Релейная защита и автоматика
Трансформаторы тока
Классификация
Принцип работы
Погрешности
Типовые схемы соединения ТТ
Трехфазная схема соединения ТТ и обмоток реле в полную звезду
Двухфазная двух- и трехрелейная схема соединения ТТ и обмоток реле в неполную звезду
Трехфазная схема соединения ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду
Двухфазная схема соединения ТТ в неполный треугольник (схема на разность токов двух фаз)
Двухфазная схема соединения ТТ в неполный треугольник (схема на разность токов двух фаз)
Схема включения ТТ на составляющие токов нулевой последовательности
Трансформатор тока нулевой последовательности
Трансформатор напряжения
Принцип действия
Погрешности ТН
Типовые схемы включения ТН
Схема включения однофазного ТН
Схема соединения обмоток ТН в открытый (неполный) треугольник
Схема соединения обмоток ТН в звезду
Схема соединения обмоток ТН в фильтр напряжения нулевой последовательности
2.76M
Категория: ФизикаФизика

Релейная защита и автоматика

1. Релейная защита и автоматика

Первичные измерительные преобразователи тока и
напряжения

2. Трансформаторы тока

Первичные измерительные преобразователи (ПИП)
предназначены для функционирования устройств релейной
защиты, т.е. для преобразования первичных сигналов (тока,
напряжения) к виду необходимому для работы устройств
релейной защиты.
Наиболее распространены первичные измерительные
преобразователи тока (ТТ или TA) и напряжения (ТН или
TV).
Трансформаторы тока
Назначение трансформатора тока:
1. Получение стандартного вторичного тока (I2 = 1; 5 А)
независимо от номинального значения первичного тока I1ном;
2. Изоляция вторичных цепей тока измерительных органов
от первичных цепей высокого напряжения.
2

3. Классификация





По назначению:
измерительные;
защитные;
промежуточные;
лабораторные.
По конструкции
обмотки:
– многовитковые;
– одновитковые;
– шинные.
По способу установки:
– проходные;
– опорные;
– встраиваемые.
первичной
По роду установки:
– для работы на открытом
воздухе;
– для работы в закрытых
помещениях;
– для
встраивания
во
внутренние
полости
электрооборудования;
– для специальных установок.
3

4.

ТТ опорный (10-35 кВ)
ТТ опорный (более 110 кВ)
ТТ проходной (до 10 кВ)
ТТ шинный (до 0,66 кВ)
ТТ встраиваемый

5. Принцип работы

Ф
I1
w1
Л2
I2
w2
Л2
U1
KA2
И1
Л1
Л1 I'1
KA1
И2
Z'1
I2
Z'нам
I'нам
Z2
И1
U2
И2

6. Погрешности

w1 I 1 w2 I 2 w1 I нам
E2
I1 I 2 I нам
ΔI
I'нам
I2
δ
π/2
I'1
Погрешности ТТ:
1. Токовая погрешность fi, %
f i 100 I I1
I'нам
γ
2. Угловая погрешность δ, ';
Ф 3. Полная погрешность ε, %.
100 1 T
2
i
K
i
2 I 1 dt
I1 T 0
6

7.

Класс точности ТТ – обобщенная характеристика ТТ,
определяемая установленными пределами допускаемых
погрешностей при заданных условиях работы.
Класс точности обозначается числом, которое равно
пределу допускаемой токовой погрешности в процентах при
номинальном первичном токе, а для обмоток релейной защиты
– полной погрешности.
Классы точности для измерения и учета: 0,1; 0,2; 0,2S;
0,5; 0,5S; 1; 3; 5; 10.
Классы точности для защиты: 5Р; 10Р.
Предел допускаемой погрешности
Класс
точност
и
при номинальном
первичном токе
токовой, %

±1
10Р
±3
угловой
± 60'
± 1,8 срад
не нормируют
при токе номинальной
предельной кратности
полной, %
5
10
7

