Инструкция по проверке трансформаторов тока, используемых в схемах релейной защиты и измерения

Скачать 2.03 Mb.

Название	Инструкция по проверке трансформаторов тока, используемых в схемах релейной защиты и измерения
страница	5/12
Тип	Инструкция

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Инструкция

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 12

2.2 Расчет погрешностей ТТ по методу эквивалентных синусоид

У ТТ с замкнутым магнитопроводом формы кривых вторичного тока и напряжения и в еще большей степени намагничивающего тока искажены даже в установившемся режиме при синусоидальном первичном токе, что является следствием нелинейности динамических характеристик намагничивания ТТ. Однако при небольших погрешностях ТТ формы кривых вторичных тока и напряжения, а также магнитной индукции в магнитопроводе близки к синусоидальным и установившийся режим можно рассчитывать методом эквивалентных синусоид. Основным его допущением является то, что независимо от истинных форм кривых токов, напряжений, магнитной индукции все эти величины считаются синусоидальными и эквивалентными по действующим значениям истинным токам, напряжениям, магнитным индукциям. Это позволяет использовать законы Кирхгофа для комплексных величин и векторные диаграммы. Связь между действующим значением намагничивающего тока и амплитудой магнитной индукции определяется по характеристике намагничивания В_т (Н), а угол сдвига фаз эквивалентных синусоид магнитной индукции и намагничивающего тока — по характеристике угла потерь  (В_т). При неизвестных параметрах магнитопровода угол потерь в стали принимается равным нулю, а связь между вторичной ЭДС и вторичным намагничивающим током определяется по реальной ВАХ Е₂ = f (I₀₂).

Метод используется и для одиночных ТТ, и для групп ТТ, причем расчет режима работы любого ТТ в группе сводится к расчету режима работы этого ТТ как одиночного при эквивалентной нагрузке, комплексное сопротивление которой определяется как отношение комплекса напряжения на зажимах вторичной обмотки к комплексу вторичного тока данного ТТ в предположении об идеальной работе (без погрешностей) всех ТТ группы.

Метод эквивалентных синусоид дает удовлетворительные результаты при расчетах токовых и угловых погрешностей ТТ, работающих в диапазоне рабочих первичных токов, в своем классе точности, если для расчетов используются характеристики намагничивания и угла потерь в стали для той марки и толщины листов стали, из которой изготовлен магнитопровод ТТ, или экспериментальные характеристики данного образца ТТ.

Методика и последовательность расчета по МЭС погрешностей ТТ при заданных значениях первичного тока, параметров нагрузки, характеристик стали и конструктивных данных ТТ показаны ниже на конкретном примере.

Пример расчета погрешностей одиночного ТТ методом эквивалентных синусоид

Дано: ТТ типа ТФРМ-500Б-1500/1, обмотка для измерений класса точности 0,5.

I₁ _ном = 1500 А; I₂ _ном = 1 А; n_т _ном =

= 1500;

w₁ = 2; w₂ = 2997; l = 0,785 м; Q = 16,5 · 10^-4 м²; r_т₂ = 4,61 Ом; х_т₂ = 14,9 Ом.

Сталь марки М6Х среднего качества, толщина листов 0,35 мм; характеристики стали даны в таблице Е приложения Е.

Определить: токовую и угловую погрешности при первичном токе I₁ = 0,2 · I₁ _ном = 300 А и номинальной нагрузке z_н = 30 Ом, соs _н = 0,8; полную погрешность; относительный намагничивающий ток и погрешность по действующему значению МДС.

Решение:

Составляющие полного сопротивления нагрузки:

r_н = z_н соs _н = 30 · 0,8 = 24 Ом;

х_н = z_н sin _н = 30 · 0,6 = 18 Ом.

Полное сопротивление вторичной ветви

Ом.

Угол сопротивления вторичной ветви

.

Вторичный ток принимается приближенно равным приведенному (к w₂) первичному току

А.

Вторичная ЭДС

Е₂ = I₂ z₂ = 0,2002 · 43,6 = 8,73 В.

Расчетная амплитуда магнитной индукции

Тл  0,0076 Тл.

