Лабораторная работа №1

Исследование схем соединения измерительных трансформаторов тока

Выполнил студент: Камалиев И.Р.

Группа: 2524

Проверила: Малышева Н.Н.

Нижневартовск

2015 г.

Цель работы: Исследование схем соединения измерительных трансформаторов тока, путем наблюдения за показателями осциллографа и диаграмм токов.

Полная звезда:

· 3х фазное КЗ (А-В-С):

Ток в фазе равен току в реле. Схема нормально реагирует на КЗ и отключает питание.

· 2х фазное КЗ (А-В):

Реле КА1 и КА2 реагируют на КЗ в фазу А и В соответственно и отключают питание. Отключают как 2х фазное КЗ.

· Однофазное КЗ (А):

Реле реагирует на КЗ и отключает питание.

Неполная звезда:

· 3х фазное КЗ (А-В-С):

Реагирует как на 3х фазное КЗ. Токи проходят по обоим реле и в обратном проводе.

· 2х фазное КЗ (А-С):

Система реагирует. В реле возникает ток суммы А и С протекающей в нейтрали, так же тока КЗ А и С. Токи проходят в одном или двух реле в зависимости от того, какие фазы повреждены.

· 2х фазное КЗ (А-В):

Система реагирует на КЗ в фазе А, ТТ в фазе В нет. В результате защита реагирует на 2х фазное кз А-В, как на 1е А.

· Однофазное КЗ (В):

Система не реагирует, так как токи в схеме защиты не появляются. ТТ в фазе В нет. В результате защита не реагирует на 1-е КЗ в фазе В.

· Однофазное КЗ (А):

Система реагирует нормально и отключает питание, как 1-е КЗ.

Схема треугольник:

· 3х фазное КЗ (А-В-С) в схеме треугольник, коэффициент К сх= √ 3

Система реагирует. В реле сдвинута на 30 градусов, токи в реле длиннее на √ 3 раз.

· 2х фазное КЗ (А-В):

Система реагирует со смещением фазы А в реле на 30 градусов в фазе А линейное значение, а в фазе В и С фазное.

· Однофазное КЗ (А):

Система реагирует, создавая двойную амплитуду.

Схема восьмерки:

· Однофазное КЗ (А):

Система реагирует нормально, отключая питание.

· Однофазное КЗ(В):

Система не реагирует потому что фаза В нет ТТ.

· 2х фазное КЗ (А-В):

Система реагирует, отключая питание в фазе А, как на однофазном КЗ в фазе А.

· 2х фазное КЗ (А-С):

Система реагирует. В реле возникает ток суммы А и С.

· 3х фазное КЗ (А-В-С):

Система реагирует как на 2х фазное А-С, возникает ток суммы А и С. ТТ в фазе В нет.

Фильтр токов нулевой последовательности:

· 3х фазное КЗ (А-В-С):

Система не реагирует, потому что сумма А+В+С=0.

· 2х фазное КЗ (А-В):

Система реагирует, в реле сумма А и В.

· Однофазное КЗ (А):

Реле реагирует на КЗ и отключает питание.

Вывод: Путем наблюдения за показателями осциллографа и диаграмм токов, были замечены недостатки отработки защиты при различных схемах соединения измерительных трансформаторов тока.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в полную звезду:

Схема применяется для включения защиты от всех видов однофазных и междуфазных КЗ.

Для каждой схемы соединений можно определить отношение тока в реле I_р к току в фазе I_ф, это отношение называется коэффициентом схемы k_сх=I_р/I_ф, для данной схемы k_сх=1.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду:

Схема неполной звезды реагирует не на все случаи однофазного КЗ и применяется только для защиты от междуфазных КЗ в сетях с изолированными нулевыми точками: k_сх =1.

Соединение трансформаторов тока в треугольник, а обмоток реле в звезду:

Особенности схемы: токи в реле проходят при всех видах КЗ, защиты построенные по такой схеме реагируют на все виды КЗ. Отношение тока в реле к фазному току зависит от вида КЗ. Токи нулевой последовательности не выходят за пределы треугольника трансформаторов тока, не имея пути для замыкания через обмотки реле. Схема применяется в основном для дифференциальных защит трансформаторов и дистанционных защит. При трехфазном КЗ, при симметричной нагрузке в реле проходит линейный ток в раз больше тока фазы и сдвинутый относительно него по фазе на 30°.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в схему восьмерки (неполный треугольник):

Особенности схемы: при однофазном КЗ фазы В ток в реле равен нулю. Схема применяется для защиты от междуфазных КЗ, когда она обеспечивает необходимую чувствительность, когда не требуется её действие за трансформатором с соединением обмоток Y/D – 11 группа. Коэффициент схемы k_сх=

Соединение трансформаторов тока фильтр токов нулевой последовательности:

Особенности схемы: Ток в реле появляется только при одно –и двухфазных КЗ на землю. Схема применяется в защитах от замыканий на землю. При нагрузках трехфазных и двухфазных КЗ I_N =0. Однако из–за погрешности трансформаторов тока в реле появляется ток небаланса I_нб.

Вопросы к защите лабораторной работы

1. Назначение, конструкция, принцип действия и параметры ТТ.

2. Погрешности ТТ и векторная диаграмма ТТ.

3. Типовые схемы соединения ТТ: схема, векторные диаграммы различных видов к.з.

Ответы на вопросы

1. Назначение - для снижения первичного тока до величины, используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации.

Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, равен току первичной обмотки, деленному на коэффициент трансформации.Номинальное значение тока вторичной обмотки 1А, 5А.По конструкции первичной обмотки трансформаторы тока бывают: одновитковые стержневые с первичной обмоткой в виде прямолинейного стержня с линейными зажимами на концах; одновитковые шинные, в которых роль первичной обмотки выполняют шины электроустановок, пропускаемые при монтаже через внутренние отверстия трансформаторов тока; многовитковые с первичными обмотками петлевого, звеньевого и катушечного типов.

2. Погрешность трансформатора тока — это разница между величиной и углом вектора вторичного тока и вектора приведенного первичного тока. Такая разница возникает из-за так называемого тока намагничивания. В сердечнике трансформатора тока он создает магнитный поток.

Векторная диаграмма трансформатора тока наглядно показывает соотношение между основными его параметрами (токи и сопротивления).В реальном устройстве первичная магнитная движущая сила превышает вторичную, поскольку часть энергии, подводимая к первичной обмотке, затрачивается на создание магнитной движущей силы намагничивания. Поэтому первичный ток превышает вторичный. Таким образом, реальный трансформатор тока вносит свою погрешность в измеряемое значение и в фазу вторичного тока.

3. Схема соединения ТТ и обмоток реле в полную звезду.

Схема соединения ТТ и обмоток реле в неполную звезду.

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

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

.

Схема соединения ТТ в фильтр токов НП.

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

«Нижневартовский государственный университет»

Естественно-географический факультет

Кафедра энергетики