8. Типовые схемы соединения ТТ

1. Трехфазная схема соединения ТТ и обмоток реле
в полную звезду (3-х либо 4-х релейная);
2. Двухфазная схема соединения ТТ и обмоток реле
в неполную звезду (2-х либо 3-х релейная);
3. Трехфазная схема соединения ТТ и обмоток реле
в полный треугольник, а измерительных органов в
полную звезду (3-х релейная);
4. Двухфазная схема соединения ТТ в неполный
треугольник (схема на разность токов двух фаз)
(однорелейная);
5. Схема включения ТТ на составляющие токов
нулевой и обратной последовательностей (фильтр
токов).
8

9. Трехфазная схема соединения ТТ и обмоток реле в полную звезду

A
IA
B
IB
C
Нормальный режим
IC
Ia
KA1
TA1
Ib
KA2
TA2
Ic
KA3
I a , I b , I c 0
I н.п. I a I b I c
Схемы соединения ТТ и
реле характеризуются
коэффициентом схемы:
TA3
Iн.п
KA4
K сх


9

10.

A
IA
B
IB
Трехфазное КЗ (K(3))
C
IC
A
Ia
KA1
B
C
TA1
Ib
KA3
TA3
Iн.п
Ia
Ic
Ib
KA2
TA2
Ic
Ia
Ib
Ic
KA4
I a I b I c I к
I н.п. 3 1 I a I b I c 3 I 0
3

K сх
1

Защита срабатывает
10

11.

A
B
Однофазное КЗ (K(1))
C
IA
Ia
KA1
B
TA1
KA2
TA2
KA3
TA3
-Ia
A
KA4
C
Ia
Ib = 0
Ic = 0
Ia
I0
I a I к
I b I c 0
I н.п. I a
K сх


1
Защита срабатывает
11

12.

A
B
IB
Двухфазное КЗ (K(2))
C
IC
KA1
A
B
TA1
Ib
KA2
Ic
KA3
TA2
C
Ia = 0
Ib
Ic
Ib
Ic
I a 0
I b I c I к
I н.п. 0
TA3
KA4
K сх


1
Защита срабатывает
12

13.

A
B
IB
Двухфазное КЗ на землю (K(1,1))
C
IC
KA1
A
B
C
TA1
Ib
KA3
TA3
Iн.п
Ib
I0
Ic
KA2
TA2
Ic
Ia = 0
Ib
Ic
KA4
I a 0
I b I к I c I к
I н.п. 3 1 I b I c 3 I 0
3

K сх
1

Защита срабатывает
13

14.

IA IB
Двойное КЗ землю (K(1+1))
TA1
IA
TA2
IB
TA3
Режим
работы
ТА1
аналогичен двухфазному
КЗ.
Режим работы ТА2, ТА3
аналогичен однофазному
КЗ.
Защита срабатывает
14

15.

Выводы:
1. Защита реагирует на все виды КЗ.
2. Реле в нулевом проводе KA4 реагирует
только при КЗ на землю.
3. Данная схема применяется в РЗ,
действующей при всех видах КЗ.
4. Коэффициент схемы равен 1 во всех
режимах работы.
15

16. Двухфазная двух- и трехрелейная схема соединения ТТ и обмоток реле в неполную звезду

A
B
C
IA
IB
IC
Ia
KA1
TA1
Ic
KA3
Нормальный режим
I a , I c 0
I н.п. I a I c
TA3
Iн.п
KA4
K сх


1
16

17.

A
IA
B
IB
Трехфазное КЗ K(3)
C
IC
A
Ia
KA1
B
C
IA
IB
IC
IA
IC
IB
TA1
Ic
KA3
TA3
Iн.п
KA4
I a I c I к
I н.п. I a I c
K сх


1
Защита срабатывает
17

18.

A
B
Однофазное КЗ (K(1))
C
IB
A
KA1
B
C
TA1
IA = 0
IB
IC = 0
IB
I0
KA3
I B I к
TA3
KA4
I b – нет ТТ
При КЗ в фазе без ТТ
защита не
срабатывает!
18

19.

A
B
IB
Двухфазное КЗ K(2)
C
АС:
IC
KA1
TA1
Ic
KA3
TA3
Iн.п
KA4
I c I a I к
I н.п. 0
АB:
BС:
I a 0
I c I к
I н.п. I к
I a I к
I c 0
I н.п. I к
K сх


1
Защита срабатывает
19

20.

