Измерительные ТТ. Лекция 2

1. ЛЕКЦИЯ№2 Тема:»Измерительные ТТ»

Вопросы лекции:
1. Назначение трансформаторов тока.
2. Классификация трансформаторов тока.
3. Принцип действия трансформатора тока.
4. Схема замещения трансформатора тока и
векторная диаграмма.
5. Погрешности в работе измерительного
трансформатора тока.
6. Основные параметры и характеристики ТТ.

2.

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.

3.

I1
I1
ТA
I2
I1
I1
W1
I2
KA
W2
Iр = I2
I2
KA
Iр = I2
а)
б)
в)
Рисунок 1.1 Схема включения ТТ, его условное обозначение на
схемах и упрощённая векторная диаграмма токов (первичного и
вторичного)

4.

1) преобразование переменного тока в
защищаемом элементе любого значения
(тысячи и десятки тысяч ампер) в
переменный
ток,
приемлемый
по
величине
для
функционирования
устройств РЗ;
2) изолирование реле, к которым имеет
доступ обслуживающий персонал, от
цепей с высоким классом напряжения.

5.

I1
ТА
I1
КА
КА
Iр
Iр
а)
- ТТ одноступенчатые
б)
- ТТ многоступенчатые (каскадные)

6.

W2
и1
и2
а)
и1
и2
б)

7.

Л1
Л1
I1
Л2
I1
и1 I
и2
2
Л2
и1
и2
I2
а)
б)
I1

8.

Л2 Л2
Л1
I1
Ф2
Ф1
W2
Л1
W1
КА
I2
Л2
и2
W1
W2
и1
I1
W1
W2
I2
и1
и2
Л2
a)
I1
и2
б)
I2
и1
в)
Рисунок 1.5 Многовитковые трансформаторы тока: а) с катушечной первичной
обмоткой; б) с петлевой первичной обмоткой; в)со звеньевой первичной обмоткой

9.

I1
I1
Л1
W1
Л2
Ф
1
Фнам
Ф2
и1
I2
W2 КА
и2
I2
Рисунок 1.6 Общее устройство ТТ и его включение в первичную цепь

10.

Ф1
I1 W1
Ф1
R
(1.1)
Фнам = Ф1 – Ф2
(1.2)
Ф2
Ф1 = Ф2 + Фнам или через МДС
Фнам
F1 = F2 + Fнам или
(1.3)
I1 W1 I 2 W2 I нам W1 , (1.4)
0
W1
W1
I1
I 2 I нам
W2
W2
(1.5)

11.

I нам
I1
W2
I2
. KB
.
K
КВ
W1
B
КВ – витковый коэффициент
трансформации ТТ
КI – номинальный
коэффициент трансформации
(1.6)
ТТ
I1
I2
,
KI
I1ном
KI
I 2ном
I1
TА I
2Л
Л1
2
и1
КА
и2
(1.7)
I1
TА I
2 Л
Л1
2
и2
КА
и1
I2
I2
Iр
I
Рисунок 1.7 Маркировка выводов ТТ р

12.

I1
I1
,
KB
I 1
Л1
Z1
I 1
I2
а
Z2
и1
I нам
E2
Z нам
Л2
I 1
б
U2
и2
Рисунок 1.8 Схема замещения ТТ
Zн

13.

В
α+γ
При малом угле δ
С
I
ΔI
I 2 I I 1
1
А I2
I
нам
(ППД)
I2
I2·Rн
I2·jXн
U2
I2·R2
I2·jX2
E2
U2
I2·jX2
E2,
90 , Фнам
I2·R2
I2·jXн
, I нам
I2·Rн
I
Фнам
нам
γ
I 1 I 2 I нам
точки А, В, С
ΔI
0 Рисунок 1.9 Векторная диаграмма ТТ

14.

U 2 I 2 R н jХ н
(1.8)
E 2 U 2 I 2 R 2 jX 2
(1.9)
E 2 I 2 R 2 R н Х 2 Х н
E 2 4,44f W2 Ф нам, max
Fнам I нам W1
2
2
Fнам I нам W2 ,
I I I
1
2
(1.10)
(1.11)
(1.12)
(1.13)
нам
I нам
100 % или
I1
I нам
I1
I нам
100 %
I1
или

15.

