15. Анализ схемы соединения обмоток тт «неполная звезда». Область применения. Неполная звезда схема подключения

17. Анализ схемы соединения тт «неполная звезда». Область применения.

Схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

ТТ устанавливаются в двух фазах (обычно А и С), вторичные обмотки и обмотки реле соединяются аналогично схемы полной звезды.

Рисунок 2.9 – Схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду.

В нормальном режиме и при трёхфазном к.з. в реле I и III проходят токи соответствующих фаз:

; ,

В нулевом проводе ток равен их геометрической сумме: Фактически ток в нулевом проводе соответствует току фазы В, отсутствующей во вторичной цепи.

В случае двухфазного к.з. токи появляются в одном или двух реле (I или III) в зависимости от того, какие фазы повреждены.

Ток в обратном проводе при двухфазных к.з. между фазами А и С, в которых установлены трансформаторы тока, равен нулю, т.к. IA = - IC, а при замыканиях между фазами AB и ВC он соответственно равен IН.П = - Iа и IН.П = - IС.

В случае однофазного к.з. фаз (А или С), в которых установлены трансформаторы тока, во вторичной обмотке трансформатора тока и обратном проводе проходит ток к.з. При замыкании на землю фазы В, в которой трансформатор тока не установлен, токи в схеме защиты не появляются; следовательно, схема неполной звезды реагирует не на все случаи однофазного к.з. и поэтому применяется только для защит, действующих при между фазных повреждениях. Рассмотрев поведение защиты при различных видах замыканий, нетрудно заметить, что при трехфазном замыкании работают три реле, при двухфазном - два; при замыкании фазы В на землю защита не работает.

Выводы:

1. Схема неполной звезды реагирует на все виды междуфазных замыканий.

2. Схема достаточно надежна, т.к. при любом междуфазном замыкании срабатывают, по крайней мере, два реле.

3. Для ликвидации однофазных замыканий требуется дополнительная защита.

4. используется для подключения защиты от междуфазных к.з.

Коэффициент схемы КСХ = 1.

18. Анализ схемы соединения тт «треугольник». Область применения.

Схема соединения ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду

Вторичные обмотки трансформаторов тока, соединенные последовательно разноименными выводами, образуют треугольник. Реле, соединенные в звезду, подключаются к вершинам этого треугольника. Из токораспределения на рисунке 2.10, а) видно, что в каждом реле проходит ток, равный геометрической разности токов двух фаз:

; ;.

Рисунок 2.10 – Схема соединения ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду – а), векторная диаграмма токов – б).

При симметричной нагрузке и трехфазном к.з. в каждом реле проходит линейный ток, в раз больший фазных токов и сдвинутый относительно последних по фазе на 30°

(рисунок 2.10, б).

В таблице 2.2 приведены значения токов при других видах к.з. в предположении, что коэффициент трансформации трансформаторов тока равен единице (КТ = 1).

Таблица 2.2 – Значения токов при различных видах к.з.

Вид короткого замыкания	Поврежденные фазы	Токи в фазах	Токи в реле
Вид короткого замыкания	Поврежденные фазы	Токи в фазах	I	II	III
Двухфазное	А, В	IB= -IA, IC=0	2IA	IB	-IA
	В, С	IC= -IB, IA=0	-IB	2IB	IC
	С, А	IA= -IC, IB=0	IA	-IC	2IC
Однофазное	А	IA=IK, IB=IC=0	IA	0	-IA
	В	IB=IK, IA=IC=0	-IB	IB	0
	С	IC=IK, IB=IC=0	0	-IC	IC

Таким образом, схема соединения трансформаторов тока в треугольник обладает следующими особенностями:

1. Токи в реле проходят при всех видах к.з., и, следовательно, защиты по такой схеме реагируют на все виды к.з.

2. Отношение тока в реле к фазному току зависит от вида к.з.

3. Токи нулевой последовательности не выходят за пределы треугольника трансформаторов тока, не имея пути для замыкания через обмотки реле, значит при к.з. на землю в реле попадают только токи прямой и обратной последовательностей, т. е. только часть тока к.з.

В рассматриваемой схеме ток в реле при 3-х фазных симметричных режимах в раз больше тока в фазе, поэтому коэффициент схемыКСХ =.

В соответствии с таблицей 3 коэффициент схемы при 2-х фазных к.з. для разных реле соответствует значениям КСХ = 2 или 1 , а при однофазных к.з. – КСХ = 1или 0.

