Схема подключения трансформаторов тока, и их соединения

Трансформатор тока - элемент релейной защиты, электромагнитный измерительный преобразователь тока который питает цепи защиты и автоматики током и выполняет роль датчика, который передает информацию к измерительным органам. Этот аппарат преобразовывает ток первичной цепи в стандартные токи 1 или 5 ампер. Нормальный режим работы трансформатора тока - режим короткого замыкания.

1

Составление сметной документации согласно требований Настанови

Составим инвесторскую смету, договорную цену контракта; согласно ДСТУ Б Д.1.1-1:2013 используя нормативные ценовые показатели

2

Акт выполненных работ по форме КБ2 и КБ3

Сделаем акт выполненных работ по форме КБ2 и КБ3. Это первичный документ подписывается между Подрядчиком, выполнившим любую часть работ за текущий месяц и Заказчиком

3

Подготовка сметной документации для участия в тендере

Занимаемся разработкой сметной документации для участия в тендере. Выполняется по объемам работ и с учетом требований изложенных в документации конкурсных торгов

Принцип работы трансформатора тока

Погрешности трансформатора тока, их причины

• Относительная токовая погрешность
• Угловая погрешность
• Полная погрешность

Схемы соединения трансформаторов тока

• Схема соединения трансформаторов тока в полную звезду
• Схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду
• Соединение трансформаторов тока в треугольник, а обмоток реле в звезду
• Схема соединений с двумя ТТ и одним реле,включенным на разность токов двух фаз.
• Схема соединения трансформаторов тока в фильтр нулевой последовательности

Принцип работы трансформатора тока

Принцип действия

трансформатора тока не отличается от принципа действия обычного силового трансформатора. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в измеряемую цепь и независимо от того как включена вторичная обмотка весь ток нагрузки или ток короткого замыкания проходит через эту цепь. Вторичная обмотка замыкается на различные, последовательно включенные, реле и измерительные приборы.

Согласно закону полного тока:

То есть часть тока тратится на создание намагничивающего потока.

Первичный и вторичный ток, который проходит соответственно по виткам первичной и вторичной обмотки вызывают намагничивающие потоки Ф1 и Ф2 . Эти потоки замыкаются в магнитопроводе, геометрически складываются и образуют, в свою очередь, результирующий магнитный поток Фн, который пронизывает вторичную обмотку и наводит в ней ЭДС, из-за чего в обмотке создается вторичный ток. Более подробно про принцип работы трансформатора тока можно прочитать в статье про принцип работы трансформатора.

Погрешности трансформатора тока, их причины

Причина погрешностей в трансформаторе тока - ток намагничивания. Векторная диаграмма построена на основе схемы замешения трансформатора тока в которой в соответствии со схемой замещения все величины первичной стороны приведены к виткам вторичной обмотки. Из векторной диаграммы видно, что вторичный ток отличается от приведённого первичного по абсолютному значению на токовую погрешность dI = I'1-  I2 , а по фазе на угол дельта. Это отличие обусловлено наличием тока намагничивания Iнам создающего магнитный поток намагничивания в сердечнике ТТ. Чем больше ток ответвляется в сопротивление Z'm, тем погрешность трансформатора тока больше.

Величина АС называется погрешностью по току и равна арифметической разнице I'1-I2. Угловой погрешностью является угол дельта и показывает на сколько действительный ток сдвинут по фазе от расчетного тока.

Относительная токовая погрешность

Относительная токовая погрешность отрицательна если вторичный ток меньше первичного и выражается в процентах и определяется по формуле:

Угловая погрешность

Представляет собой угол между первичным и вторичным токами.

Полная погрешность

Полной погрешностью трансформатора тока является абсолютное значение вектора тока намагничивания которое равно геометрической разнице первичного тока и вторичного на диаграмме.

Относительная погрешность

Относительная полная погрешность в общем случае и для несинусоидального тока

Схемы соединения трансформаторов тока на полные токи фаз

Релейная защита питается от типовых схем которые различаются различными вариантами соединения трансформаторов тока и обмоток реле. Для каждой схемы соединения расчитывается коэффициент схемы. Этот коэффициент показывает в сколько раз токи в реле отличаются от токов которые протекают во вторичной обмотке трансформаторов тока. Такие изменения происходят из-за того что в элементах различных схем вторичные токи могут складываются или вычитаются.