A
IA
B
Двухфазное КЗ на землю K(1,1)
C
АС:
IC
Ia
KA1
TA1
Ic
KA3
TA3
Iн.п
KA4
I a I к I b 0 I c I к
I н.п. I a I c
АB:
BС:
I a 0
I c I к
I н.п. I к
I a I к
I c 0
I н.п. I к
K сх


1
Защита срабатывает
20

21.

IA IB
Двойное КЗ землю (K(1+1))
IA
IB
TA1
TA3
K1
K3
TA2
K2
При КЗ в точках K1 и K3
сработает
защита,
подключенная к ТА1
(будет отключено только
одно место повреждения
К1)
При КЗ в точках К1 и К2
защита
сработает
неселективно (сработает
защита, подключенная к
ТА1)
21

22.

Выводы:
1. Защита не реагирует на однофазное КЗ в
фазе без ТТ.
2. Данная схема применяется для защиты от
многофазных КЗ.
3. Коэффициент схемы равен 1 во всех
режимах работы.
22

23. Трехфазная схема соединения ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду

A
IA
B
IB
C
Нормальный режим
II
TA1
Ia
TA2
I I I a I b
I II I b I c
IC
III
KA2
IIII
KA3
Ib
TA3
KA1
I III I c I a
-Ib
II
Ic
Ia
III
Ic
Ib
K сх


3
-Ic
IIII
23

24.

A
IA
B
IB
Трехфазное КЗ (K(3))
Токи в ТТ:
C
IC
II
TA1
Ia
III
TA2
Ib
IIII
TA3
Ic
KA1
I a I к I b I к I c I к
KA2
Токи в реле:
I KA1 I a I b 3I к
KA3
I KA2 I b I с 3I к
I KA3 I с I a 3I к

K сх
3

Защита срабатывает
24

25.

A
B
Однофазное КЗ (K(1))
в фазе А
Токи в ТТ:
C
IA
II
TA1
Ia
KA1
KA2
TA2
IIII
TA3
KA3
I a I к I b 0
I c 0
Токи в реле:
I KA1 I I I a
I KA2 0
I KA3 I III I a

K сх
1

Защита срабатывает
25

26.

A
IA
B
Двухфазное КЗ (K(2))
в фазах AB
Токи в ТТ:
C
IB
II
TA1
Ia
III
TA2
Ib
IIII
TA3
KA1
KA2
KA3
I a I b
I c 0
Токи в реле:
I KA1 I I I a I b 2I a
I KA2 I II I b
I KA3 I III I a

K сх
2

Защита срабатывает
26

27.

A
IA
B
Двухфазное КЗ на землю (K(1,1))
в фазах AB
Токи в ТТ:
C
IB
II
TA1
Ia
III
TA2
Ib
KA1
I a I к I b I к I c 0
KA2
Токи в реле:
I KA1 I I I a I b
I KA2 I II I b
KA3
IIII
TA3

Ia
α
Ib
I KA3 I III I a

K сх
f ( )

Защита срабатывает
27

28.

Выводы:
1. Защита реагирует на все виды КЗ.
2. Данная схема применяется в РЗ,
действующей при всех видах КЗ.
3. Коэффициент схемы зависит от вида КЗ:
Вид КЗ
Kсх
K(3)
√3
K(1)
1
K(2)
2
K(1,1)
f(α)
K(1+1)
1-2
28

29. Двухфазная схема соединения ТТ в неполный треугольник (схема на разность токов двух фаз)

A
IA
B
IB
C
IC
Нормальный режим

TA1
KA1
I р I a I c
Ia
K сх
TA3


3
Ic
29

30.

A
IA
B
IB
Трехфазное КЗ (K(3))
C
IC
A

KA1
B
C
TA1
IA
IB
IC
IA
IC
IB
Ia
I a I c I к
I р I a I c
TA3
Ic
K сх


3
Защита срабатывает
30

31.

A
B
Однофазное КЗ (K(1))
C
IB
A
KA1
B
C
TA1
IA = 0
IB
IC = 0
IB
I0
I B I к
I b – нет ТТ
TA3
При КЗ в фазе без ТТ
защита не
срабатывает!
31

32.