Описанная выше схема применяется в основном для дифференциальных и дистанционных защит

studfiles.net

Схема - неполная звезда - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Схема - неполная звезда

Cтраница 4

При этом, как следует из распределения токов на стороне высшего напряжения ( см. рис. 5.9, в), схема с включением реле на разность токов двух фаз, например Л и С, вообще непригодна, так как отказывает в действии при повреждении фазы В, а схема неполной звезды имеет при этом пониженную чувствительность и поэтому должна дополняться третьим реле, включенным в обратный провод неполной звезды в тех случаях, когда это обеспечивает достаточную чувствительность. [47]

При этом, как следует из распределения токов на стороне высшего напряжения ( рис. 11.4, б), схема с включением реле на разность токов двух фаз, например Л и С, вообще непригодна, так как отказывает в действии при повреждении на землю фазы В, а схема неполной звезды имеет при этом пониженную чувствительность и поэтому должна дополняться третьим реле, включенным в обратный провод. [48]

В сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью защита, выполненная по схеме полной звезды, может при двойных замыканиях на землю отключить оба места повреждения, что нежелательно, поэтому для отключения многофазных коротких замыканий и ликвидации двойных замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью защиту следует выполнять по схеме неполной звезды или по схеме включения реле на разность токов двух фаз. [49]

При этом, как следует из распределения токов на стороне высшего напряжения ( рис. 14.4, б), наиболее простая однорелейная схема защиты с включением реле на разность токов двух фаз, например А и С, вообще непригодна, так как отказывает в действии при повреждении на землю фазы В, а схема неполной звезды может оказаться недостаточно чувствительной и поэтому должна дополняться третьим реле, включенным в обратный провод. Из-за этого в ряде случаев применяется специальная токовая защита нулевой последовательности ( см. рис. 14.3, 6), выполненная посредством, например, вторичного реле КАТ прямого действия типа РТВ. Реле присоединяется к трансформатору тока ТА, установленному в нулевом проводе между силовым трансформатором и точкой заземления нейтрали. При нормальной работе ток в реле определяется несимметрией нагрузки и токами 3 - й гармонической, имеющей наибольшее значение при подключении к трансформатору газоразрядных ламп. [50]

Оборудование, необходимое для схем. Схема неполной звезды требует меньше ТТ и реле, чем полная. Максимальная токовая защита при схеме неполного треугольника выполняется всего одним реле тока. Токовые защиты являются самыми распространенными в распределительных сетях и у потребителей. На их выполнение расходуется основная масса релейного оборудования. Поэтому экономия при выполнении токовых защит имеет важное значение. [51]

Действительно, для схемы неполной звезды / с. [52]

Двухфазная двух - и трехрелейная схема с соединением трансформаторов тока и реле в неполную звезду. Обычно для выполнения схемы неполной звезды используются трансформаторы тока, установленные в фазах Л и С. [54]

Защита выполняется по схеме неполной звезды на постоянном оперативном токе ( рис. 5.31) с использованием двух трансформаторов тока ТА1 и ТА2, установленных в фазах А и С за выключателем Q. Исходя из требований техники безопасности, вторичные обмотки трансформаторов тока заземляются. Измерительный орган защиты выполнен из двух максимальных реле тока КА1, КА2 типа РТ-40, а орган выдержки времени представляет собой реле времени AT типа РВ-100. В схему защиты включены промежуточное реле KL типа РП-23 и указательное реле КН типа РУ-1. Необходимость промежуточного реле обусловливается недостаточной коммутационной способностью контактов реле времени. При возникновении повреждения срабатывают реле тока КА1 и КА2 ( или одно из них) и контактами КА1 и КА2 ( или одним из них) замыкают цепь обмотки реле времени КГ, приводя его в действие. По истечении установленной выдержки времени реле замыкает контакт КТв цепи обмотки промежуточного реле KL, которое, срабатывая, замыкает контакт KL и отключает выключатель. При этом указательное реле КН фиксирует действие защиты на отключение. Контакт промежуточного реле KL не рассчитан на отключение тока, потребляемого электромагнитом отключения YAT. Поэтому в цепь электромагнита отключения последовательно с контактом реле KL включен вспомогательный контакт выключателя Q, который размыкает цепь К4Гпри отключении выключателя. [55]

Защита выполняется по схеме неполной звезды с дешунтированием электромагнитов отключения, с промежуточными реле РП-341 и реле времени РВМ-12. [57]

Защита выполняется по схеме неполной звезды на постоянном оперативном токе ( рис. 6.10) с использованием двух трансформаторов тока ТА1 и ТА2, установленных в фазах А и С за выключателем Q. Исходя из требований техники брзппяснпг-ти вторичные обмотки трансформаторов тока заземляются. [59]

Страницы: 1 2 3 4 5

www.ngpedia.ru

Схемы мтз | Релейная защита

Полная звезда (трехфазная трехрелейная схема, 9; kCX = 1) применяется редко, так как в сетях 6-35 кВ при двойных замыканиях на землю она может приводить к неселективному отключению поврежденных линий. Чувствительность такой защиты, установленной на трансформаторах 110 кВ и выше, необходимо искусственно снижать, не допуская действия защиты при внешних однофазных КЗ. В сетях 110 кВ и выше обычно используют дистанционную защиту .

