатор струму") використовується для вимірювання струму, який проходить через електричний провід або провідник у системі електророзподілу чи

енергосистеми. Призначення ТС в пристроях релейного захисту включає наступні аспекти:

1.Вимірювання струму: Основною функцією ТС є вимірювання струму, що протікає через провід чи лінію. Це важливо для визначення поточного стану системи та виявлення надмірних струмів, які можуть вказувати на несправність або перевантаження.

2.Захист від короткого замикання: ТС використовується для виявлення коротких замикань у системі, коли струм різко збільшується. Релейний захист може використовувати інформацію від ТС, щоб відключити ділянку системи або виконати інші захисні дії для запобігання пошкодженню обладнання і забезпечення безпеки експлуатації.

3.Вимірювання струму короткого замикання: ТС також може визначити рівень струму короткого замикання, що допомагає визначити параметри і характеристики короткого замикання, такі як струм короткого замикання і час реакції.

4.Моніторинг навантаження: ТС може використовуватися для моніторингу поточного навантаження на лінії або обладнанні, що дозволяє оптимізувати роботу системи та запобігти перевантаженню.

5.Діагностика та аналіз аварій: Дані від ТС можуть бути використані для аналізу аварій та виявлення причин та діагностики несправностей у системі.

Загалом, ТС є важливою складовою релейного захисту, яка допомагає в забезпеченні надійності та безпеки електричних систем шляхом вимірювання та аналізу струмів у системі та вчасного вжиття захисних заходів в разі виникнення аномальних ситуацій.

2. Як впливає навантаження у вторинному колі на роботу ТС? Чомурозімкнена вторинна обмотка ТС є аварійним режимом?

Навантаження в вторинному колі (вторинній обмотці) трансформатора струму (ТС) може впливати на його роботу і точність вимірювань. Вториннаобмотка ТС призначена для вимірювання струму, і будь-які зміни у навантаженні можуть викликати наступні ефекти:

1.Зміна точності вимірювань: Зміна навантаження на вторинній обмотці може впливати на точність вимірювань струму. Якщо навантаження занадто велике, це може призвести до зниження

точності ТС, а отже, інформація, яку він передає релейному захисту, може бути неточною.

2.Перевантаження ТС: Занадто велике навантаження вторинної обмотки може перевантажити ТС і призвести до його пошкодження або вихід з ладу.

Розімкнена вторинна обмотка ТС є аварійним режимом через наступні причини:

1.Загроза для безпеки: Розімкнення вторинної обмотки може призвести до невідпрацювання захисного пристрою (релейного захисту), оскільки він не отримує відповідної інформації про струм. Це може створити серйозну загрозу для безпеки електричних систем та персоналу, оскільки релейний захист не сможе вчасно виявити і вимкнути небезпечні ситуації, такі як короткі замикання або перевантаження.

2.Втрата інформації: Розімкнення вторинної обмотки також означає втрату інформації про струм у вторинному колі. Це може ускладнити або навіть зробити неможливим виявлення і реакцію на неправильні умови в системі, що може призвести до пошкодження обладнання або виникнення аварійних ситуацій.

Отже, розімкнена вторинна обмотка ТС не є бажаним станом, і вона слід уникати в електричних системах. Завжди важливо забезпечувати надійність і правильну роботу ТС, а також враховувати навантаження на вторинній обмотці для забезпечення точних вимірювань та правильної роботи релейногозахисту.

3. Дати визначення коефіцієнта схеми. Вказати межі Ксх в схемахз'єднання ТС і реле.

Коефіцієнт схеми (Ксх) - це параметр, який використовується для характеризації зв'язку між вторинним і первинним струмами (або напругами)у трансформаторі струму (ТС) або трансформаторі напруги (ТН).

Коефіцієнт схеми визначає, яким чином струм або напруга у вторинному колі ТС взаємодіють зі струмом або напругою у первинному колі.

Межі значень Ксх в схемах з'єднання ТС і реле зазвичай визначаються за наступними визначеннями:

1. Ксх для ТС (Трансформаторів струму):

•Широкополосна схема (Ксх = 1): В цій схемі вважається, що вторинний струм ТС має однакову фазу та амплітуду зі струмом у первинному колі при всіх частотах.

•Схема з ферітом (Ксх < 1): В цій схемі вторинний струм ТС може мати затримку фази або меншу амплітуду порівняно зі струмом у первинному колі через вплив індукційного феріту.