Для найденного значения амплитуды магнитной индукции В_т _расч = 0,0076 Тл по характеристикам стали находим напряженность поля Н = 3,2 А/м и угол потерь в стали  = 18,4°.

При этом действующее значение вторичного намагничивающего тока будет равно

А

Угол  между эквивалентными синусоидами намагничивающего и вторичного токов

 = 90° - ₂ -  = 90 - 49 - 18,4 = 22,6°.

Расчетное значение приведенного первичного тока

Коэффициент витковой коррекции

.

Токовая погрешность (%)

Угловая погрешность (в сантирадианах)

Полная погрешность (%) при _т в сантирадианах

Относительный намагничивающий ток

, или 0,42%.

Погрешность по действующему значению МДС (%)

Связь между токовой погрешностью и погрешностью по действующему значению МДС (%)

.

При данной методике расчета полученные погрешности ТТ соответствуют первичному току, на (—f_F) процентов превышающему заданное его значение (т.е. на 0,39% в нашем примере). Поскольку зависимости погрешностей от первичного тока в отсутствии насыщения — это весьма пологие и гладкие кривые, то рассчитанные значения погрешностей практически точно соответствуют заданному первичному току.
2.3 Методика расчета предельной кратности методом эквивалентных синусоид

Рассматривается вариант расчета по ВАХ ТТ при неизвестных параметрах магнитопровода.

Исходные данные:

1) ВАХ Е₂ = f (I₀₂) для действующих значений вторичной ЭДС Е₂ и вторичного тока XX I₀₂ при синусоидальном напряжении;

2) заданная вторичная нагрузка z_н = r_н + jx_н;

3) параметры ТТ: I₁ _ном, I₂ _ном, r_т₂, х_т₂.

Сорт стали и размеры магнитопровода (l, Q) неизвестны. Допустимая полная погрешность равна 10%.

Расчет.

В связи с отсутствием характеристики угла потерь в стали и размеров магнитопровода расчет ведется без учета фактических углов сдвига фаз токов ТТ, На худший случай угол сдвига между вторичным и намагничивающим токами  принимается равным 90°, так как при этом условии намагничивающий ток и полная погрешность ТТ будут наибольшими при данной нагрузке и данной кратности первичного тока.

При этом допущении вторичный ток практически равен приведенному первичному току, если намагничивающий ток равен (или меньше) 10% приведенного первичного тока:

.

Для упрощения расчетов принимается I₂ = I₁₂, что дает небольшой расчетный запас.

При принятых допущениях расчетная вторичная ЭДС

.

На графике ВАХ в координатах (E₂, I₀₂) проводится прямая E₂ = 10 z₂ I₀₂ и по точке пересечения ее с характеристикой Е₂ = f (I₀₂) определяется расчетное значение вторичного намагничивающего тока I₀₂ _расч (рисунок 7).

Рисунок 7 - К расчету предельной кратности по ВАХ ТТ
Затем вычисляется искомая предельная кратность

.

При аналогичных допущениях может быть построена кривая предельной кратности — зависимость К10 от полного сопротивления нагрузки z_н. В этом случае расчёт выполняется проще, так как не требуется выполнять графические построения. Методика построения кривой К₁₀ = f (z_н) следующая:

— задается предельная кратность К₁₀;

— определяется расчетное значение вторичного намагничивающего тока I₀₂ _расч = 0,1 К₁₀ I₂_ном;

— по ВАХ находится значение вторичной ЭДС E₂, соответствующее току I₀₂ _расч;

— определяется значение допустимого полного сопротивления вторичной ветви ТТ

допустимое полное сопротивление нагрузки приближенно определяется по формуле

где z_т₂ — полное сопротивление вторичной обмотки ТТ:

Арифметическое вычитание полных сопротивлений дает некоторый расчетный запас. Если z_т₂  0,5 z₂_доп и разность углов комплексных сопротивлений z_т₂ и z_н не превышает ±30°, то этот запас не превосходит 7% z_н _доп.

По ряду значений К₁₀ и соответствующим им значениям z_н _доп строится характеристика К₁₀=f(z_н).