I1
I2, A
ΔI
ΔI
I нам
I2
0
Zн, Ом
Рисунок 1.10 Характер изменения вторичного тока и тока намагничивания в схеме
замещения ТТ в зависимости от величины сопротивления нагрузки

16.

I2, Iнам А
I2
I1
I 2 3 % от I1
Zн = const
I нам
I1=I1 ном
I1, A
0
K
K
I1
1
2 3 4 5 6 10
I1ном
Рисунок 1.11 Зависимость вторичного тока и тока намагничивания от кратности
первичного тока

17.

В
в
B
ΔB
б
ΔF
ΔB
B
ΔB
a
0
F
ΔF
F
F
I1·W1
Рисунок 1.12 Характеристика намагничивания сердечника ТТ

18.

(1.14)
I I1 I 2
BC I нам cos
sin
,
CO
I1
(1.15)
I нам cos
arс sin
I1
I
нам
I
1
или
I
нам
I 1
(1.16)
100 %
(1.17)

19.

I2
I2
δ
I2
I2 δ
δ
δ
E2
E2
E2
E2
0
0
а)
0
б)
в)
0
г)
Рисунок 1.13, поясняющий зависимость угловой погрешности ТТ от величины Zн
(рисунок а) и б) и от характера полного сопротивления Zн (рисунок в) - Хн > Rн;
рисунок г) - Rн > Хн

20.

1. Номинальное напряжение Uном
0,66; 6; 10; 15; 20; 24; 27; 35; 110; 220; 330; 500; 750; 1150 кВ.
2. Номинальный первичный ток I1 ном
1; 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50; 75; 80; 100; 150; 200; 250; 300; 400;
500; 600; 750; 800; 1000; 1200; 2000; 3000; 4000; 6000; 8000;
10000; 12000; 14000; 16000; 18000; 20000; 25000; 28000;
32000; 35500; 40000.
Трансформаторы тока с I1 ном 15; 75; 150; 600; 1200;
3000 и 6000 могут допускать несколько большие токи
неограниченно длительное время, а именно: 16; 80; 160; 650;
1300; 3300; 6500 А.
3. Номинальный вторичный ток I2 ном
4.Коэффициент трансформации ТТ
Витковый коэффициент трансформации
W2
Kв
W1
Действительный коэффициент трансформации ТТ
I1
Kд
I2

21.

I1ном
Номинальный коэффициент трансформации ТТ K I
I 2ном
5. Стойкость ТТ к механическим и тепловым
воздействиям
I
K дин
дин
1,41 I1ном
Kт
Iт
I1 ном
а) для ТТ с U1 ном ≥ 330 кВ
I д 1,8 2 I1т ;
б) для ТТ с U1 ном ≥ 110 кВ, 150 кВ, 220 кВ
I д 1,8 2 I3т ;
в) для ТТ с U1 ном ≥ 35 кВ
I д 1,8 2 I 4т .

22.

6. Номинальная вторичная нагрузка ТТ Z 2н, ном
Z 2н ном
S 2 н ном
–
S2н ном
2
I 2 ном
,
где
номинальная вторичная нагрузка ТТ в В·А
I2ном – номинальный вторичный ток ТТ.
Для отечественных ТТ установлены
следующие
значения
номинальной
вторичной нагрузки S2н, ном при cos φ2 =
0,8:
2,5; 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 100
В·А.

23.

Требования , предъявляемые к точности работы измерительных
трансформаторов тока
K10
1
15
12
10
A
2
A
600/5
400/5
Б
5
Б
В
0
1
2
Классы точности ТТ
3
Zн, Ом
3,55 4
0,5; 1; 5Р; 10Р
Для РЗ изготавливаются ТТ классов :
10 Р с полной относительной погрешностью ε ≤ 10%
5 Р (повышенной точности) с ε ≤ 5%.