46 Причины возникновения тока небаланса в дифференциальной защите

При внешних к.з. и нагрузке обеспечить полный баланс вторичных токов, поступающих в реле, не удается. Вследствие неравенства вторичных токов в реле в указанных режимах появляется ток небаланса:

,

который может вызвать неправильную работу защиты.

- ток в 1 ветви;

- ток во 2 ветви;

Неравенство вторичных токов обусловливается: погрешностью трансформаторов тока; изменением коэффициента трансформации силового трансформатора при регулировании напряжения; неполной компенсацией неравенства вторичных токов в плечах защиты; наличием намагничивающих токов силового трансформатора, вносящих искажение в его коэффициент трансформации.

Каждая из этих причин порождает свою составляющую I_нб. Рассмотрим эти составляющие и способы оценки их величины.

1) Составляющая I_нб.т.т. вызывается наличием погрешностей (токов намагничивания) трансформаторов тока, питающих защиту (рис. 16-19). С учетом токов намагничивания разность вторичных токов, проходящих в реле при внешнем к. з.,

;

Считая, что неравенство первичных токов по величине и. фазе полностью скомпенсировано, получим, что I_I/k_тт1 = I_II/k_тт1I. С учетом этого получим, что в реле появляется ток:

.

Выражение показывает, что, как и в других дифференциальных защитах, ток небаланса, обусловленный погрешностью трансформаторов тока, равен геометрической разности намагничивающих токов трансформаторов тока защиты. Эта составляющая тока небаланса имеет наибольшую величину и является основной.

2) Составляющая I_нб.рег появляется при изменении (регулировании) коэффициента трансформации N силового трансформатора или автотрансформатора.

Компенсация неравенства первичных токов, осуществляемая

с помощью компенсирующего трансформатора или вспомогательного автотрансформатора, обеспечивается при определенных соотношениях токов обмоток силовых трансформаторов, определяемых их коэффициентом трансформации N. При изменении N компенсация токов нарушается и в дифференциальном реле появляется ток небаланса I_нб.рег. Обычно параметры компенсирующих устройств (ω_у или n_a) подбираются для среднего значения N.

При отклонении от него на ±ΔN% появляется ток небаланса:

,

где I_скв - сквозной ток к.з., протекающий через трансформатор.

Обычно на силовых трансформаторах и автотрансформаторах предусматриваются ответвления, позволяющие изменять N в пределах ±5% номинального (среднего) значения. У трансформаторов с регулировкой N под нагрузкой ΔN = ±10-15%.

3) Составляющая небаланса, возникающая при неточной компенсации неравенства токов плеч. Этот небаланс I_{нб.комп} появляется в тех случаях, когда регулирующие возможности компенсирующих устройств не позволяют подобрать расчетные значения (ω_у или n_a), необходимые для полной компенсации.

4) Составляющая, обусловленная наличием тока намагничивания I_нам у силового трансформатора. Ток намагничивания нарушает расчетное соотношение между первичным и вторичным токами силового трансформатора, что вытекает из схемы на рис. 16-23, и вызывает ток I_нб.нам = I_нам трансформатора,

В нормальном режиме I_нам силового трансформатора не превышает 1-5% номинального тока; при к.з. ток намагничивания уменьшается; при неустановившемся режиме, связанном с внезапным увеличением напряжения на трансформаторе, ток намагничивания силового трансформатора резко возрастает. В режиме нагрузки и к.з. I_нб.нам обычно не учитывается из-за малой величины его.

5) Компенсирующие трансформаторы и автотрансформаторы вносят погрешность при трансформации токов плеч, что вызывает появление небаланса. Однако этот небаланс очень мал и поэтому не учитывается.

Из сказанного вытекает, что полный ток небаланса в дифференциальной защите трансформаторов при внешних к.з. определяется в основном I_нб.т.т. и I_нб.рег.

В некоторых случаях к ним добавляется ток I_{нб.комп}, вызванный неточностью компенсации неравенства токов в плечах защиты. Таким образом, полный ток небаланса:

.

Отличия дифзащиты линий и генераторов – нет I_нб.рег, I_{нб.комп}.