A
B
IB
Двухфазное КЗ K(2)
C
АС:
IC
KA1

TA1
I a I с
I р I a ( I с ) 2 I к
АB:
TA3
Ic
BС:
I a 0
I c I к
I р I с
I a I к
I c 0
I р I a
K сх


1...2
Защита срабатывает
32

33. Двухфазная схема соединения ТТ в неполный треугольник (схема на разность токов двух фаз)

Выводы:
1. Защита не реагирует на однофазное КЗ в
фазе без ТТ.
2. Данная схема применяется в РЗ от
многофазных КЗ.
3. Коэффициент схемы зависит от вида КЗ:
Вид КЗ
Kсх
K(3)
√3
K(1)
1
K(2)
1-2
K(1,1)
f(α)
K(1+1)
1-2
33

34. Схема включения ТТ на составляющие токов нулевой последовательности

A
IA
B
IB
C
Нормальный режим
IC

KA
Идеальные ТТ:
I р I a I b I c 3I 0
TA1
TA2
TA3
Реальные ТТ:
A I B I C
I
I р
KI
I намA I намB I намC
KI
3I 0
I нб
KI
34

35. Трансформатор тока нулевой последовательности

K – трехфазный кабель;
М – тороидальный магнитопровод;
w2 – вторичная обмотка;
KА – токовое реле.
35

36.

KA
Компенсация токов брони:
1. Оболочка кабеля, от
перчатки
до
ТНП,
изолируется от земли;
2. К
броне
кабеля
припаивают
провод
и
проводят его в ТНП. Такое
решение
позволяет
скомпенсировать ток брони
за
счет
взаимного
уничтожения
магнитных
потоков
от
прямого
провода
и
обратного
специального провода.
36

37. Трансформатор напряжения

Назначение:
1. Получение
стандартного
вторичного
напряжения
(U2 = 100; 100/√3; 100/3 В) независимо от номинального
значения первичного напряжения;
2. Изоляции вторичных цепей тока измерительных органов
от первичных цепей высокого напряжения.
НОМ-6
ТФЗМ-110
37

38. Принцип действия

KV
Ф
a
I1
A
w1 w2
U1
U2
X
A I'1
U'1
X
I2
x
Z'1
I2
Z'нам
I'нам
Z2
a
U2
x

38

39. Погрешности ТН

Погрешности ТН:
1. Погрешность напряжения:
I'1Z'1
U'1
E1 = E2
δ
fU U U1 100
ΔU
I2 Z 2
2. Угловая погрешность, δ.
U2
I2
I'нам
I'1
В зависимости от
погрешностей
устанавливают
разные
классы
точности ТН:
Ф
0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 3,0.
ТН для РЗ: 3Р; 6Р.
39

40. Типовые схемы включения ТН

1. Схема включения однофазного ТН;
2. Схема соединения обмоток ТН в открытый
(неполный) треугольник;
3. Схема соединения обмоток ТН в звезду;
4. Схема соединения обмоток ТН в фильтр
напряжения нулевой последовательности.
40

41. Схема включения однофазного ТН

A
B
C
TV
KV
Схема позволяет получить одно междуфазное
напряжение
41

42. Схема соединения обмоток ТН в открытый (неполный) треугольник

KV1
A
B
KV2
KV3 KV4
KV5
KV6
C
TV1
TV2
Схема позволяет получить все междуфазные напряжения и напряжения фаз
по отношению к искусственной нейтральной точке.
Схема не позволяет получить фазные напряжения относительно земли. 42

43. Схема соединения обмоток ТН в звезду

KV7
A
B
KV8
KV9
C
TV
Схема позволяет получить: все междуфазные напряжения;
напряжения фаз по отношению к искусственной
нейтральной точке; фазные напряжения относительно
земли.
43

44. Схема соединения обмоток ТН в фильтр напряжения нулевой последовательности

A
B
C
TV
KV
Схема позволяет получить напряжение
последовательности:
A U B U C 3U 0
U
U р
KU
KU
нулевой
44
English     Русский Правила