3.3.1. Схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в
полную звезду
Трансформаторы тока устанавливаются во всех фазах. Вторичные обмотки трансформаторов тока и обмотки реле соединяются в звезду и их нулевые точки связываются одним проводом, называемым нулевым. В нулевую точку объединяются одноименные зажимы обмоток трансформаторов тока. Схема соединения приведена на рис. 9.
Рис. 9. Схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в полную звезду
При нормальном режиме и трехфазном КЗ в реле КА1–КА3 проходят вторичные токи трансформаторов тока одноименных фаз, а в нулевом проводе их геометрическая сумма, которая при симметричных режимах равна нулю:
,
где
,
,
.
Коэффициент схемы
.
При двухфазном КЗ, например фаз А и В, первичный ток КЗ проходит только в двух поврежденных фазах и соответственно в реле, подключенных к трансформаторам тока поврежденных фаз. Ток в неповрежденной фазе отсутствует.
При двухфазном КЗ на землю ток проходит в двух реле, включенных на поврежденные фазы (например, В и С). В нулевом проводе проходит геометрическая сумма этих токов, всегда отличная от нуля.
Коэффициент схемы
.
При однофазном КЗ первичный ток КЗ проходит только по одной поврежденной фазе. Соответствующий ему вторичный ток проходит также только через одно реле и замыкается по нулевому проводу.
Коэффициент схемы
.
Ток в нулевом
проводе равен сумме фазных токов
3.3.2. Схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в
неполную звезду
Трансформаторы тока устанавливают в двух фазах (обычно А и С) и соединяют так же, как и в схеме звезды (рис. 11).
Рис. 10. К анализу работы схемы при двойных замыканиях на землю
Рис. 11. Схема соединения трансформаторов тока и
обмоток реле в неполную звезду
В реле КА1 и КА3 проходят токи соответствующих фаз, а в обратном проводе ток, равный их геометрической сумме:
.
Особенности схемы
Схема
реагирует на все виды КЗ, за исключением
короткого замыкания на землю фазы, в
которой трансформатор тока не установлен,
поэтому схема применяется только для
защит, действующих при многофазных
повреждениях; в симметричных режимах
в реле проходят вторичные фазные токи,
поэтому для схемы неполной звезды
коэффициент схемы
.
Чувствительность защиты может оказаться в два раза меньшей по сравнению со схемой полной звезды при некоторых двухфазных КЗ за трансформатором с соединением обмоток Y/ и /Y.
Если чувствительность двухрелейной схемы неполной звезды недостаточна, то в обратный провод схемы дополнительно включается реле КА2, по обмотке которого, как и в обратном проводе, проходит сумма токов фаз А и С (трехрелейная схема неполной звезды). По чувствительности эта схема равноценна схеме полной звезды.
3.3.3. Схема соединения трансформаторов тока в треугольник,
а обмоток реле в звезду
Вторичные обмотки трансформаторов тока, соединенные последовательно разноименными выводами (рис. 12), образуют треугольник.
Реле, соединенные в звезду, подключаются к вершинам этого треугольника. При такой схеме соединения в каждом реле проходит ток, равный геометрической разности токов двух фаз:
,
,
.
Рис.12. Схема соединения трансформаторов тока в треугольник, а обмоток реле в звезду
Рис. 13. Векторная диаграмма вторичных токов в схеме при трехфазном КЗ
Особенности схемы
1. Ток в реле проходит при всех видах КЗ и следовательно, схема реагирует на все виды коротких замыканий.
2. Соотношения между токами в реле и вторичными фазными токами трансформаторов тока зависят от вида КЗ, поэтому схема имеет различные коэффициенты схемы, а именно:
,
,
.
Так как коэффициенты
схемы
,
то защита имеет разную чувствительность.
3. При КЗ на землю токи нулевой последовательности не проходят в реле (проходят только токи прямой и обратной последовательности, то есть только часть тока КЗ); схема соединения ТА1–ТА3 в треугольник является как бы комбинированным фильтром токов прямой и обратной последовательности.
4. Дает сдвиг на 30 электрических градусов.
Схема применяется в основном для дифференциальных и дистанционных защит.