Неполная звезда (двухфазная двухрелейная или трехрелейная схема, 10) используется для защиты в электрических сетях 6-35 кВ, то есть в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где не может быть однофазных КЗ. Для уменьшения вероятности неселективных отключений при двойных замыканиях на землю ТТ во всей сети устанавливают на одноименных фазах (обычно А и С). На трансформаторах со схемами соединения обмоток «звезда/треугольник» (Y/Δ) и «треугольник/звезда» (Δ/Y), а также на линиях, питающих такие трансформаторы, следует использовать трехрелейную схему : при двухфазном КЗ на стороне низшего напряжения (НН) трансформатора ток КЗ в одной из фаз на стороне высшего напряжения (ВН) будет в два раза выше, чем в двух других. В одном из трех случаев двухфазных КЗ этой фазой будет являться фаза B, не охваченная защитой, и чувствительность защиты снизится в два раза. Для повышения чувствительности в этом случае в обратный провод двухфазной схемы следует включить дополнительное реле KA3 (показано пунктиром на 10).

Треугольник (обмотки реле соединяются по схеме звезды, а вторичные обмотки трансформаторов тока — по схеме треугольника, 11; kCX = √3; схема оперативного тока такая же, как для полной звезды — см. 9) используется для защиты трансформаторов 35 кВ и выше.

Защита, выполненная по этой схеме, не действует при внешних однофазных КЗ (в отличие от схемы полной звезды).

На двухобмоточных трансформаторах со схемой соединения обмоток «звезда/треугольник» (Y/Δ) одно из трех реле может быть исключено без ухудшения чувствительности защиты (реле KA2 на 11).

Неполный треугольник (двухфазная однорелейная схема, 12; kCX = √3) ввиду значительных недостатков допустимо использовать только для защиты электродвигателей выше 1 кВ мощностью не более 2 МВт [3, 5]. Этот способ соединения вторичных токовых цепей иногда называют схемой включения реле «на разность токов двух фаз».

energy-ua.com

15. Анализ схемы соединения обмоток тт «неполная звезда». Область применения.

Достоинства этой схемы соединения — она хорошо реагирует на все виды короткого замыкания, кроме КЗ на землю фазы в который трансформатор тока не установлен. Эта схема используется только для междуфазных защит.

В обратном проводе проходит ток равный геометрической сумме токов фаз:

Фактически ток в обратном проводе соответствует току фазы В отсутствующей во вторичной цепи.

При нормальном нагрузочном режиме и в режиме 3-х фазного к.з. токи проходят в обоих реле и в обратном проводе.

При 2-х фазном к.з. токи появляются в одном (при к.з. между фазами А-В и В-С) или двух реле (при к.з. А-С) в зависимости от того, какие фазы замкнулись.

Ток в обратном проводе при к.з. между фазами А-С, в которых установлены трансформаторы тока, будет равен нулю т.к. , а при к.з. между фазами А-В и В-С будет соответственно равен (к.з. А-В) и (к.з. В-С).

При 1 фазных к.з. фаз А или С, в которых установлены ТТ появляется ток в одном реле (в фазе А или С) и в обратном проводе. При 1 фазном к.з. фазы В, в которой ТТ не установлен, токи в схеме неполной звезды не появляются, т.е. схема неполной звезды реагирует не на все случаи однофазных к.з.

Учитывая вышеизложенное схему соединения ТТ и обмоток реле в неполную звезду применяют только для токовых защит, действующих при междуфазных к.з.

16. Анализ схемы соединения обмоток тт «треугольник». Область применения.

ТТ устанавливаются во всех фазах, их вторичные обмотки соединяются

последовательно разноимёнными выводами образуя полный треугольник (рис. 3-12, в), а реле соединённые в звезду, подключаются к вершинам этого треугольника.

В каждом реле проходит ток, равный геометрической разности токов двух фаз проходит ток, равный геометрической разности токов двух фаз:

При симметричной нагрузке и в режиме 3-х фазного к.з. в реле рассматриваемой схемы проходят линейные токи, в 3 раз больше фазных токов и сдвинутые относительно последних по фазе на угол 300 (что видно из векторной диаграммы на рис. 3-12, в).

В схеме соединения ТТ в полный треугольник:

− токи в реле появляются при всех видах к.з.;

− отношение тока в реле к фазному току зависит от вида к.з.;

− токи нулевой последовательности не выходят за пределы треугольника, не имея пути для замыкания через обмотки реле (при 1 фазных к.з. в реле попадает только часть тока к.з. – только токи прямой и обратной последовательности).

