75. Релелік қорғаныстарда қолданылатын ток трансформаторларына қойылатын талаптар.

Трансформаторы тока, питающие РЗ, должны работать с определенной точностью в пределах значений токов КЗ, на которые РЗ должна реагировать. Эти токи, как правило, превышают номинальные токи ТТ I1 ном,и, следовательно, точная работа ТТ должна обеспечиваться при первичных токах I1 >I1 ном.  На основании опыта эксплуатации и теоретического анализа принято, что для обеспечения правильной работы большинства устройств РЗ погрешность в значении вторичного тока ТТ не должна превышать 10%, а по углу δ 7° [25].

Эти требования обеспечиваются, если полная погрешность ТТ ε ≤ 10%, или, иначе говоря, если ток намагничивания не превосходит 10% тока I1. Исходными величинами для оценки погрешности являются наибольший расчетный ток I1 расч max, при котором для рассматриваемой защиты требуется точная работа ТТ, и сопротивление нагрузки Zн.Нагрузка состоит из сопротивлений реле ZP = RP + jXP,соединительных проводов Rпи переходных контактов Rп.к, которые для упрощения суммируются арифметически: Zн = ZP + Rп+ Rп.к.  Предельные значения I1 max и соответствующие им допустимые Zн из условия 10%-ной погрешности должны давать заводы, изготавливающие ТТ. Предельные значения I1 max обычно даются в виде кратности этого тока по отношению к номинальному первичному току ТТ: К1 тах = I1 max/I1 ном.  Кроме РЗ ТТ питают измерительные приборы. Точность работы ТТ, питающих измерительные приборы, характеризуется классом точности, а РЗ – предельной кратностью первичного тока I10 = I1 max/I1 ном и допустимой нагрузкой Zн.доп, при которых гарантируется, что полная погрешность ТТ е не превысит 10%. Погрешности класса точности устанавливают, исходя из условий точной работы измерительных приборов в диапазоне токов нормальных режимов, а погрешность при предельной кратности тока К10и нагрузке Zн.доп в соответствии с требованиями, предъявляемыми РЗ.  Классы точности. Для промышленных установок изготавливаются ТТ классов точности 0,5; 1; 3; 5; 10 и Р. Каждый класс точности характеризуется определенной погрешностью по току ΔI и углу δ, установленной ГОСТ 7746-68. Эти погрешности приведены в табл.3.1, они обеспечиваются только при первичных токах в пределах от 0,1 до 1,2 номинального, т.е. в диапазоне токов нагрузки, контролируемых измерительными приборами.  Для РЗ изготавливаются ТТ класса 10Р с ε ≤ 10% при токе номинальной предельной кратности (К10)и ТТ 5Р повышенной точности с гарантированной погрешностью ε = 5% при тех же кратностях первичного тока.  Трансформаторы тока класса Р предназначены для РЗ, и поэтому их погрешности при номинальных токах не нормируются. Работа ТТ с погрешностью, соответствующей классу, обеспечивается при нагрузке вторичной обмотки, не выходящей за пределы номинальной.  Номинальной нагрузкой ТТ называется максимальная нагрузка, при которой погрешность ТТ равна значению, установленному для данного класса (табл.3.1). Номинальную нагрузку принято выражать в виде полной мощности Sном, В • А, при номинальном вторичном токе 5 или 1 А и cos φ = 0,8, или в виде сопротивления нагрузки Zн.ном, Ом, при котором мощность ТТ равна номинальной Sн.ном. Номинальная мощность Shom =U2I2ном, при этом напряжение U2 = I2номZном. Тогда                                                           (3.10)

В зависимости от конструкции и класса точности ТТ значение номинальной нагрузки находится в пределах от 2,5 до 100 В • А. При токе I1 > 1,2 IномТТ погрешности ТТ выходят за пределы, установленные для данного класса. Следует отметить, что класс точности не может служить основанием для выбора ТТ, питающих РЗ, так как предусматриваемые им погрешности имеют место при номинальных токах, в диапазоне которых РЗ не работает. Для РЗ, исходя из указанных выше требований к погрешностям ТТ, заводы, изготавливающие ТТ, должны согласно ГОСТ 7746-68 давать в своих информационных материалах кривые предельной кратности К10для ТТ класса Р. Эти кривые представляют собой зависимость предельной максимальной кратности первичного тока К10=I1max/IномТТ от сопротивления нагрузки Zн с cos φ. = 0,8, при которых полная погрешность ε = 10%. Характер подобной зависимости приведен на рис.3.5, а. Пользуясь такой кривой, можно, задаваясь определенным значением Zн, определять допустимую кратность первичного тока К10, при которой ε (Iнам) не превосходит 10% найденного К10, или, задаваясь значением К10, определять допустимое значение Zн, при котором ε ≤ 10%. При предельной кратности К10 и нагрузке Zн, соответствующей любой точке кривой К10 = f(Zн), ТТ работают на перегибе характеристики намагничивания в точке H (рис.3.4 и 3.6), т.е. вблизи начала насыщения магнитопровода. Соответствующий этой точке ток Iнаc и является указанным выше предельным максимальным током.  На рис.3.5, б приведена характеристика предельной кратности ТТ типа ТФЗМ 110 OБ-IV-5-88 вторичной обмотки класса точности 10Р для разных К10[27].  Аналогичные характеристики заводы, производящие ТТ, представляют и для других классов обмоток. Эти характеристики при необходимости могут использоваться для оценки нагрузки на ТТ и значений токов, при которых погрешность ТТ не превышает 10%.

