1 Проверка трансформаторов тока по кривым 10% погрешности тт

• Название: 1 Проверка трансформаторов тока по кривым 10% погрешности тт
• Анкор: shpory_RZES.docx
• Дата: 05.02.2017
• Размер: 2.01 Mb.
• Имя файла: shpory_RZES.docx
• Тип: Документы; #2304
• страница: 2 из 15

9 Схемы соединений трансформаторов тока. Коэффициент схемы.

Полная звезда. При нормальном режиме и трехфазном КЗ в реле I, II и III проходят токи фаз Ia = IA/KI; Ib =IB/KI; Iс = IC/KI, a в нулевом проводе – их геометрическая сумма:

, которая при симметричных режимах равна нулю.

При двухфазных КЗ (АВ) ток проходит только в двух поврежденных фазах и соответственно в реле, подключенных к ТТ поврежденных фаз, ток в неповрежденной фазе отсутствует: IC = 0, Iоп=Ia+Ib=0. Срабатывают реле I, II. Для схемы соединения в звезду: Ксх= Iр/Iф= 1.

Неполная звезда. Трансформаторы тока устанавливаются в двух фазах и соединяются так же, как и в схеме соединения в звезду. В реле I и III проходят токи соответствующих фаз Ia = IA/KI; Iс = IC/KI, а в обратном (общем) проводе (реле IV) ток равен их геометрической сумме:

С учетом векторной диаграммы Iа + Ic = –Ib, т.е. Iо.п равен току фазы, отсутствующей во вторичной цепи.

При трехфазном КЗ и в нормальном режиме токи проходят по обоим реле I и III и в обратном проводе. В случае двухфазного КЗ токи появляются в одном или двух реле (I и III) в зависимости от того, какие фазы повреждены. Для схемы соединения в неполную звезду: Ксх= Iр/Iф= 1.

Включение ТТ на разность токов двух фаз. Трансформаторы тока устанавливаются в двух фазах (например А и С), их вторичные обмотки соединяются разноименными зажимами, к которым подключается обмотка реле. Из токораспределения видно, что ток в реле Ip равен геометрической разности токов двух фаз Iа и Ic, т.е. Iр = Iа – Ic, где Ia = IA/KI; Ic = IC/KI.

При трехфазном КЗ разность токов Iа – Ic в раз больше тока в фазе (Iа и Ic) и, следовательно,

При двухфазном КЗ АС :

АВ или ВС: Для схемы соединения на разность токов двух фаз

Треугольник.Вторичные обмотки ТТ, соединенные последовательно разноименными выводами , образуют треугольник. Из токораспределения видно, что в каждом реле протекает ток, равный геометрической разности токов двух фаз:



При симметричной нагрузке и трехфазном КЗ в реле проходит ток, в раз больший тока фазы и сдвинутый относительно него по фазе на 30° .Для схемы соединения в треугольник

Схема соединения ТТ в фильтр токов НП. Трансформаторы тока устанавливаются на трех фазах, одноименные зажимы вторичных обмоток соединяются параллельно, и к ним подключается обмотка реле КА. Ток в реле равен геометрической сумме вторичных токов трех фаз: Ip = Ia + Ib + Ic = 3I0.

Рассматриваемая схема является фильтром токов НП. Ток в реле появляется только при одно- и двухфазных КЗ на землю. Поэтому схема применяется для РЗ от КЗ на землю.

Включение реле по этой схеме равносильно его включению в нулевой провод звезды.

10 Контроль изоляции. Трансформатор тока нулевой последовательности

Контроль изоляции обязателен к применению в электрических сетях изолированных от земли, т.к. от электроустановок работающих в режиме изолированной нейтрали требуется повышенная надежность энергоснабжения и по условиям электропоражения они относятся к числу с повышенной опасностью. 

В сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов возможна работа сети при наличии замыкания на землю. Однако длительная работа сети с повышенным напряжением на неповрежденных фазах увеличивает вероятность аварии, а обрыв и падение проводов на землю создает опасность для людей. Поэтому отыскание и устранение замыкания фазы на землю производятся как можно быстрее. Простые сигнальные устройства при замыкании на землю в сети не могут определить место замыкания фазы на землю, поскольку все участки сети электрически связаны между собой через шины подстанций.

Для определения электрической цепи с замыканием на землю применяются устройства избирательной сигнализации УСЗ. Эти устройства содержат, как правило, фильтр высших гармоник и стрелочный прибор.

Устройство сигнализации устанавливают на щите управления подстанции или в коридоре распределительного устройства б—10 кВ и подводят к нему цепи трансформаторов тока нулевой последовательности (ТТНП) кабельных линий.

Трансформатор нулевой последовательности был разработан с целью контроля тока утечки в результате разрушения изоляции электроустановки, а также для применения в устройствах защитного отключения. Принцип действия трансформаторов нулевой последовательности основан на обнаружении токов нулевой последовательности или небаланса в нейтрали. При замыкании одной из фаз фиксируется превышение допустимого значения суммы фазных токов, позволяя осуществить своевременное отключение.

При появлении в сети устойчивого замыкания на землю оперативный персонал подстанции измеряет последовательно по всем присоединениям токи высших гармоник и выделяет то присоединение, где ток наибольший.

После определения поврежденного присоединения принимаются меры по отысканию и устранению места замыкания на землю. Устройства УСЗ позволяют определять поврежденное присоединение вручную.

11 Принцип действия электромеханических реле, понятие коэффициента возврата

Электромеханические реле – наиболее распространенный вид электрических реле. К ним относятся электромагнитные, магнитоэлектрические, индукционные, электротепловые, пьезоэлектрические, электро- и ферродинамические, магнитострикционные, вибрационные, электретные реле и ряд других.

Простейшее электромагнитное реле с одним замыкающим контактным узлом:

1 — обмотка; 2 — ярмо; 3 — изоляционная планка; 4, 11 — упоры; 5, 6 — контактные пружины; 7,8 — контакт-детали; 9 — толкатель; 10 — якорь; 12 — сердечник

На рисунке реле изображено при нулевом значении входной величины X — тока Iвх в обмотке 1. Когда входной ток Iвх начинает увеличиваться, при определенном его значении якорь 10 отходит от упора 11 и притягивается к сердечнику 12. В процессе движения якоря его верхний конец, действуя через толкатель 9, выгибает плоскую контактную пружину 6 вверх до соприкосновения ее контакт-детали 8 с контакт-деталью 7 пружины 5, которая затем отходит вверх до упора 4. В результате по выходной цепи после окончания переходного процесса начинает протекать ток Iвых, представляющий собой выходную величину Y. При дальнейшем увеличении входного тока выходной ток практически не изменяется. Когда же входной ток начинает уменьшаться, при некотором его значении механическая сила изогнутых пружин преодолевает электромагнитную силу притяжения якоря к сердечнику. В результате контакт-детали размыкаются и выходная цепь обесточивается.

Возврат электрического реле – это переход реле в исходное состояние, в котором оно находилось до срабатывания.

Значение параметра срабатывания (возврата) электромеханического реле Хср(Хв) определяется значением входной воздействующей или характеристической величины, при котором реле соответственно срабатывает или возвращается при заданных условиях.
Отношение значения параметра возврата к значению параметра срабатывания называется коэффициентом возврата. К1 — Для максимальных реле К1< 1; для минимальных К2 > 1. Чем ближе к единице значение коэффициента возврата, тем в более узких пределах реле будет осуществлять контроль входного параметра.

12 Принцип действия максимальной токовой защиты трансформаторов.