Учитывая вышеизложенное схему соединения ТТ в треугольник применяют в основном для дифференциальных и дистанционных защит.

17. Мтз с пуском минимального напряжения.

Для повышения чувствительности максимальной токовой защиты

применяются схемы с пуском (с блокировкой) от реле минимального напряжения.

Такая защита называется максимальной токовой защитой с пуском (блокировкой) по напряжению. Из схемы видно, что защита будет действовать на отключение только после срабатывания реле минимального напряжения.

Для обеспечения надёжной работы защиты при всех видах междуфазных и однофазных к.з. устанавливаются три реле минимального напряжения 1, включаемые на линейные напряжения сети и одно реле минимального напряжения 2 реагирующее на появление напряжения нулевой последовательности.

В сетях с изолированной нейтралью токовая часть схемы МТЗ с пуском по напряжению выполняется двухфазной. В части реле напряжения схема выполняется 3-х фазной для обеспечения надёжной работы при 2-х фазных к.з., а реле напряжения, реагирующее на нулевую последовательность, не устанавливается, так как защита должна действовать только при междуфазных к.з.

Ток срабатывания МТЗ с пуском по напряжению отстраивается не от максимального тока нагрузки линии, а от тока нормальной нагрузки Iн. норм, который обычно в 1,5÷2,0 раза меньше Iн. макс.

Напряжение срабатывания защиты выбирается исходя из следующих условий:

реле напряжения не должны срабатывать (замкнуть контакты) при минимальном значении рабочего напряжения:

Uс.з. < Uраб.мин;

реле напряжения должны возвращаться (разомкнуть контакты) после отключения к.з. и восстановления напряжения до уровня минимального рабочего:

Uвоз. < Uраб.мин;

где ; Кн – коэффициент надёжности.

Учитывая, что окончательная формула для расчёта напряжения срабатыванияМТЗ с пуском по напряжению: ;

Напряжение Uраб.мин. обычно принимается на 5-10 % ниже нормального значения.

Чувствительность защиты по напряжению проверяется по максимальному значению напряжения при к.з. в конце зоны действия защиты, при этом коэффициент чувствительности:

;

studfiles.net

15. Анализ схемы соединения обмоток тт «неполная звезда». Область применения.

В обратном проводе проходит ток равный геометрической сумме токов фаз:

Фактически ток в обратном проводе соответствует току фазы В отсутствующей во вторичной цепи.

При нормальном нагрузочном режиме и в режиме 3-х фазного к.з. токи проходят в обоих реле и в обратном проводе.

16. Анализ схемы соединения обмоток тт «треугольник». Область применения.

ТТ устанавливаются во всех фазах, их вторичные обмотки соединяются

В схеме соединения ТТ в полный треугольник:

− токи в реле появляются при всех видах к.з.;

− отношение тока в реле к фазному току зависит от вида к.з.;

17. Мтз с пуском минимального напряжения.

Для повышения чувствительности максимальной токовой защиты

применяются схемы с пуском (с блокировкой) от реле минимального напряжения.

Напряжение срабатывания защиты выбирается исходя из следующих условий:

реле напряжения не должны срабатывать (замкнуть контакты) при минимальном значении рабочего напряжения:

Uс.з. < Uраб.мин;

реле напряжения должны возвращаться (разомкнуть контакты) после отключения к.з. и восстановления напряжения до уровня минимального рабочего:

Uвоз. < Uраб.мин;

где ; Кн – коэффициент надёжности.

Учитывая, что окончательная формула для расчёта напряжения срабатыванияМТЗ с пуском по напряжению: ;

Напряжение Uраб.мин. обычно принимается на 5-10 % ниже нормального значения.

;

studfiles.net

Схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в полную звезду. Особенности работы релейной зашиты по этой схеме.

Схемы соединений ТТ и обмоток реле в полную звезду.

2. Iа + Ib + Iс = 3Iо

Провод, соединяющий 0-ю точку ТТ и 0-ю точку обмоток реле, называется нулевым или обратным проводом.

Особенности схемы:

1. Защита реагирует на все виды КЗ.

2. Коэффициент схемы Ксх = 1, т.к. Iр = Iф.

При двойных замыканиях на землю в сетях с малыми токами замыкания на землю, если точки расположены на разных линиях, могут подействовать на отключение обеих линий при равенстве выдержек времени, что не желательно.

в нормальном режиме Iнп = (0,01 – 0,02) = Iнб А

при КЗ Iнп = (0,1 – 0,2) = Iнб А

Iр = Iф

Применяется в схемах с большими Iкз

Сеть с изолированной нейтралью.

Недостатки схемы:

1. Много электрических аппаратов: 3ТТ и 3 реле.

2. Эта схема реагирует на все виды КЗ с одинаковой чувствительностью при равных Iкз.

3. Ксх = 1, т.е. Iр = Iф

4. При двойных замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью tсз1 = tcз2.

При 1-фазном замыкании на землю в 2/3 случаях схема полной звезды в сети с изолированной нейтралью работают неправильно (неселективно).

Ток в нулевом проводнике определяется (1)

, где Iнб = IномА = IномВ = IномС

В нормальном режиме, а так же в режиме 3х, 2х фазных КЗ ток в 0-м проводнике отсутствует (3Iо=0), определяется только Iнб, который равен ΣIном ТТ. При 3х, 2х фазных КЗ Iнб = (0,1 – 0,2) А. Наличие Iнб определяется не идентичностью характеристик ТТ. Т.к. при отсутствии повреждения на землю в нулевом проводе течет Iнб, но неисправность 0-го провода или его отсутствие не может сказаться на работе схемы.

Однако при повреждении на землю по 0-му проводу замыкается ток повреждения, поэтому при отсутствии 0-го провода или его повреждении ток поврежденной фазы может замыкаться только через вторичные обмотки трансформатора тока неповрежденных фаз. В этих условиях режим ТТ приближается к режиму ХХ. Защита хоть и реагирует на КЗ 1-фазные на землю, но чувствительность очень маленькая. Следовательно выполнение схемы соединения в неполную звезду без 0-го провода не допустимо.

При 2 - фазном КЗ

При 3 - фазном КЗ

При 1 – ф КЗ на землю

Схема не работает без 0-го провода

46. Двухфазная двухрелейная и трехрелейная схема соединения трансформаторов тока в неполную звезду и особенности работы РЗА по этой схеме.

Двухфазная двухрелейная и трехрелейная схемы соединения трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду. Особенности работы релейной защиты по этой схеме.

Двухфазная трех и двух релейная схема с соединением ТТ в неполную звезду.

Особенности:

- реагирует на все виды КЗ, за исключением замыкания на землю фазы В.

- Ксх = 1.

- ток в обратном проводе проходит не только при замыкании на землю, но и

при межфазном КЗ, а также при нормальной работе. Следовательно,

обратный провод необходим для правильной работы схемы.

- в сетях с малыми токами при замыкании на землю схема в 2/3 случаев

работает селективно.

- чувствительность защиты может оказаться в 2 раза меньше по сравнению со

схемой полной звезды. Если чувствительность не достаточна, то в схему

включено еще 1 реле. Чувствительность этой схемы равноценно

чувствительности схемы полной звезды.

Сеть с изолированной нейтралью.

В обмотках трансформатора показано распределение Iкз при 2-х фазном КЗ за трансформатором Y/Δ (К4).

Эта схема используется для защиты от междуфазных КЗ. Имеет преимущество перед схемой полной звезды в сети с изолированной нейтралью, т.к. обеспечивает селективность в 2/3 случаях при 1фазном замыкании на землю.

Пусть замыкание К5 на шинах подстанции. Через некоторое время происходит К2 и получается 2-х фазное КЗ и аппаратура отключает. Кч = 2/3.

Т.к. Кч – низкий, то это недостаток. При включении 3 реле увеличивается чувствительность, но при этом увеличивается стоимость.

Схему трех релейной неполной звезды можно применять в сети с заземленной нейтралью, но только от междуфазных КЗ, т.к. при 1 фазном КЗ на землю фазы В защита действовать не будет.

47. Схема неполного и полного треугольника и особенности работы РЗА по этим схемам.

Схема соединения с 2 ТТ и одним реле, включенным на разность токов двух фаз (неполный треугольник).

Ксх = Ip = Ia - Ic

Особенности схемы:

- схема применяется для защиты от междуфазных повреждений.

- в нормальном режиме и при 3-х фазном замыкании в обмотке реле протекает ток, который в > Iф.

- защита обладает малой чувствительностью при 2-х фазных КЗ АВ и ВС, следовательно чувствительность в меньше чем чувствительность защит схем а, б.

Из-за этих недостатков применяется для защиты эл. двигателей.

При КЗ между АС Кч = Кч по схемам полной и неполной звезды Кч =

Схема соединения ТТ в Δ, а обмоток реле в Y (схема полного треугольника).

1. Система электроснабжения, в которой применяется данная схема.

2. Схема замещения с Iкз

Недостаток: Сложна и дорога.

Ксх =

Ток в реле проходит при всех видах КЗ, следовательно защита будет работать во всех случаях. При замыкании на землю схема мало чувствительна. Это связано с тем, что при этих видах КЗ возникает токи 0-й последовательности, не выходящие за пределы Δ ТТ.