 

называемые магнитными ТТ (МТТ). Вторичная обмотка МТТ располагается вдали от токоведущих частей на стальном сердечнике и не требует специальной изоляции от высокого напряжения. Первичный ток, протекая по проводу защищаемого объекта, создает магнитное поле. Часть силовых линий этого поля замыкается по сердечнику МТТ, индуцируя ЭДС Е2. Размеры и стоимость такого устройства значительно меньше, чем у обычных ТТ, но его мощность невелика (примерно 0,5 Вт).  Для уменьшения влияния помех в ОРГРЭС разработаны магнитные ТТ с дифференциальными датчиками типа ТВМ. Подобные ТТ представляют собой стальной сердечник П-образной формы с двумя одинаковыми, соединенными встречно-последовательно обмотками 1 и 2, надетыми на полюсы сердечника (рис.3.24, б). 

Проекция провода фазы А, для контроля за которым предназначен изображенный на рис.3.24, б датчик, находится в центре сердечника. Магнитный поток ФА,пропорциональный току IА,проходит по полюсам сердечника в противоположных направлениях. При этом, поскольку обмотки ТВМ соединены встречно, ЭДС обеих обмоток суммируются арифметически: ЭДС ЕАравна удвоенной ЭДС каждой обмотки.  Магнитные потоки, создаваемые токами других фаз (например, Ф'Ви Ф''В,пропорциональные току IB),проходят по полюсам ТВМ в одном направлении, и индуцируемые ими ЭДС в обмотках вычитаются. Благодаря этому уменьшаются помехи, создаваемые в ТВМ токами соседних фаз. Трансформаторы ТВМ устанавливаются на разъединителях или отделителях высокого напряжения и крепятся с помощью фиксаторов из немагнитного материала.  В связи с внедрением микроэлектронных и микропроцессорных РЗ, имеющих очень малое потребление цепей тока и напряжения, разрабатываются ТТ и ТН, в которых информация о значениях тока и напряжения передается с помощью волоконно-оптических каналов. Существует несколько способов выполнения таких измерительных трансформаторов. Один из них основан на установке на потенциале ЛЭП маломощных датчиков тока и напряжения и системы преобразования информации о токах и напряжениях в цифровую форму. Эта информация передается по оптическому каналу, имеющему хорошие изолирующие свойства, на оптико-электронные приемники, расположенные на потенциале земли, где осуществляется обратное преобразование световых импульсов в напряжения, пропорциональные току и напряжению ЛЭП. Такие ТТ и ТН пока не получили широкого распространения, так как в энергосистемах продолжается использование электромеханических устройств РЗ, потребление которых велико, и мощности оптико-электронных ТТ и ТН оказывается недостаточно.

Екі жақтан қоректенетін желіде токкесерді қолдануға болама?

Токкесер – ҚТ жылдам ажырауын қамтамасыз ететін токтық қорғаныстың əртүрлілігі болып табылады.

Токкесерлер екі жақтан қоректенетін радиалдық желілерде де қолданылады. Бірақта, сыртқы ҚТ кездерінде (К_А жəне К_Б нүктелерінде, 5.4, а сурет) қорғаныс іске қосылмауы қажет. 1 и 2 қисықтар (5.4,б суретте) ҚТ қорғанатын желіні бойлап ығысқанда ҚТ-дың токтарының өзгеруін көрсетеді.

Екі жақтан қорректенетін желіде уақыт ұстамасыз токкесердің іске қосу тогын таңдау

Токкесердің кемшіліктерін атап түсіндіріңіз.

Уақыт ұстамасымен токкесер. Уақыт ұстамалығынсыз токкесердің кемшілігі: желінің бөлігін ғана қорғайды. Желінің соңғы аумағы қорғаныссыз қалады. 5.5 суретте АБ жəне БВ екі участкесі тізбектеліп қосылған тораптың схемасы көрсетілген, оларды қорғау үшін I¹с.з _A1 и I¹с.з _A2 іске қосылу токтары

1

2

таңдалған уақыт ұстамалығынсыз А¹ жəне A¹ токкесерлері орнатылған.

Бойлық дифференциалды токтық қорғаныстың кемшіліктерін атап түсіндіріңіз.

Бойлық дифференциал токтық қорғанысы негізінен шоғырланған параметрлі элементтерді қорғау үшін қолданылады, мысалы трансформаторларды. Ол сонымен қатар аса ұзын емес желіні қорғау үшін де қолданылады. Көлденең дифференциал қорғаныс токтық жəне токтық бағытталған түрінде, сондай-ақ балансты қорғаныс ретінде орындалады. Олар екі немесе одан да көп параллель желілерді қорғау үшін жəне синхронды генератордың статорының параллель тармақтары бар орамаларын орамаралық тұйықталудан қорғау үшін.

