6.2. Схемы соединения трансформаторов тока и цепей тока измерительных органов

6.2.1. Общие положения

Информация о токах КЗ или токах перегрузки прежде чем попасть в измерительные органы ИО устройств защиты, претерпевает несколько изменений. На рис. 6.6 показано устройство релейной защиты А, которое защищает электрическую сеть, состоящую из линии электропередачи W и трансформатора Т.

Рис. 6.6. Схема блока «линия – трансформатор»

Следует различать первичные цепи электрической сети и вторичные цепи устройства защиты А.

По фазам электрической сети протекают первичные токи I_1.Ф. В линии электропередачи (в точке А) могут возникать различного вида (m = 3; 2; 1) токи КЗ – трёхфазные, двухфазные или однофазные. На стороне низшего напряжения НН трансформатора Т в точке Б также могут возникать различного вида токи КЗ . Токи КЗ, возникающие в точке Б, проходя через силовой трансформатор Т с разными группами соединения обмоток, в общем случае изменяются – эти изменения токов КЗ были рассмотрены в разделе 3 и характеризуются коэффициентом .

Первичные цепи электрической сети со вторичными цепями устройства защиты А связаны трансформаторами тока ТА, которые имеют коэффициент трансформации по току n_Т. В трёхфазной электрической сети количество используемых ТА может быть три, два или один. Вторичные обмотки этих ТА могут иметь разные схемы соединения – звезда, треугольник или другие. Устройство защиты А также может иметь разное количество измерительных органов ИО, соединяемых по разным схемам. По вторичным обмоткам ТА протекают вторичные токи I_2.Ф, а по измерительным органам – токи I_ИО (в случае, если в качестве измерительных органов рассматриваются реле – токи I_Р). В общем случае в схемах соединения вторичных обмоток ТА и измерительных токов ИО токи I_2.Ф и I_ИО могут различаться как по величине, так и по фазе.

В релейной защите используется термин – ток срабатывания защиты I_С.З. Этот ток относится к первичным параметрам электрической сети и рассчитывается для ступени напряжения электрической сети, на которой установлено устройство защиты А.

В общем случае в зону действия устройства защиты А могут входить три варианта схем электроснабжения (рис. 6.6):

1. Только линия электропередачи W, по длине которой возникают КЗ (точка А). Здесь токи КЗ, протекая по линии W, по величине и по фазе не изменяются.

2. Линия электропередачи W, в конце которой подключен трансформатор Т с различными вариантами схем соединения обмоток. В этом случае нас интересуют КЗ, возникающие на стороне низшего напряжения трансформатора (точка Б), и изменения токов КЗ при их прохождении через трансформатор (см. раздел 3).

3. Только трансформатор Т, т.е. устройство защиты А устанавливается перед трансформатором и защищает его от КЗ на стороне низшего напряжения.

Подводя итоги рассмотрения схемы, приведенной на рис. 6.6, можно отметить, что токи КЗ, проходя по электрической сети и поступая в ИО устройства защиты А, в общем случае претерпевают изменения:

1. В силовых трансформаторах Т.

2. В трансформаторах тока ТА.

3. В схемах соединения вторичных обмоток трансформаторов тока и измерительных органов.

Для каждой схемы соединений вторичных обмоток трансформаторов тока и измерительных органов устройства защиты (реле) можно определить отношение тока I_ИО в ИО (или тока I_Р в реле – в старом обозначении) к току на вторичной стороне ТТ в фазе I_2.Ф при (m) режиме работы защищаемого элемента [1]. Это отношение называют коэффициентом схемы

.

(6.2)

Коэффициент схемы учитывается при расчете уставок и оценке чувствительности защиты. Коэффициент схемы в общем случае зависит от [3]:

– указанного соотношения токов,

– вида КЗ (m) – трех-, двух- или однофазного,

– места возникновения КЗ – в линии (точка А) или после (точка Б) силового трансформатора (рис. 6.6),

– схем соединения обмоток (Y/Δ, Δ/Y, Y/Y, Y/Z) этих трансформаторов.

При анализе работы релейной защиты для нахождения токораспределения в схеме сначала показывают положительные направления действующих величин первичных токов I_А = I_1.Ф, протекающих по фазам сети при рассматриваемом виде КЗ. Затем наносят стрелки вторичных токов I_2.А = I_2.Ф в каждом трансформаторе тока, показывают путь, по которому замыкается вторичный ток каждого трансформатора тока. Если в каком-либо элементе схемы (проводе или ИО) вторичные токи разных фаз складываются или вычитаются, то результирующий ток в этом элементе находится путем геометрического сложения или вычитания соответствующих векторов фазных токов с учетом их сдвигов по фазе.

Далее рассмотрим последовательно разные схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока и цепей измерительных органов, в качестве которых могут быть различного рода реле и микропроцессорные устройства релейной защиты. При анализе ниже рассматриваемых схем следует учитывать положения, изложенные в разделах 3.1 и 3.2.