Менее точно кривая предельной кратности может быть построена при использовании типовой кривой намагничивания для ТТ данного типа, если известны конструктивные данные ТТ — номинальная первичная МДС F₁ _ном (номинальные ампервитки), средняя длина магнитного пути l и сечение стали Q магнитопровода. Дополнительные погрешности при таком расчете появляются из-за отличия фактической характеристики намагничивания конкретного ТТ от типовой, т.е. некоторой усредненной, характеристики.

Типовая характеристика намагничивания иногда представляется в виде зависимости удельной ЭДС

от напряженности магнитного поля Н при номинальной частоте f = 50 Гц. При этом связь между удельной ЭДС Е₂ _уд и амплитудой магнитной индукции Вт в единицах измерения СИ задается выражением Е₂ _уд = 222 Вт.

При использовании типовой кривой намагничивания порядок расчета допустимой нагрузки для построения кривой предельной кратности следующий:

1) задается предельная кратность К₁₀;

2) определяется расчетное значение напряженности поля

;

3) по типовой характеристике намагничивания определяется удельная ЭДС Е₂ _уд = f (Н_расч);

4) рассчитывается допустимое полное сопротивление вторичной ветви

;

5) определяется допустимое полное сопротивление нагрузки по формуле z_н _доп = z₂ _доп - z_т₂.

По ряду значений К₁₀ и соответствующим им значениям z_н _доп строится кривая предельной кратности К₁₀ = f (z_н).
2.4 Расчет погрешностей ТТ по методу ПХН

Метод основан на следующих допущениях:

1) потери в стали на вихревые токи и гистерезис не учитываются;

2) динамические петли намагничивания В(Н_t) аппроксимируются тремя отрезками прямых линий:

— вертикальным при |В| < B_s, Н_t = 0;

— горизонтальными при |В| = B_s, |H_t| > 0,

где B_s — условная магнитная индукция насыщения магнитопровода ТТ.

Учет потерь в стали необходим при анализе режимов работы ТТ с разомкнутой вторичной обмоткой, например при определении перенапряжений на ее зажимах (см. приложение Д). В режимах, когда вторичная обмотка замкнута на небольшое сопротивление, влиянием потерь в стали при насыщении ТТ можно пренебречь, так как ток потерь примерно в сто-тысячу раз меньше тока нагрузки.

Расчетные значения погрешностей и других параметров установившегося режима одиночного ТТ с ПХН при синусоидальном первичном токе являются однозначными функциями двух безразмерных комплексов величин: утла сопротивления вторичной ветви ТТ ₂ и величины A_z, названной "обобщенным параметром режима". Это свойство ТТ с ПХН позволило рассчитать и построить универсальные характеристики погрешностей и других относительных величин режима [2], [13], пользуясь которыми без сложных расчетов можно определять параметры режима обычного ТТ при работе при глубоком насыщении магнитопровода. Параметр A_z может быть интерпретирован как отношение магнитной индукции насыщения ТТ с ПХН к расчетной амплитуде магнитной индукции, которую имел бы данный ТТ в рассматриваемом режиме при отсутствии погрешностей. Для определения параметров режима по универсальным характеристикам необходимо и достаточно рассчитать значения угла ₂ и А_z по формулам:

; (32)

, (33)

где B_s — условная магнитная индукция насыщения ТТ;

I₁ и z₂ — действующее значение первичного тока и полное сопротивление вторичной ветви ТТ в рассчитываемом режиме;

m₁ — кратность первичного тока к номинальному:

;

z_SH — номинальное сопротивление насыщения ТТ.

Номинальное сопротивление насыщения равно полному сопротивлению вторичной ветви z₂, при котором магнитопровод ТТ находится на грани насыщения при первичном токе, равном номинальному. Оно является параметром типоразмера ТТ.

