Ток небаланса в реле дифференциальном защиты с циркулирующими токами

При нормальной работе и внешних коротких замыканий ток в реле дифференциальной защиты

Таким образом, ток небаланса определяется токами намагничивания, которые для любых двух трансформаторов тока неодинаковы вследствие неидентичности их характеристик намагничивания (рис. 10.2, а). С увеличением первичного тока разница в токах намагничивания, а следовательно, и ток небаланса возрастают. Для выбора тока срабатывания защиты необходимо знать максимально возможное значение тока небаланса при внешних коротких замыканиях.

Определение тока небаланса расчетным путем представляет значительную трудность. Известные методы расчета максимального расчетного тока небаланса I_{нб.рсч.max} основаны на предварительном определении токов намагничивания. Значительный ток намагничивания при переходных процессах во вторичных цепях трансформатора тока обусловлен наличием в токе к.з. плохо трансформируемой апериодической составляющей (рис. 1, кривая 1). Он почти полностью замыкается через ветвь намагничивания, увеличивая этим ток намагничивания и насыщая сердечник трансформатора. Это ухудшает, в свою очередь, трансформацию периодической составляющей тока к.з., вследствие чего ток намагничивания еще более возрастает. Поэтому наибольшие токи небаланса в схеме дифференциальной защиты возникают в случае, если повреждение возникает в момент, когда апериодическая составляющая имеет наибольшее значение. Скорость изменения апериодической составляющей зависит от постоянной времени Т₁ первичной цепи. С увеличением Т₁ продолжительность существования апериодического тока возрастает. Это приводит к росту тока намагничивания. При повреждении в различных точках системы постоянная времени может изменяться в широких пределах, в среднем ее можно принять равной Т₁=0, 01÷ 0, 1 с.

Рис. 1. Характеристики и ток намагничивания трансформаторов дифференциальной защиты

Наряду с апериодической составляющей на ток намагничивания влияют значение и знак остаточной индукции сердечника. При наличии остаточной индукции ток намагничивания в переходных процессах может сильно возрасти при совпадении остаточной индукции по знаку с индукцией, вызванной апериодической составляющей тока к.з. Остаточная индукция уменьшается во времени очень медленно. Поэтому при определении токов небаланса необходимо учитывать остаточную индукцию, которая может возникать в результате работы трубчатых разрядников, отключения короткого замыкания и т.п.

Расчеты, подтвержденные опытными данными, показывают, что при переходных процессах максимальные значения токов намагничивания и небаланса могут приближаться к амплитудным качаниям тока к.з. и возникают спустя несколько периодов после начала короткого замыкания (рис. 1, кривая 2). Запаздывание объясняется возникновением переходного процесса в замкнутой вторичной цепи трансформаторов тока. Переходный процесс сопровождается появлением свободной апериодической составляющей, которая затухает с постоянной времени Т₂ вторичной цепи, превосходящей Т₁.

Для предотвращения неправильной работы дифференциальной защиты ток срабатывания реле следует выбирать с учетом тока небаланса переходного процесса по выражению

При определении тока небаланса исходят из того, что трансформаторы тока в схеме выбраны так, что полная погрешность не превышает ε =10% при заданной вторичной нагрузке и предельной кратности тока к.з. Погрешности двух трансформаторов тока имеют одинаковые знаки (см. рис. 1), поэтому ток небаланса, равный согласно разности токов намагничивания, определяется погрешностью, меньшей каждой из погрешностей в отдельности, что учитывается при расчетах коэффициентом однотипности k_одн=0, 5÷ 1, 0. Влияние апериодической составляющей тока к.з. на ток небаланса учитывают коэффициентом k_ап; для момента времени t = 0 принимают k_ап = 2, 0. Поэтому ток

Для дифференциальной защиты коэффициент чувствительности, представляющий собой отношение минимального значения тока в точке короткого замыкания I_к.min при повреждении в зоне к току срабатывания защиты I_c.з должен быть не менее двух.

Одним из способов повышения чувствительности защиты является отстройка от переходных значений тока небаланса по времени. Однако этот способ не может считаться удовлетворительным, так как он не дает возможности в полной мере использовать принципиальное свойство дифференциальной защиты — ее быстроту действия.

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться: