22 Дз трансформатора. Особенности дз трансформатора.
ОСОБЕННОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА:
1. НАЛИЧИЕ ТОКОВ НАМАГНИЧИВАНИЯ, особенно при включении трансформатора
2. РАЗЛИЧНЫЕ УРОВНИ НАПРЯЖЕНИЯ НА СТОРОНАХ ТРАНСФОРМАТОРА,значит различные токи на сторонах трансформатора
3. РАЗЛИЧНЫЕ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ СИЛОВЫХ ОБМОТКОК, значит наличие фазового сдвига тока на различных сторонах
4. НАЛИЧИЕ УСТРОЙСТВ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПОД НАГРУЗКОЙ, что приводит к изменению соотношения токов на разных сторонах трансформатора
5. НАЛИЧИЕ ТОКОВ ПОДПИТКИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ СО СТОРОНЫ СРЕДНЕГО ИЛИ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ.
Принцип действия ДЗ тр-ра основан на сравнении величины и направленных токов до и после трансформатора. При выполнении кз и режиме нагрузки,ток со стороны высокого и низкого напряж направлен в одну сторону. При кз в трансформаторе, токи стороны высокого и низкого напряж направлены встречно от шин к месту повреждения. В первом случае защита не должна срабатывать, а во втором должна срабатывать мгновенно. Для выполнения защиты ТА устанавливаются со всех сторон трансформатора.
23 Компенсация токов небаланса. Компенсация токов по величине. Компенсация фазового сдвига.
Для нее необходимо подобрать ТА так, чтобы в нормальном режиме работы трансформатора, токи вторичн обмоток ТА были примерно одинаковыми 1)опред первичные номинальные токи 2)определяются расчётные коэф-ты трансформации ТА 3)по расч коэф выбираются действительные коэф трансформации ТА 4)опред вторичные номинальные токи при выбранных коэф трансформации ТА
24 Уменьшение тока небаланса вызванного апериодической составляющей тока короткого замыкания (кз).
При внезапном КЗ возникает переходный процесс, во время которого в токе КЗ Iк (рис. 10.3) кроме вынужденной периодической составляющей Iк.п = Imsin(ω t - 90°) появляется свободная апериодическая составляющая Iка = -Ime-t/T1. Время затухания ее зависит от постоянной времени первичной цепи, по которой
проходит первичный ток, T1 = L/R, но не превышает долей секунды. В начальный момент iк.а = - iк.п.
Каждая составляющая тока КЗ IК, проходящего по первичной обмотке ТТ, делится на две части: одна часть (iк.a и iк.п) трансформируется во вторичную обмотку ТТ, а вторая – большая идет на намагничивание магнитопровода, образуя ток iнам, как показано стрелками на схеме замещения ТТ (рис. 10.4). Из рис. 10.3 ясно, что скорость изменения (di/dt) апериодической составляющей JK a значительно меньше скорости изменения переменной составляющей iк.п. Поэтому ток Iк.а плохо трансформируется во вторичную цепь и большая его часть Iа.нам идет на намагничивание магнитопровода, что ухудшает трансформацию iк.п и увеличивает его часть, поступающую в ветвь намагничивания. Из сказанного следует, что основной причиной, ухудшающей работу ТТ в переходном режиме,
является появление апериодической составляющей в токе КЗ, приводящее к насыщению магнитопровода и резкому увеличению тока намагничивания. Дополнительное ухудшение работы ТТ вносит внезапное появление в замкнутом контуре цепи намагничивания и вторичной обмотки токов Iп.нам и Iа-нам (кривые 2 и 3), обусловленных составляющими тока КЗ Iк.п и Iк.а. Так как во вторичной цепи ТТ, содержащей индуктивности Lнaм, Lв, Lн (Хнам, Хв, Хн), ток изменяться скачком не может, то в начальный момент t = 0 в ветви намагничивания и во вторичной обмотке возникают свободные апериодические токи Iсв.п (кривая 4) и Iсв.в (кривая 5), компенсирующие в первый момент времени вынужденные составляющие Iп.нам и Iа.нам соответственно. Свободные токи замыкаются в контуре, образованном ветвями намагничивания и вторичной обмотки ТТ и затухают с постоянной времени Т2 = (Lнам + Lв + Lн)/(Rв + Rн). Кривая 6 представляет результирующий апериодический ток Iа.нам.рез = Ia.нам + + Icв.п - Iсв.а. Суммируя мгновенные значения кривых 6 и 2, получаем результирующее значение полного тока Iнам ТТ (кривая 1). Асимметричный характер изменений Iнам в неустановившемся режиме определяется наличием апериодической составляющей в IК. Затухание результирующей апериодической составляющей Ia.нам.рез происходит медленнее, чем затухание вызвавшего его апериодического тока КЗ Iк.а и Ia.нам, так как постоянная времени цепей ТТ T2 « Т1. В результате переходный процесс во вторичной цепи проходит дольше, чем в первичной, где появляется и проходит ток КЗ IК. Резкое увеличение токов Iнам трансформаторов тока и их разности приводит к резкому увеличению значения тока небаланса в неустановившемся режиме. Кривая тока небаланса имеет две характерные особенности (рис. 10.5, а, б). Во-первых, Iнб достигает наибольшего значения не в момент максимума первич- ного тока Iк, а несколько позже и затухает медленнее тока Iк. Во- вторых, кривая Iнб имеет явно выраженный асимметричный характер, означающий, что ток небаланса содержит апериодическую составляющую Iа.нб. Эта составляющая, являющаяся следствием тока Iа-нам, в основном определяет продолжительность затухания небаланса, его максимальное значение и отставание последнего во времени от максимума Iк. В этом можно убедиться, разложив кривую Iнб на ее составляющие, как это показано на рис.
10.5, б. Таким образом, возникновение КЗ сопровождается переходным процессом как в первичной, так и во вторичной цепи ТТ, появляющиеся при этом апериодические свободные токи ухудшают работу ТТ, вызывая повышенное намагничивание их магнитопровода. В результате этого в дифференциальной РЗ во время переходного периода возникают повышенные токи небаланса.
Для приближенной оценки влияния апериодической составляющей тока КЗ в неустановившемся режиме при выборе ТТ вводится коэффициент kа, с учетом которого Красч=ka(Iк max/Iном ТТ)_ Для быстродействующих РЗ (с t = 0,1 с) принимают ka = 2, для РЗ с t = 0,1 - 0,3 с ka = 1,5 и при t = 1 с ka = 1. Существенное влияние на увеличение тока небаланса оказывает также остаточное намагничивание магнитопровода ТТ.
Трансформатор тока остается в намагниченном состоянии, если проходящий через него ток прерывается (отключается) в момент времени, когда он и создаваемый им магнитный поток не
равны нулю. В этом случае в сердечнике ТТ остается магнитный поток Фост, который был в нем в момент отключения тока. Если при последующем КЗ остаточный поток Фост совпадает по знаку с магнитным потоком Фкз. обусловленным током КЗ (особенно его апериодической составляющей), то образуется результирующий поток, равный их сумме Фост + Фк. Этот поток может достигать весьма большого значения и вызывать насыщение магнитопровода, в результате чего резко возрастает Iнам и, как следствие, увеличивается Iнб.