В этом случае на Q3 стоит в защите схема полного Δ.

48. Схема МТЗ с вторичным реле тока прямого действия типа РТВ или РТМ. МТЗ с независимой выдержкой времени на переменном оперативном токе с дешунтированием отключающих катушек выключателя.

49. Схема токовой ступенчатой защиты на постоянном оперативном токе в совмещенном и разнесенном исполнениях.

50. Схема МТЗ с блокировкой минимального напряжения.

megalektsii.ru

1.8 Схемы соединения обмоток тт и реле

Для подключения реле к трансформаторам тока обмотки последних соединяются в различные схемы. Наиболее распространённые схемы соединения обмоток ТТ и реле приведены на рисунке 1.18.

На рисунке 1.18,а приведена основная схема соединения в полную звезду, которая применяется для включения защиты от всех видов многофазных и однофазных КЗ.

На рисунке 1.18,б приведена схема соединения обмоток ТТ и реле в неполную звезду с реле в обратном проводе. Схема используется, главным образом, для включения защиты от междуфазных КЗ в сетях с изолированной нейтралью.

На рисунке 1.18,в приведена схема соединения трансформаторов тока в треугольник, а реле – в звезду. Эта схема находит широкое применение в дифференциальных защитах силовых трансформаторов.

На рисунке 1.18,г приведена схема соединения обмоток ТТ и реле на разность токов двух фаз; используется как и схема 1.18,б для включения защит от междуфазных КЗ.

На рисунке 1.18,д приведена схема соединения обмоток ТТ и реле на сумму токов трёх фаз, которая является фильтром токов нулевой последовательности (НП). Схема используется для включения защит от однофазных КЗ.

На рисунке 1.18,е приведена схема последовательного соединения двух одинаковых ТТ, установленных на одной фазе. При таком соединении двух ТТ нагрузка, подключённая к ним Zн, распределяется между обоими ТТ поровну , т.е. нагрузка, приходящаяся на каждый трансформатор, уменьшается в два раза. Происходит это потому, что ток в цепи остаётся неизменным и равным , а напряжение, приходящееся на каждый трансформатор, составляетТогда сопротивление нагрузки, приходящееся на каждую вторичную обмотку трансформаторов тока, составит

здесь Zн, расч - сопротивление нагрузки, приходящееся на один ТТ.

Данная схема может применяться в тех случаях, когда ТТ нагружен недопустимо большим сопротивлением, приводящим к погрешностям в работе ТТ свыше 10% и когда исчерпаны все возможности уменьшить Zн.

Рисунок 1.18 Схемы соединения обмоток ТТ и реле

На рисунке 1.18,ж приведена схема параллельного соединения двух одинаковых трансформаторов тока, установленных на одной фазе. Общий коэффициент трансформации этой схемы в два раза меньше коэффициента трансформации одного ТТ. Схема может использоваться в тех случаях, когда необходимо получить нестандартный коэффициент трансформации. Разновидностью данной схемы является схема соединения вторичных обмоток трансформаторов тока в дифференциальной защите силового трансформатора с расщеплённой вторичной обмоткой (рисунок 1.19).

Рисунок 1.19 Схема включения трансформаторов тока в дифференциальной защите

силового трансформатора с расщеплённой обмоткой

Рассмотрим работу приведённых выше схем в симметричном нагрузочном режиме работы защищаемого объекта и в режиме трёхфазного (симметричного) КЗ.

А. Схема соединения обмоток ТТ и реле в полную звезду с реле в нулевом проводе

Указанная схема соединения приведена на рисунке 1.20,а. Примем условно положительные направления первичных токов I1A, I1B, I1C как указано на рисунке 1.20. Тогда при принятом включении обмоток ТТ (начала вторичных обмоток ТТ собраны в одну «нулевую» точку) вторичные токи I2а, I2в, I2с протекают «навстречу» первичным.

Рисунок 1.20 Токопрохождение в схеме соединения ТТ и реле в полную звезду

В симметричном режиме, когда первичные токи равны между собой по модулю и сдвинуты по фазе на 120°, вторичные токи также равны по величине и сдвинуты относительно друг друга на 120°. Кроме того в симметричном режиме вторичные токи трансформаторов тока не выходят за пределы схемы ограниченные точками М и Н, т.е. вторичные токи I2а, I2в, I2с перераспределяются между реле КА1, КА2 и КА3, не заходя в обмотку реле КА0. При этом ток IКА, проходящий по обмотке реле КА равен вторичному току ТТ , т.е.

IКА1 = I2a; IКА2 = I2в; IКА3 = I2с.