Защита от внешних КЗ служит для отключения трансформатора при КЗ на сборных шинах или на отходящих от них присоединениях, если РЗ или выключатели этих элементов отказали в работе. Одновременно РЗ от внешних КЗ используется и для защиты от повреждения в трансформаторе. Однако по условиям селективности РЗ от внешних КЗ должна иметь выдержку времени и, следовательно, не может быть быстродействующей. По этой причине в качестве основной РЗ от повреждений в трансформаторах она используется лишь на маломощных трансформаторах. На трансформаторах, имеющих специальную РЗ от внутренних повреждений, РЗ от внешних КЗ служит резервом к этой защите на случай ее отказа. Наиболее простой РЗ от внешних КЗ является МТЗ. В тех случаях, когда ее чувствительность оказывается недостаточной, применяются более чувствительные МТЗ с пуском по напряжению, МТЗ ОП и НП, ДЗ.

Схема МТЗ трансформатора с односторонним питанием:

Схема выполнена с двумя токовыми реле КА1 и КА2, которые, сработав, с выдержкой времени одновременно действуют на отключение выключателей Q1 и Q2. При этом в случае внешних КЗ на стороне низшего напряжения (НН) трансформатора отключение выключателя Q2 резервирует действие выключателя Q1. Часто РЗ выполняют с двумя выдержками времени: с первойt1 на отключение выключателя Q1 со стороны НН, а со второй t2 = t1 + ∆t на отключение Q2 со стороны ВН.

Токовые реле КА1 и КА2 в схеме МТЗ трансформаторов с ВН 110-220 кВ подключены к ТТ, соединенным в треугольник (рис. 16.4, а). Такое выполнение токовых цепей МТЗ предотвращает возможное неселективное ее действие при КЗ на землю в сети 110-220 кВ (в случае когда нейтраль трансформатора заземлена). Защита может действовать при всех видах междуфазных КЗ на сторонах как ВН, так и НН трансформатора со схемой соединения обмоток Y/∆. При этом, однако по сравнению с МТЗ, содержащей три токовых реле, подключенных к ТТ, соединенным в полную звезду, имеет место снижение чувствительности на 15% при двухфазном КЗ на стороне НН 6-10 кВ.

13 Как рассчитать ток небаланса в дифференциальной защите трансформатора?

При внешних КЗ и нагрузке вследствие нарушения равенства вторичных токов в реле появляется ток небаланса который может вызвать неправильную работу дифференциальной защиты:

Iнб = IIв - IIIв.

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

Каждая из этих причин порождает свою составляющую Iнб:

1) составляющую IнбTT, вызываемую наличием погрешностей (токов намагничивания) ТТ, питающих РЗ . С учетом токов намагничивания разность вторичных токов, проходящих через реле при внешнем КЗ:



Считая, что неравенство первичных токов по значению и фазе полностью скомпенсировано, получаем, что II/KII = III/КIII. С учетом этого: IнбTT = IIIнам – IIнам. Данное выражение показывает, что ток Iнб, обусловленный погрешностью ТТ, равен геометрической разности намагничивающих токов ТТ РЗ;

2) составляющую Iнб.peг которая появляется при изменении (регулировании) коэффициента трансформации Кт силового трансформатора.

При изменении Kт компенсация и равенство вторичных токов нарушаются, и в дифференциальном реле появляется ток небаланса Iнб.peг.



где Iсквmax - сквозной ток, протекающий через трансформатор.

3) составляющую небаланса, возникающую при неточной компенсации неравенства токов плеч Iнб.комп, которая появляется, когда регулирующие возможности выравнивающих устройств не позволяют подобрать расчетные значения (wу или kа), необходимые для полной компенсации;

4) составляющую, обусловленную наличием тока намагничивания у силового трансформатора. Ток намагничивания нарушает расчетное соотношение между первичным и вторичным токами силового трансформатора и вызывает ток

Iнб.нам = Iнам.

В нормальном режиме Iнам силового трансформатора не превышает 1-5% номинального тока; при КЗ ток намагничивания уменьшается; при неустановившемся режиме, связанном с внезапным увеличением напряжения на трансформаторе, ток намагничивания силового трансформатора резко возрастает. В режиме нагрузки и КЗIнб.нам обычно не учитывается.