Бойлықдифференциалдықорғаныстыңкемшілігі:

Кабель мен оның төсемінің жоғары құны, ЭЖЖ ұзындығы бойынша қолдануды шектеу, жалғау кабелі бүлінгенде жалған жұмысы. бойлық дифференциал қорғанысы аумақтағы зақымдануда əрекет етеді жəне сыртқы қысқа тұйықталуларға, тербелулер токтарына, қалыпты жұмыстағы токтарға шағылыспайды, яғни ол абсолюттік талғаулыққа ие. Осындай принципиалды ерекшелік қорғанысты орындағанда уақыт ұстамасыз пайдалануға, ал іске қосылу тогын таңдаған кезде тербелулер жəне қалыпты режімдегі токтарды ескерудің қажеті жоқ. Ақиқатта, ток трансформаторлары қателіктерге ие. Сондықтан, ештеңеге қарамастан көрсетілген режімдегі бірінші ретті токтар I_II жəне I_III өзара тең жəне фазасы

бойынша π бұрышына ығысқан, ал екінші ретті

^I 2I ^{, I} 2II

токтар абсолюттік мəні

бойынша тең емес жəне фазасы бойынша π - дан басқа бұрышқа ығысқан.

Реленің іске қосылу тогының мәнін реттеу тәсілдері.

Максималь бағытталған токтық қорғанысының іске қосылу тогы жоғарыда айтылған бағытталмаған максималь токтық қорғанысы сияқты келесі шартты қанағаттандыруы тиіс:

Бірақта, максималь жұмыс тогын I_{раб max} анықтау кезіндегі максималь токтық қорғанысынан айырмашылығы шинадан желіге қарай қуат бағытымен сəйкес келетін максималь режімінде ғана есептеуге болады. Сондықтан, қуатты желіден шинаға беру режімінде токтың өлшеуіш органы іске қосылуы мүмкін, бірақ қуатты бағыттау органы арқылы қорғаныс тұтастай əсер ете алмайды. Жоғарыда айтылғандай, бұндай жағдайларда орналасқан (6.5, а суреті) сақиналы тораптың басты участкелерінің қабылдау жағынан орналасқан А2 жəне А5 қорғаныстары. Қорғаныстың іске қосылу тогының

төмендеуі кезінде кернеу тізбегінің бұзылу мүмкіндігін ескеру керек жəне осының салдарынан қуатты бағыттау органының бағыттаулығы өзгеруі мүмкін. Сондықтан, қорғаныс схемасына кернеу тізбегінің дұрыстығын бақылайтын құрылғы қосылады.

Кернеу тізбегінің дұрыстығын бақылайтын құрылғы іске қосылған кезде қорғанысты істен шығарады. Егер максималь жүктеме режімі оның шинаға бағытталуы сирек болатын болса, онда кернеу тізбегінің дұрыстығын бақылайтын құрылғы сигнал беруге əсер етуі мүмкін. Сондықтан, іске қосылу тогы I_С.З111 қалыпты жұмыс кезінде қуат бағытынан тəуелсіз жұмыс тогынан жоғары болуы керек:

(6.3)

Қорғаныстың іске қосылу тогын таңдау кезінде (6.2) жəне (6.3) екі шарттарынан басқа, яғни I¹¹¹с.з зақымдалмаған фазалардың максималь тогынан үлкен болатын үшінші шарт орындалуы керек

(6.4)

Егер жерге ҚТ кезінде ол автоматты түрде істен шығатындай қорғаныс орындалса, (6.4) шарты есептелмейді.

Каскадты əсер ету режімінде қорғаныстың талғаулығы бұзылуы мүмкін. Бұдан шығу үшін іске қосылу тогын таңдаған кезде аралас учаскелердің қорғанысының сезімталдылығымен міндетті түрде келісу керек. Бұндай келісу, уақыт ұстамаларын таңдау сияқты, бір топқа кіретін мысалы, А2, А4 жəне А6 (сурет 6.5, а) қорғаныстар үшін жүргізіледі жəне де аз уақыт ұстамасы бар қорғаныста аз іске қосылу тогы болуы керек, яғни I'"_сз2 < I'"_сз4 < I'"_сз6 . Жалпы алғанда əрбір топ аралығындағы келесі шарт орындалуы тиіс:

Сондықтан, іске қосылу токтары, уақыт ұстамасы сияқты қарсы- сатылы принципті қанағаттандыруы керек жəне токқа үлкен мəн беретін шарт бойынша таңдалуы қажет.

Қуат бағыттау релесінің әрекеттік принципін түсіндіріңіз.

Қуаттың бағыттау органы – KW релесі – қуат қосалқы станцияның шиналарына бағытталғанда қорғаныстың іске қосылуынан сақтайды жəне іске қосу органы мен қашықтық органдар бағытталуына ие болмаған жағдайда қарастырылады.