Можно рассуждать и несколько иначе. Вторичный ток фазы А I2a проходит по контуру: начало вторичной обмотки ТА1, реле КА0, реле КА1, конец вторичной обмотки ТА1. Аналогично проходят вторичные токи фаз В и С, - через свои токовые реле. При этом из схемы видно, что токи, проходящие по обмоткам реле КА1, КА2, и КА3, равны «своим» фазным вторичным токам. По обмотке реле КА0 проходит ток, равный геометрической сумме фазных токов. Как известно, для случая симметричной трёхвекторной системы (I2а, I2в, I2с) геометрическая сумма трёх векторов равна нулю. Следовательно, ток в реле КА0 отсутствует.

IКА0 = I2а, I2в, I2с = 0.

При расчёте токов срабатывания измерительных органов (токовых и других реле) устройств РЗ необходимо знать количественное соотношение между вторичным током I2ф, проходящим по вторичной обмотке ТТ, и током, проходящим по обмотке реле IКА. Это соотношение оценивается коэффициентом схемы Ксх, который показывает, во сколько раз ток в обмотке реле больше вторичного тока ТТ, т.е.

В рассматриваемой схеме соединения (Y / Y) коэффициент схемы равен единице

Ниже мы увидим, что в иных схемах соединения трансформаторов тока и реле коэффициент схемы может отличаться от единицы.

Б. Схема соединения обмоток ТТ и реле в неполную звезду с реле в

обратном проводе

В схеме неполной звезды с реле в обратном проводе (рисунок 1.21) по обмоткам реле КА1 и КА3, включённым в фазы а и с, проходят вторичные токи фаз I2а и I2с

Рисунок 1.21 Токопрохождение в схеме соединения ТТ и реле в неполную звезду

По реле КА0 проходит ток IKA0, равный геометрической сумме фазных токов IKA0 = I2а + I2с, и равный по модулю фазному току.

В. Схема соединения обмоток ТТ в треугольник и реле - в звезду.

Схема соединения обмоток трансформаторов тока в треугольник, а обмоток реле в звезду (рисунок 1.22) применяется в дифференциальных защитах силовых трансформаторов с соединением обмоток Δ/Y или Y/Δ.

Рисунок 1.22 Токопрохождение в схеме соединения обмоток ТТ и реле Δ/Y

В рассматриваемой схеме через обмотки каждого реле проходят вторичные токи двух ТТ. Результирующий ток в каждом реле равен геометрической разности фазных токов

IKA1 = I2a - I2в; IKA2 = I2в - I2с; IKA3 = I2с - I2а.

Из векторной диаграммы следует, что ток, проходящий по обмотке реле опережает на угол = 30° «свой» первичный ток. Из векторной диаграммы следует также, что ток в обмотке реле в раз больше вторичного фазного

Следовательно, коэффициент схемы

Г. Схема соединения обмоток ТТ и реле на разность токов двух фаз

I1A

I2а

(I2c-I2a)

120°

30°

I1В

I2с

I1С

б)

Рисунок 1.23 Схема соединения обмоток ТТ и реле на разность вторичных

токов двух фаз

По обмотке реле проходит ток Iр, равный геометрической разности фазных вторичных токов

Iр = I2с – I2а

В нормальном режиме работы защищаемого элемента, а также при трёхфазном симметричном КЗ коэффициент схемы

В случае однофазного КЗ, например, фазы А по обмотке реле проходит ток Iр равный вторичному току короткого замыкания, т.е.

Iр =; при этом токомI2с пренебрегают, т.к. он много меньше вторичного тока повреждённой фазы, т.е. В этом случае коэффициент схемы

В случае двухфазного короткого замыкания (рисунок 1.24) по обмотке реле проходит ток Iр в два раза больше фазного.

При двухфазном КЗ (К(2)) первичные токи короткого замыкания в фазах А и С противофазные (рисунок 1.24,б).Вторичные токи итакже сдвинуты по фазе на 180°. При этом ток в обмотке реле оказывается в два раза больше фазного.

Рисунок 1.24 Токопрохождение в схеме соединения обмоток ТТ и реле на разность

токов двух фаз при К(2)

Анализируя токопрохождение в схеме включения на разность вторичных токов двух фаз можно рассуждать несколько иначе.

ТА1

I2a

ТА3

I2c

КА

Iр= геом. сумма фазных токов

Рисунок 1.25

Следует отметить, что на рисунке 1.25 реальный ток КЗ совпадает по направлению с условно положительнымI1A. В фазе С реальный первичный ток противофазен условно положительномуI1С. Учитывая последнее, построим векторную диаграмму первичных и вторичных токов.

