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.

9.2.4.2. Причины повышенного тока небаланса в дифференциальной защите трансформаторов и автотрансформаторов

Величина тока небаланса достигает значительной величины у трансформаторов с РПН, из-за составляющей - I_нб.рег.

Из-за конструктивных ограничений часто бывает значительна составляющая I_нб.ком.

Особенна велика составляющая I_нб.ТА – причины этого:

1. К онструктивная разнотипность трансформаторов тока, применяемых на стороне высшего и низшего напряжения силовых трансформаторов. Особенно резко отличаются характеристики трансформаторов тока, встраиваемых в вводы масляных выключателей (U_НОМ = 35 кВ и выше), от характеристик выносных трансформаторов тока, применяемых на напряжении 10 и 6 кВ.

2. Большое сопротивление нагрузки, присоединенной ко вторичным обмоткам трансформаторов тока и значительным различием сопротивлений плеч.

3. У трех обмоточных трансформаторов, кратность токов при внешних КЗ для различных групп трансформаторов тока получаются неодинаковыми. Через одну группу протекает суммарный ток КЗ, через две другие лишь часть этого тока. В результате группа ТА3 (см. рис. 9.2.6.) будет намагничиваться сильнее, токи намагничивания этих трансформаторов увеличатся.

Рис. 9.2.6.