Схема соединения трансформаторов тока в полную звезду

В нормальном, симметричном режиме  

ТТ устанавливают во всех фазах. Вторичные обмотки трансформатора тока и обмотки реле соединяются в звезду и их нулевые точки связываются одним проводом, называемым нулевым. В нулевую точку объединяются одноименные зажимы обмоток ТТ.

РежимОписаниеТоки в фазахВекторная диаграммаКоэфициент схемыНормальный режимв реле проходят токи фаз, а в нулевом проводе их геометрическая сумма (при симметричном режиме она равна нулю).

Iр=Iф
Ксх=1

Трехфазное КЗаналогично нормальному режиму.

Двухфазное КЗток проходит только в двух повреждённых фазах (соответственно и в реле), а ток в неповреждённой фазе отсутствует. Теоретически ток в нулевом проводе также практически отсутствует при 3-х и 2-х фазных КЗ, но при неидентичности характеристик и погрешностей ТТ в нулевом проводе в нормальном режиме протекает ток небаланса, который возрастает при К.З. Однофазное КЗпервичный ток к.з. проходит только по одной поврежденной фазе. Соответствующий ему вторичный ток проходит также только через одно реле и замыкается по нулевому проводу. 

Особенности схемы: Защита реагирует на все виды к.з, и имеет одинаковую чувствительность (коэффициент чувствительности при разных повреждениях одинаковый). При всех замыканиях, кроме замыкания на землю, в нулевом проводе протекает геометрическая сумма токов в реле, в следствии чего, ток в нулевом проводе приблизително равен нулю (в нем протекают токи неаланса). Реле в нулевом проводе реагирует только на токи к.з. на землю.

Схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

ТТ устанавливаются в две фазы и соединяются анологично схеме звезды.

РежимОписаниеТоки в фазахВекторная диаграммаКоэфициент схемыНормальный режимв реле проходят токи фаз, а в нулевом проводе их

Iр=Iф
Ксх=1

Трехфазное КЗтоки проходят по обоим реле и в обратном проводе.

Соединение трансформаторов тока в треугольник, а обмоток реле  в звезду

Вторичные обмотки ТТ, соединенные последовательно разноименными выводами, образуют треугольник.

РежимОписаниеТоки в фазахВекторная диаграммаКоэфициент схемыНормальный режимПри нагрузке в реле проходит линейный ток в корень из трех раз больший тока фазы и сдвинутый относительно него по фазе на 30 градусов.

Трехфазное КЗ 

Двухфазное КЗПри двухфазном КЗ в зависимости от поврежденных фаз в разных реле протекают разные токи.

Повреждены     фазы

Токи в фазах

Токи в реле

I

II

III

А, В

IB=-IA
IC=0

2IA

IB

-IA

B, C

IC=-IB
IA=0

-IB

2IB

IC

C, A

IA=-IC
IB=0

IA

-IC

2IC

Однофазное КЗПри 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 комбинированным фильтром  токов прямой и обратной последовательности

А

IA=IK
IB и IC=0

IA

0

-IA

B

IB=IK
IA и IC=0

-IB

IB

0

C

IC=IK
IB и IA=0

0

-IC

IC

Схема реагирует на все выды КЗ. Так как при разных видах замыканий коэфициенч чувствительности разный то защита имеет разную чувствительность. Схема применяется в основном для дифференциальных защит трансформаторов и дистанционных защит.

 Схема соединений с двумя ТТ и одним реле,включенным на разность токов двух фаз.

В схеме вторичные обмотки ТТ, установленных в двух фазах, соединяются разноименными выводами. К трансформаторам тока реле присоединяется так, что по его обмотке проходит ток равный геометрической разности фазных токов.

РежимОписаниеТоки в фазахВекторная диаграммаКоэфициент схемыНормальный режим  

Трехфазное КЗ 

 Двухфазное КЗПри КЗ в разных фазах коэффициенты чувствительности разные. 

При КЗ A-C

При кз A-B C-B

Однофазное КЗПри однофазном КЗ в фазе B ток в реле будет равным нулю.  

Схема применяется для защиты от междуфазных КЗ, когда она обеспечивает необходимую чувствительность когда не требуется её действие за трансформатором с соединением обмоток Y/D – 11 группа. . Схема защиты реагирует на все виды КЗ, за исключением замыкания на землю фазы, в которой трансформатор не установлен, поэтому применяется только для действия при многофазных повреждениях.

Схема соединения трансформаторов тока в фильтр нулевой последовательности

. Ток в реле появляется только при одно и двухфазных КЗ на землю.
  Схема применяется в защитах от замыканий на землю.

         При нагрузках трехфазных и двухфазных КЗ IN=0.