При указанной полярности включения ТА1 и ТА2 определим направление фазных вторичных токов I2a и I2с, ориентируясь на реальные первичные токи. Первичный ток входит в зажим Л1, следовательно, вторичный токI2а выходит из зажима и1, как показано на рисунке 1.25. Первичный ток входит в зажим Л2, следовательно, вторичный токI2с выходит из зажима и2. В результате по обмотке реле КА проходят два синфазных и одинаковых по величине тока I2a и I2с. Результирующий ток в обмотке реле равен геометрической сумме синфазных токов.

В случае двухфазного КЗ коэффициент схемы

В качестве вывода следует отметить, что в схеме включения обмоток ТТ и реле на разность вторичных токов двух фаз коэффициент схемы зависит от вида КЗ:

- однофазное КЗ фазы А или фазы С Ксх = 1

- двухфазное КЗ фаз А, В или В, С Ксх = 1

- трёхфазное КЗ

- двухфазное КЗ фаз А и С Ксх = 2.

Рассмотрим токопрохождение в схеме соединения ТТ и реле на разность токов двух фаз, если изменена полярность включения вторичной обмотки одного из двух ТТ (режим симметричный).

Рисунок 1.26 Токопрохождение в схеме соединения ТТ и реле на разность вторичных токов двух фаз, когда вторичная обмотка одного ТТ «вывернута»

Д. Схема соединения обмоток ТТ и реле на сумму трёх вторичных фазных токов (ФТНП)

Схема соединения обмоток ТТ и реле на сумму вторичных фазных токов приведена на рисунке 1.27. Данная схема представляет собой фильтр токов нулевой последовательности (НП) и используется в токовых фильтровых защитах, реагирующих на токи нулевой последовательности, в сетях с большими токами замыкания на землю. В состав схемы входят три одинаковых ТТ и одно токовое реле.

Известно, что любую систему трёх векторов (векторов полных токов ) можно представить в виде суммы симметричных систем ПП, ОП и НП. Токи прямой и обратной последовательностей представляют собой симметричные трёхвекторные системы, они не выходят из схемы соединения обмоток ТТ за точки М и Н. Токи нулевой последовательности представляют собой три коллинеарных вектораIоа, Iов, Iос. Все три тока НП замыкаются через обмотку реле.

Рисунок 1.27 Схема фильтра токов нулевой последовательности

Результирующий ток в реле

Iр = Iоа + Iов + Iос .

Поскольку модули фазных токов НП равны между собой, то можно записать

Iр = 3 Iоф.

Сумма токов прямой последовательности, обратной последовательности в реле равна нулю.

Перечень контрольных вопросов

Каково назначение первичных измерительных преобразователей тока (напряжения)?
Устройство измерительного ТТ, включение его в цепь защищаемого элемента, маркировка выводов.
Общий принцип действия измерительного ТТ.
Схема замещения и векторная диаграмма ТТ.
Какова причина возникновения токовой погрешности измерительного трансформатора тока?
Чем определяется величина тока намагничивания измерительного ТТ?
Какова зависимость вторичного тока и тока намагничивания ТТ от кратности первичного тока и сопротивления нагрузки?
Дать пояснение токовой абсолютной и относительной погрешности, угловой и полной абсолютной и относительной погрешности в работе измерительного ТТ.
Перечислить и пояснить основные параметры измерительных ТТ.
Каковы требования, предъявляемые к ТТ, используемым в устройствах РЗ и А? Назвать классы точности измерительных ТТ.
Каков порядок выбора и проверки ТТ по кривым зависимости 10%-ой кратности первичного тока от сопротивления нагрузки Zн (по кривым предельной кратности К10)?
Перечислить схемы соединения обмоток ТТ и реле. (Привести схемы соединения). Пояснить работу фильтра токов нулевой последовательности.
Пояснить работу схем соединения обмоток ТТ и реле Y / Y и Δ / Y (токопрохождение в схемах, векторные диаграммы, коэффициенты схем) в симметричном режиме.
Пояснить работу схемы соединения ТТ и реле в неполную звезду и схемы соединения на разность вторичных токов двух фаз (токопрохождение, векторные диаграммы, коэффициенты схем) в симметричном режиме.
В каких случаях используется последовательное и параллельное соединение вторичных обмоток двух ТТ, включённых в одну фазу?

Литература

Федосеев А.М. «Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей» - М. Энергоатомиздат – 1984г.
Андреев В.А. «Релейная защита и автоматика систем электроснабжения» - М. Высшая школа, 1991г.
Беркович М.А. и др. «Основы техники релейной защиты» - М. Энергоатомиздат, - 1984г.
Чернобровов Н.В., Семёнов В.А. «Релейная защита энергетических систем» -М. Энергоатомиздат, - 1998г.
Афанасьев В.В. «Трансформатора тока» -Л. Энергия, - 1980г.
Казанский В.Е. «Трансформаторы тока в системах релейной защиты», - М. Энергия -1978г.

studfiles.net

Каталог товаров