ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus
Релейная защита воздушных линий 110-220 кВ типа ЭПЗ-1636 [25] Расчет уставок устройств релейной защиты [24] ДИСТАНЦИОННАЯ ЗАЩИТА [18] Максимальная токовая защита [14] Проверка релейной защиты [13] Дифференциальная защита линий [12] Защита синхронных генераторов [12] Измерительные трансформаторы [10] Принципы построения измерительных и логических органов релейной защиты на полупроводниковой и интегральной базе [10] Токовая направленная защита [9] Защита электродвигателей [9] Реле [9] Защита от однофазных замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью [8] Правила выполнения схем РЗА [8] Проверка защиты первичным током нагрузки и рабочим напряжением [8] Высокочастотные защиты [7] Защита воздушных и кабельных линий электропередачи [7] Защита трансформаторов и автотрансформаторов [7] Защита предохранителями и автоматическими выключателями [7] Защита от коротких замыканий на землю в сети с глухозаземленной нейтралью [6] Векторные диаграммы. Короткие замыкания в электрических системах [6] Действие релейной защиты при качаниях [6] Аппаратура для проверки релейной защиты [5] Защита шин [3] Особенности защиты линий и трансформаторов, подключенных к линиям без выключателей на стороне высшего напряжения [3] Оперативный ток [3] Общие сведения [3] Управление выключателями [2]

ТОКИ НЕБАЛАНСА В ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЕ

Выразив в (10.2) вторичные токи через первичные, с учетом погрешности ТТ получим Iнб в реле:

                                                                (10.5)

где IIнам и IIIнам – токи намагничивания, отнесенные ко вторичным обмоткам ТТ (ТАI и ТАII). Так как при внешнем КЗ, сквозных токах нагрузки и качаний первичные токи в начале и конце ЛЭП одинаковы, II = III, (из 10.5) получим

 



                                                                                                 (10.5а)

Это выражение показывает, что значение тока небаланса определяется различием значений токов намагничивания ТТ. Следовательно, для уменьшения тока небаланса необходимо выравнивать токи намагничивания IIнам и IIIнам по значению и фазе. Ток намагничивания ТТ (см. §3.2) зависит от магнитной индукции Вm,а также от вторичной ЭДС ЕвТТ (рис.10.2, а). Из сопоставления характеристик 1 и 2 на рис.10.2, а следует, что ток небаланса будет равен нулю при совпадении характеристик намагничивания 1 и 2 TAIи ТАII(рис.10.2, а) и равенстве вторичных ЭДС Евв режиме сквозных токов. Ток небаланса возрастает с увеличением магнитной индукции В,которая, в свою очередь, повышается при увеличении первичного тока КЗ Iк и вторичной нагрузки Zн. Ток Iнб особенно возрастает при работе в области насыщения ТТ, так как небольшое расхождение в их характеристиках намагничивания вызывает большое различие в токах намагничивания даже при одинаковых значениях вторичных ЭДС Ев(Вm) [см. рис.10.2, а при Вm(Ев) вточке С]. Поэтому стремятся к тому, чтобы при максимальном токе внешнего КЗ магнитопроводы ТТ не насыщались и работали в линейной части характеристики. Когда различие их Iнам невелико, погрешность ТТ е не превышает допустимых значений (10%).

 




Для выполнения этого условия применяются ТТ, насыщающиеся при возможно больших значениях Ев. Этому требованию наилучшим образом удовлетворяют ТТ класса Р,специально изготовляемые для дифференциальных РЗ (рис.10.2, б).

Принимаются также меры для ограничения значения Ев, от которого зависит значение магнитной индукции Вm,а следовательно, Iнам.

Чтобы избежать насыщения и увеличения Iнб, необходимо иметь Ев < Енас (рис.10.2, а), поскольку

                                                                         (10.6)

где Zв и Zн – сопротивления вторичной обмотки ТТ и подключенной к ней нагрузки.

Как было показано в (8.3), при заданном значении тока Iк и Енас необходимо уменьшать нагрузку Zн ТТ и увеличивать коэффициент трансформации КI. Кроме того, при однотипных ТТ для выравнивания токовIIнам и IIIнамнеобходимо выравнивать нагрузку обмоток ТТ, т.е. обеспечивать условие ZIн = ZIIн, при котором ЕIв = ЕIIв. В схеме с циркуляцией токов нагрузку каждого ТТ составляет сопротивление соединительных проводов от зажимов ТТ до ИО тока. Входное сопротивление ИО не учитывается, так как при внешних КЗ и других сквозных токах ток в нем отсутствует. Допустимые значения ZIн и ZIIн, при которых ТТ работают в линейной части характеристики намагничивания, выбираются по кривым предельной кратности, обеспечивающим погрешность ТТ не более 10%. Такой режим работы ТТ и уровни небаланса могут быть обеспечены при соблюдении указанных выше условий в установившемся режиме КЗ.

В переходном режиме Iнам ТТ может во много раз превосходить значения установившегося режима, что влечет за собой резкое увеличение Iнб.

Токи намагничивания и небаланса в переходном режиме КЗ. При внезапном КЗ возникает переходный процесс, во время которого в токе КЗ Iк (рис.10.3) кроме вынужденной периодической составляющей Iк.п = Imsin(ωt – 90°) появляется свободная апериодическая составляющая . 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.а 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 iк.а 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 Lнам, 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 4Iсв.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 = Iа.нам + Iсв.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 Iа.нам.рез происходит медленнее, чем затухание вызвавшего его апериодического тока КЗ Iк.а и Iа.нам, так как постоянная времени цепей ТТ Т2 << T1.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 первичного 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  Для быстродействующих РЗ (с t= 0,1 с) принимают kа = 2, для РЗ с t= 0,1–0,3 с kа = 1,5 и при t= 1 с kа = 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 возрастаетIа.нам и, как следствие, увеличивается Iнб.

17 Сентябрь, 2011              13303              ]]>Печать]]>
3 / 15 ( Отлично )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Dвa pлюs тpi ? (цифрой)

Вверх страницы