Влияние токов небаланса в трансформаторах тока на работу дифференциальной защиты
Введение.
Бесперебойная работа энергосистем и входящих в их состав электростанций, электрических сетей и электроустановок потребителей в значительной мере зависит от эксплуатации устройств релейной защиты и автоматики (РЗА). Поэтому надежность работы устройств релейной защиты, хороша чувствительность срабатывания и отсутствие фактов ложной работы является основными требованиями к системам защиты [1].
В целях обеспечения безопасности работы оборудования и его защиты от последствий коротких замыканий (КЗ) применяются устройства РЗА, различающиеся по своему принципу работы. Одним из таких устройств является дифференциальная защита. Она отличается быстротой действия и абсолютной селективностью, то есть она способна точно выявлять неисправные участки и быстро отключать их от нормально работающих участков. Дифференциальная защита используется для защиты трансформаторов, генераторов, электродвигателей, сборных шин, линиий электропередачи.
Защитный механизм базируется на сравнении параметров и фаз тока в начале линии и её окончании (рис.1). Процесс сравнения происходит посредством соединения вторичных обмоток трансформатора проводами по двум сторонам линии. Циркуляция вторичных токов I1 и I2 в проводах является непрерывной. Реализация механизма дифференциальной зашиты параллельно параллельно трансформаторам тока предполагает также включение измерительного органа тока ОТ.
Значение тока в обмотке органа постоянно является равным геометрической сумме токов, которые поступают от двух трансформаторов: Iр = I1 + I2. При одинаковых значениях коэффициентов трансформации трансформаторов тока, в условиях нормальной работы и при внешнем КЗ токи имеют встречное направление в ОТ и являются вторичными по значению I1 = I2. Следует отметить, что в обмотках ОТ Iр = I1 + I2 =0 и ОТ ток не действует. В случае КЗ возникновения КЗ в зоне, которая является защищаемой, будет наблюдаться совпадение токов в обмотке ОТ по фазе и, соответственно, их суммирование: Iр = I1 + I2. При условии Iр Iс.з., срабатывание органа тока будет реализовано и ВО сможет воздействовать через выходной орган для отключения выключателей линии.
Исходя из этого, дифференциальная защита, которая имеет постоянную циркуляцию токов, может среагировать на полный ток КЗ при условии при возникновении в зоне, что защищена. При этом будет обеспечено мгновенное отключение.
Рис.1. Принцип выполнения дифференциальной защиты
а - короткое замыкание вне защищаемой зоны
б - короткое замыкание в защищаемой зоне
Применяются в основном три способа, которые позволяют устранить или минимизировать ток небаланса, что появляется в случае неравенства вторичных токов [3]:
1. Применение промежуточных трансформаторов тока, включенных в плечи дифференциальной защиты для выравнивание вторичных токов, подводимых к дифференциальному реле;
2. Создаваемые неодинаковыми по значению токами плеч дифференциальной защиты, выравниваются в самом дифференциальном реле магнитодвижущих сил (МДС),
3
Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы
. При соединении обмоток трансформатора используются разные схемы схем.
Основная часть.
Наличие неточностей в трансформаторах тока представляют собой значимую причину возникновения токов небаланса в обмотке реле дифференциальной защиты в условиях внешнего короткого замыкания и нормального режима действия. Степень погрешности работы трансформатора тока может быть определена значением тока намагничивания. В связи с наличием значительный погрешностей возможно появление задержки в срабатывании механизмов РЗА, их ложный отклик или отказ работы. При этом в РЗА погрешность трансформации выше, чем в измерительной технике. Эти данные являются важными для дифференциальной защиты, поскольку наряду с токами намагничивания ТТ происходит возрастание тока небаланса в схеме защиты. Это очень важно для дифференциальных защит, т.к. вместе с токами намагничивания ТТ увеличиваются и токи небаланса в схеме защиты.
Это обусловлено тем, что рабочий режим большей части видов релейных защит основан на переходном процессе в первичной цепи. Задачей самой защиты является определение характера и локализации нарушений с минимально возможной погрешностью, затем проведение соответственной операции. Такой механизм представляется реальным при условии наличии питания защитных схем от измерительного трансформатора. Трансформаторы же должны в условиях таких режимов иметь необходимую степень точности и постоянство погрешности, что можно предварительно учесть.
Значение токов небаланса в условиях переходного режима связано с апериодической частью первичного тока. В условиях переходного режима на этапе возникновения КЗ на характер и значение тока небаланса существенно воздействует именно апериодическая часть первичного тока. Важно отметить, что самое высокое значение ударного или полного тока оказывается выше значения тока КЗ на величину около 1,5-1,8 раз [4].
Уровень точности определяется характером и значением нагрузки на трансформатор тока, увеличиваясь в условиях роста первичного тока. Значения токов небаланса не должно превышать допустимых норм в случае внешних КЗ. С этой целью трансформаторы тока выбирают по 10 % кривым максимального уровня погрешности. В случае правильного выбора нагрузки в цепи вторичной обмотки сердечник трансформатора не превышает допустимых норм магнитного насыщения. Это относится к разным вариантам кратности токов КЗ внешнего типа. Величины токов небаланса не превышают норм, включая обстоятельства использования трансформаторов тока различных видов, что существенно отличаются уровнем погрешности. При наличии дифференциальной зашиты генератора, невзирая на первичные токи, вторичные имеют некоторые отличия в плечах защиты по: фазе до 7 и величине до 10 % [5]. Отличия обусловлены неточностями работы трансформаторов тока.
С целью уменьшения тока небаланса, который вызван наличием неточностей в работе трансформаторов тока, руководствуются правилами:
Используются сердечники с высоким уровнем намагничивания, включая сердечники классов Д и Р [6, 7];
2
50% статьи недоступно для прочтения
Закажи написание статьи по выбранной теме всего за пару кликов. Персональная работа в кратчайшее
время!
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Задать вопрос
