ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА И ДОПУСТИМОЙ ВТОРИЧНОЙ НАГРУЗКИ



Исходя из тока нагрузки защищаемого элемента, его рабочего напряжения и вида защиты, выбирают тип трансформатора тока и его номинальный коэффициент трансформации, после чего про­водится проверка на термическую и динамическую стойкость.

Для дифференциальных и других защит, требующих точной работы трансформатора тока при больших кратностях первичного тока, выбираются трансформаторы тока класса Р (Д). Для защит, требующих точной работы трансформаторов тока при меньших значениях первичного тока I 1макс можно выбирать трансформаторы классов 1, 3 и 10. По сравнению с трансформаторами тока класса Р эти трансформаторы насыщаются при меньших кратностях тока.

Выбранные таким образом трансформаторы тока проверяют на точность работы, обеспечивающую правильное действие пи­тающейся от них релейной защиты. Проверка сводится к определе­нию действительной нагрузки z н  и сопоставлению ее с zн.доп. Для  этой цели определяют максимальную кратность К1макс и, пользуясь указанными выше данными заводов-изготовителей, находят допу­стимое сопротивление вторичной нагрузки zн.доп при котором погрешность трансформаторов тока не превышает 10%. Действи­тельная нагрузка z н должна удовлетворять условию: z н ≤ zн.доп. При выполнении этого условия погрешность трансформаторов тока в установившемся режиме не будет превышать заданной, т. е. 10%.

 

Выбор z н по кривым предельной кратности К10 = f (z н).

Этот метод является самым простым и им следует пользоваться как основным методом расчета точности работы трансформаторов тока класса Р. Выбор производится в следующем порядке:

а)    Находят максимальный первичный ток I 1макс, при котором погрешность ε не должна превышать 10%.

б)    Вычисляют максимальную кратность первичного тока по формуле

где kа — коэффициент, учитывающий влияние апериодической составляющей тока к. з. на работу трансформаторов тока в пере­ходном режиме, kа принимается равным 1,2—2; для защит, не подверженных влиянию переходных процессов (имеющих выдерж­ку времени или включаемых через БНТ), kа = 1;

α — коэффициент, учитывающий возможное отклонение дей­ствительной характеристики намагничивания данного трансфор­матора тока от типовой. Коэффициент α принимается равным 0,8— 0,9.

в) По заводской кривой К10 = f (z н) (рис. 3-3, а) определяется zн.доп для вычисленного значения К10макс.

г) Определяется действительное сопротивление нагрузки z н с учетом сопротивления проводов и реле и проверяется, что z н ≤ zн.доп. Если z н > zн.доп, то увеличивается коэффициент транс­формации nт выбираемого трансформатора тока, или выбирается трансформатор тока, у которого при К10макс допускается большее значение zн.доп, или принимаются меры к уменьшению z н.

2. Выбор 2Н по кривым 10%-ной погрешности для трансформаторов тока класса Д, изготовленных по старому ГОСТ 7746-55. Расчет ведется аналогично предыдущему случаю: определяется I1 макс, m10макс=   и затем по кривой m10 = f (z н ) находится допустимая нагрузка zн.доп. Зависимость m10 = f (z н ) дается заводами для случая, когда сумма углов α + γ = 90°. При этом, как это следует из диаграммы на рис. 3-1, в и уравнения (3-4а), по­грешность по току ΔI имеет максимальное значение, а по углу δ минималь­ное. В действительности α + γ < 90° и поэтому фактическая погрешность ΔI < 10%, а δ > 0, но меньше 7°.

3.           Выбор z н по типовой кривой намагничивания, представляющей зависимость максимальной, индукции в сердечнике Вm  от действующего значения напряженности магнитного поля Н = (А/см). Расчет ведется по данным информационного материала завода о значениях Впр, Q, l, w2. Так же как и в предыдущем случае сначала определяют максимальный первичный ток I 1макс , при  котором необходимо обеспечить ε = 10%. Затем находят ток Iнам10 при ε = 10%, из уравнения Iнам10= ε I 2макс , здесь I 2макс = I 1макс / nT .

По найденному значению Iнам10 , по типовой характеристике намагничи­вания Вт = f (awуд) определяют Вт10, а затем находят Е2, наводимую во вторичной обмотке при Вт10 Е210 = 4,44Вт10 Qlw2 f. Зная Е210 определяют zн.доп, при котором ε'= 10%. Считая, что сопротивлением вторичной об­мотки можно пренебречь, получают:

здесь коэффициент 0,9 учитывает уменьшение вторичного тока I 2  на величину принятой погрешности 10%. Задавшись другим значением е, например 20%, можно таким же пу­тем найти zн.доп.

Выбор z н по характеристике U2 = f(Iнам) При отсутствии сведений о погрешности трансформатора тока его пригодность для данной защиты и допустимая нагрузка вторичной цепи z н могут быть приближенно оценены по характеристике зависи­мости вторичного тока намагничива­ния I2нам от вторичного напряже­ния U2. Характеристика снимается опытным путем по схеме, приведенной на рис. 3-5, а. Меняя напряжение U2на зажимах вторичной обмотки, измеряют соответствующий каждому зна­чению U2ток во вторичной обмотке, который является током намагничи­вания I2нам. На основании полученных данных строится зависимость U2= f (I2нам) (рис. 3-5, б).

Вследствие малой величины сопротивления вторичной обмотки z2 при­нимается, что U2Е2 и тогда полученная характеристика может рассма­триваться как зависимость Е2 = f (I2нам)-

На основании этой характеристики можно определить значение Е2, при котором наступает насыщение, и, пользуясь формулой (3-7), вычислить допустимую нагрузку при заданном токе к. з.

Вторичный ток. Трансформаторы тока выполняются со вторичным номинальным током 5 и 1 А. Мощность нагрузки SН = . Поэтому одноамперный трансформатор тока может нести нагрузку в 25 раз большую, чем пятиамперный, имеющий те же конструктивные параметры.

 

Приведенные методы расчета допустимой нагрузки трансфор­маторов тока из условия 10%-ной погрешности пригодны для установившегося режима. В переходном режиме аперио­дическая составляющая тока к. з. намагничивает сердечник тран­сформатора тока, что приводит к резкому увеличению Iнам, а сле­довательно и, увеличению погрешности трансформатора тока. Учет влияния апериодической составляющей увеличением в 2 раза расчетного значения максимальной кратности тока введением коэф­фициента ка в уравнение (3-9) не дает гарантии сохранения требуе­мого уровня погрешности в переходном режиме. Исследование и опыты показывают, что в переходном режиме трансформаторы то­ка с нагрузкой и кратностью К1макс,обеспечивающей в установив режиме ε = 10%, могут иметь погрешность,  доходящую до 70-80%.            

Имеется ряд предложений по расчету погрешностей в переход­ном режиме, но все они еще не применяются в повседневной прак­тике ввиду их сложности и приближенности [Л. 88].


Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 268; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!