2.Ксх для ТН (Трансформаторів напруги):

•Номінальна схема (Ксх = 1): У нормальних умовах роботи вторинна напруга ТН має однакову фазу та амплітуду з первинною напругою.

•Розширена схема (Ксх > 1): У цій схемі вторинна напруга ТН може бути більшою за первинну напругу через певні ефекти трансформації, наприклад, вплив реактивних компонентів або індуктивності.

Важливо відзначити, що значення Ксх може бути різним для різних типів ТС або ТН, і вони можуть змінюватися в залежності від конкретної моделі трансформатора і умов роботи. Точні значення Ксх завжди вказуються в технічних характеристиках пристрою і враховуються при налагодженні та розрахунках системи релейного захисту для забезпечення правильної реакції на виникнення подій у електричній мережі.

4. Накреслити одну із схем з'єднання ТС і реле. На основі аналізу струморозподілу і векторних діаграм визначити Ксх при заданихпошкодженнях.

На жаль, у текстовому форматі я не можу накреслити графічну схему або векторну діаграму. Однак я можу надати загальний опис і показати, як визначити Ксх на прикладі схеми підключення ТС та реле.

Припустимо, що ми маємо схему підключення трансформатора струму (ТС) до реле для захисту. Ось кроки для визначення Ксх при заданих пошкодженнях:

1.Створіть електричну схему: Розмістіть ТС і реле на схемі, включаючи первинну і вторинну обмотки ТС, а також реле з відповідними підключеннями.

2.Встановіть пошкодження: Задайте тип пошкодження або аварійної ситуації, яку ви хочете аналізувати. Наприклад, розглянемо ситуацію з коротким замиканням на первинній обмотці ТС.

3.Розрахуйте струми: Розрахуйте струми на первинній і вторинній обмотках ТС в залежності від типу пошкодження та характеристик обладнання відповідно до законів трансформації струму. Зазвичай, для коротких замикань, струми в первинній і вторинній обмотках будуть залежати від відношення витрат струму та числа витрат струму на обмотках.

4.Побудуйте векторну діаграму: Використовуйте векторні діаграми для візуалізації фазових струмів та фазових напруг на обмотках ТС та реле. Векторні діаграми допоможуть вам визначити фазові відхилення між струмами та напругами.

5.Визначте Ксх: Коефіцієнт схеми (Ксх) визначається як відношення амплітуди струму на вторинній обмотці ТС до амплітуди струму на первинній обмотці ТС. За допомогою векторних діаграм можна визначити це відношення для заданих умов.

6.Аналізуйте результати: Оцініть значення Ксх та його вплив на роботу реле в умовах пошкодження. Якщо Ксх виходить за межі, які вважаються нормальними для конкретного реле та ТС, то це може вплинути на надійність та ефективність релейного захисту.

Зазначу, що визначення Ксх та аналіз струморозподілу вимагає попередньої знаності про характеристики конкретних ТС, реле та умов роботи. Такий аналіз часто виконується інженерами в галузі електроенергетики для налагодження та оптимізації систем релейного захисту.

5.Вказати область використання кожної схеми з'єднання ТС і реле.

Схеми з'єднання трансформаторів струму (ТС) та реле розробляються з урахуванням конкретних вимог та завдань системи релейного захисту, а також властивостей ТС і реле. Кожна схема має свої власні області використання. Ось короткий огляд основних схем з'єднання ТС та реле та їх можливих областей використання:

1. Широкополосна схема (Ксх = 1):

•Область використання: Використовується в системах, де вимагається висока точність вимірювань струму, таких як контроль і вимірювання струму для надійності і моніторингу мережі.

2.Схема з ферітом (Ксх < 1):

•Область використання: Зазвичай використовується в системах, де потрібно компенсувати індуктивність обмоток ТС, наприклад, для зниження впливу індукційного феріту на вимірювання або для компенсації ефектів взаємодії з іншими елементами системи.

3.Номінальна схема ТН (Ксх = 1):

•Область використання: Використовується в системах, де вимагається точне вимірювання напруги, таких як контроль і вимірювання напруги для надійності і моніторингу мережі.

4.Розширена схема ТН (Ксх > 1):

•Область використання: Використовується, коли потрібно підсилення напруги для подальшого вимірювання або використання

узахисних функціях, таких як виявлення фазового замикання або інші умови аварії.

