Первичные измерительные преобразователи тока: отдаваемые мощности, определение нагрузок, схемы соединений трансформаторов тока и цепей реле тока

Измерительные трансформаторы тока (ТТ) представляют собой аппараты для преобразования токов первичных цепей в стандартные токи 5 или 1А для измерительных приборов, устройств релейной защиты и автоматики.

Нормально трансформаторы тока работают в режиме, близком к режиму короткого замыкания вторичной обмотки при наличии тока в первичной цепи, т. е. возникновение режима холостого хода недопустимо, так как при этом из-за возникающих перенапряжений может быть повреждена изоляция трансформатора с вытекающими отсюда последствиями.

Для правильного соединения трансформаторов тока между собой и правильного подключения к ним реле напряжения мощности, ваттметров и счетчиков, выводы обмоток ТТ обозначаются (маркируются) заводами следующим образом:

• * начало первичной обмоток — Л1, начало вторичной обмотки — И1;
• * конец первичной — Л2, конец вторичной — И2.

При монтаже ТТ располагаются так чтобы начала первичных обмоток Л1 были обращены к шинам, а Л2 — концы в линию (в сторону защищаемого объекта). При маркировке обмоток ТТ за начало вторичной обмотки (Н) принимается тот ее вывод, из которого ток выходит, если в этот момент в первичной обмотке ток проходит от начала (Н) к концу (К). При этом i_ка сохраняет направление I₁.

Схемы соединения вторичных обмоток ТТ.

Питание устройств релейной защиты током сети производится по типовым схемам соединений ТТ и обмоток реле.

Поведение и работа реле в каждый из этих схем зависит от характера распределения токов в ее вторичных условиях. Если в каком-либо элементе схемы (проводе или обмотке реле) вторичные токи разных фаз складываются или вычитаются, то результирующий ток находится путем геометрического сложения или вычитания соответствующих векторов фазных токов с учетом их сдвигов по фазе. Для каждой схемы соединений можно определить отношение тока в реле ко вторичному току в фазе. Это отношение называется коэффициентом схемы:

.

Коэффициент схемы учитывается при расчете уставок и оценке чувствительности защиты.

Схема соединения вторичных обмоток ТТ и обмоток реле в полную звезду. При такой схеме соединения ТТ устанавливается во всех фазах, вторичные обмотки ТТ и обмотки токовых реле соединяются в звезду, и их нулевые точки связываются одним проводом, называемым нулевым. В нулевую точку объединяются одноименные зажимы обмоток ТТ.

При нормальном режиме и трехфазном КЗ, как показано в реле I, II и III проходят токи фаз:, а в нулевом проводе их геометрическая сумма Iн. п=(Iа+Ib+Ic), которая при симметричных режимах равна нулю (при наличии и отсутствии заземления в точках Н и К).

Схема соединения вторичных обмоток ТТ в звезду, векторная диаграмма токов при нормальном режиме или трехфазном КЗ.

Схема соединения ТТ и обмоток реле в неполную звезду. В реле I и III проходят токи соответствующих фаз:; , а в обратном проводе ток равен геометрической сумме Iоб=-(Ia+Ic). С учетом векторной диаграммы Iв=-(Ia+Ic), т. е. Iоб равен току фазы, отсутствующей во вторичной цепи.

Схема соединения вторичных обмоток ТТ в неполную звезду Схема соединения ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду.

Из токораспределения видно, что в каждом реле проходит ток, равный геометрической разности токов двух фаз:

.

При нагрузке в реле проходит линейный ток в v3 раз больший тока фазы и сдвинутый относительно него по фазе на 30⁰.

Схема соединения вторичных обмоток ТТ в треугольник, а обмоток реле-звезду Рассмотрим величины токов, протекающих по реле при двухфазном и однофазном КЗ.

Схема соединения ТТ в треугольник обладает следующими особенностями:

• 1. Токи в реле проходят при всех видах КЗ и, следовательно, защиты по такой схеме реагируют на все виды КЗ.
• 2. Отношение тока в реле к току в фазе зависит от вида КЗ.
• 3. Токи нулевой последовательности не выходят за пределы треугольника ТТ, не имея пути для замыкания через обмотки реле, т. е. при КЗ на землю в реле попадают только токи прямой последовательности, т. е. только часть токов КЗ:

_.

Схема соединений с двумя ТТ и одним реле, включенным на разность токов двух фаз.

Схема соединения вторичных обмоток ТТ на разность токов двух фаз .

При симметричной нагрузке и трехфазном КЗ. При двухфазном КЗ на фазах, А и С. При двухфазном КЗ между В и С или, А и В, т. е. ток в реле, а следовательно, и чувствительность схемы при различных КЗ будет различной.