В общем случае полный ток небаланса: Iнб = Iнб TT + Iнб.pег + Iнб.комп 


14 Работа электромагнитного реле на переменном токе. (РП-25)

Электромагнитные реле, благодаря простому принципу действия и высокой надежности, получили самое широкое применение в системах автоматики и в схемах защиты электроустановок. Электромагнитные реле делятся на реле постоянного и переменного тока.

Рассмотрим работу электромагнитных реле на переменном токе.

При периодическом изменении направления переменного тока, проходящего по обмотке электромагнитного реле, также периодически изменяется полярность намагничивания как сердечника, так и якоря реле. Поэтому сердечник и якорь всегда обращены друг к другу разноименными полюсами и притягиваются.

Следовательно, направление силы притяжения якоря не зависит от направления тока в обмотке реле, и поэтому электромагнитные реле могут применяться как для постоянного, так и для переменного тока.

Однако при включении обмотки электромагнитного реле в цепь переменного тока сила притяжения якоря также будет переменной по величине ибудет изменяться с двойной частотой от нуля до наибольшего значения.

Таким образом, если частота переменного тока составляет 50 Гц, то сила притяжения якоря будет 100 раз в течение 1 с достигать наибольшего значения и 100 раз становиться равной нулю.

Вследствие этого, когда электромагнитная сила притяжения FЭ,уменьшаясь, становится меньше противодействующей силы FM, создаваемой пружиной и весом якоря, якорь будет отходить, а затем вновь притягиваться при нарастании силы притяжения. Эти колебания якоря (вибрация) ухудшают работу контактов реле, вызывают их подгорание и неприятное гудение реле. Особенно нежелательна вибрация у реле, работающих нормально с притянутым якорем (например, магнитные пускатели).

Для устранения вибрации на часть полюса сердечника насаживается медный короткозамкнутый виток, называемый экраном.

Благодаря этому магнитный поток, создаваемый током, проходящим по обмотке реле, расщепляется на два потока Ф1 и Ф2, сдвинутые между собой на некоторый угол. Каждый магнитный поток будет создавать силу притяжения якоря FЭ1 и FЭ2.

В результате суммарная сила притяжения FЭ.СУМ равная FЭ1+ FЭ2, будет иметь незначительные колебания и всегда будет превышать противодействующую силу пружины и веса якоря FМ. Поэтому реле с экранами вибрации подвижной системы не имеют.

15 Расскажите порядок расчета продольной дифференциальной защиты трансформатора.

Порядок расчета дифференциальной защиты следующий:

Ток срабатывания дифференциальной защиты рассчитывают по двум условиям:

а) отстройки от броска тока намагничивания при включении силового трансформатора
 
гдеКн - коэффициент надежности, зависит от типа реле, для цифровых реле Кн=1,1; Iн - номинальный ток силового трансформатора. 

б) отстройки от тока небаланса при внешних КЗ 
 
где Iнб.расч - ток небаланса, протекающий в защите при сквозном КЗ, приведенный к главным цепям.

Расчетное значение тока небаланса можно определить по формуле 
 

где Кодн - коэффициент однотипности трансформаторов тока, при защите силовых трансформаторов Кодн = 1; Ка - коэффициент, учитывающий влияния периодических составляющих: Ка = 2;ε - относительная погрешность трансформаторов тока, в расчетах принимается ε = 0.1;∆Uр - относительная погрешность обусловленная РПН принимается равной половине суммарного диапазона регулирования напряжения, ∆Uр=0,1.

Ток срабатывания защиты выбирается по наибольшему из двух полученных значений.

Ток срабатывания реле.



Для дифференциальной защиты, полученный ток срабатывания реле является током уставки.

Чувствительность дифференциальной защиты определяется при КЗ в пределах защищаемой зоны, когда токи КЗ имеют минимально возможные значения.

Коэффициент чувствительности 



где Iк - ток реле при КЗ в зоне защиты;