Обрана схема з'єднання ТС та реле повинна відповідати конкретним потребам захисту, а також характеристикам обладнання та умовам роботи в електричній мережі. Важливо враховувати, що ці області використання є загальними і можуть варіюватися в залежності від конкретних деталей проекту та системи релейного захисту.

6.Чому дорівнює струм в нульовому проводі схеми повної, неповної зірки?

Струм в нульовому проводі (нульовому ліні) в схемах повної і неповної зірки може мати різні значення або навіть відсутнім зовсім, залежно від конфігурації схеми і умов в реальній системі. Важливо враховувати, що нульовий провід (нульовий лінь) призначений для ведення нульового струму тазабезпечення захисту від струмів короткого замикання.

Ось, які можливі варіанти для струму в нульовому проводі в схемах повної і неповної зірки:

1. Схема повної зірки:

•В схемі повної зірки, яка зазвичай використовується для трьохфазних систем, струм в нульовому проводі може бути присутнім або відсутнім, залежно від того, чи підключено обладнання до нульового проводу. Якщо обладнання симетричне і споживає балансований струм, то струм в нульовому проводі може бути досить малим. Але при дисбалансі в струмі між фазами, струм в нульовому проводі може бути великим для компенсації цього дисбалансу.

2.Схема неповної зірки:

•У схемі неповної зірки, яка використовується у тих системах, де нульовий провід не веде до кожного споживача, струм в нульовому проводі може бути відсутнім. Це тому, що нульовий провід може бути підключений тільки до певних споживачів або областей системи, і струм в ньому залежатиме від того, які споживачі активно використовують нульовий провід.

Важливо зазначити, що струм в нульовому проводі може виникати також через різні фактори, такі як навантаження, розподіл струму між фазами, заземлення і інші чинники. Аналіз струму в нульовому проводі вимагає докладного розгляду конкретної системи та її характеристик.

7.

можливість використання схеми з'єднання ТС і реле на різницю струмівдвох фаз?

Схема з'єднання силового трансформатора (СТ) у форматі "Y ∆" або "/Y ∆" (де "Y" вказує на з'єднання "зірка", а "∆" вказує на з'єднання "трикутник") може ускладнювати можливість використання схеми з'єднання трансформатора струму (ТС) і реле для вимірювання різниці струмів двох фаз. Це стосується конфігурацій, де існують особливості струморозподілу і фазові зсуви через з'єднання ТС та СТ.

Основна проблема виникає через те, що у схемі з'єднання "Y ∆" або "/Y ∆" струми у трьох фазах можуть мати різні амплітуди і фазові зсуви через конфігурацію трансформатора. У з'єднанні "Y" і "∆" струми можуть розділятися неоднаково, що призводить до асиметрії і розриву фаз.

Коефіцієнт схеми (Ксх) може залежати від виду короткого замикання (КЗ) і його місця в системі. КЗ можуть бути симетричними або асиметричними, і вони впливають на значення Ксх наступним чином:

1.Симетричний короткий замикання (СКЗ): У випадку симетричного КЗ,струми в трьох фазах системи будуть однаковими за амплітудою та фазою, і вони зазвичай будуть однаковими на обох сторонах ТС або ТН (як в первинній, так і вторинній обмотках). В такому випадку Ксх буде дорівнювати 1, оскільки вторинний і первинний струми абсолютно співпадатимуть.

2.Асиметричний короткий замикання (АКЗ): У випадку асиметричногоКЗ, струми в трьох фазах можуть відрізнятися за амплітудою та фазою. В такому випадку Ксх може відрізнятися від 1 і буде залежативід характеристик трансформатора, режиму КЗ та положення КЗ в системі. Зазвичай, при асиметричних КЗ, Ксх буде відрізнятися від 1, і його значення буде розраховано з урахуванням амплітуд та фазових різниць між струмами та напругами на стороні трансформатора.

Отже, важливо розуміти, що Ксх може змінюватися в залежності від типуКЗ, і визначення його значення вимагає докладного розгляду конкретних умов короткого замикання та характеристик трансформатора. Ксх вказується в технічних характеристиках ТС або ТН і враховується при налагодженні і розрахунках системи релейного захисту для забезпечення точності та надійності її роботи при різних умовах КЗ.