Значение z_SH может быть определено несколькими способами:

— первый способ — по известным значениям B_s и конструктивных данных ТТ:

; (34)

— второй способ — по предельной кратности К₁₀ и соответствующей ей вторичной нагрузке ТТ z_н:

; (35)

— третий способ — по вторичной ЭДС насыщения E_2S, определенной по ВАХ ТТ в точке "колена" кривой, в которой при увеличении ЭДС на 10% происходит увеличение намагничивающего тока на 50% (по определению стандарта МЭК 44-6):

. (36)

Получаемые по приведенным выше формулам значения z_SH обычно немного меньше, чем можно получить по данным измерений погрешностей ТТ при работе под нагрузкой в области насыщения при токе больше номинального, что дает некоторый запас;

— четвертый способ — величина z_SH может быть определена и экспериментально. Необходимые для определения значения z_SH измерения можно выполнить по одной из схем рисунка 8.

Первичный ток в этих схемах регулируется реостатом r₁. При этом необходимо обеспечить синусоидальность тока, которая контролируется осциллоскопом, включенным параллельно реостату.

а)

б)
а - схема определения вторичным током; б - схема определения первичным током

Рисунок 8 - Схемы для определения сопротивления z_SH
Амперметры и вольтметр должны быть электродинамическими или электромагнитными (реагирующими на действующее значение измеряемой величины).

Амперметр А₁ в схеме рисунка 8, а измеряет ток I₁₂, а в схеме рисунка 8, б — первичный ток I₁. Кратность тока

в схеме рисунка 8, а или

в схеме рисунка 8, б следует устанавливать для всех ТТ, кроме встроенных, не менее 0,8, а для встроенных — не менее 3.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 12

Похожие:

	Инструкция по проверке трансформаторов тока, используемых в схемах релейной защиты и измерения Разработано Открытым акционерным обществом "Фирма но наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей...		Инструкция выпускается взамен «Общей инструкции по проверке устройств... Инструкция предназначена для персонала, занимающегося эксплуатацией и наладкой устройств рза, и действует наряду с Инструкцией для...
	Документация на проведение закупки в форме запроса котировок Предмет закупки: Выполнение комплекса работ по замене трех трансформаторов тока тпл-10, замене одного электросчетчика «Меркурий-230»,...		Инструкция по вводу в эксплуатацию и погрузочно-разгрузочным работам... Каждый служащий, имеющий какое-либо отношение к транспортировке, установке, уходу и использованию трансформаторов тока (в сокращении...
	Инструкция по выбору и проверке электрических аппаратов, кабелей и устройств релейной защиты Расчетный максимальный ток трехфазного короткого замыкания для любой точки сети (А) может быть определен по формуле		Типовая инструкция по организации и производству работ в устройствах... Инструкция предназначена для персонала, занимающегося эксплуатацией и наладкой устройств рза, и действует наряду с Инструкцией для...
	Межгосударственный стандарт трансформаторы тока измерительные лабораторные Разработан открытым Акционерным Обществом «Свердловский завод трансформаторов тока»		Электромонтер по ремонту аппаратуры релейной защиты и автоматики... Техническое обслуживание и ремонт сложных защит электродвигателей, генераторов, трансформаторов, блоков генератор-трансформатор,...
	Инструкция для оперативного персонала по обслуживанию устройств релейной... С выходом настоящей Инструкции отменяется «Инструкция дежурному персоналу электростанций и подстанций по обслуживанию устройств релейной...		Инструкция по проверке трансформаторов напряжения В инструкции приведены программа и методы проверки трансформаторов напряжения (ТВ) и их вторичных цепей. Даны основные сведения о...
	Характеристики Измерение напряжения и тока при помощи обычных измерительных трансформаторов или датчиков тока и напряжения		Распоряжение ОАО "ржд" от 19. 12. 2005 n 2144р сто (Стандарт организации)... Гост р мэк 61557-5-2008 Сети электрические распределительные низковольтные напряжением до 1000 в переменного тока и 1500 в постоянного...
	Техническое задание на выполнение работ по техническому переоснащению... Аскуэ, трансформаторов тока и трансформаторов напряжения турбогенераторов тг-1, тг-2 и тсн 21Т, 22т симферопольской тэц на современные...		1. Прибор для измерения параметров силовых трансформаторов "Коэффициент" Предмет закупки Прибор для измерения параметров силовых трансформаторов Коэффициент
	Рабочая программа профессионального модуля подготовки специалистов среднего звена ПМ. 01 Наладка и испытание устройств релейной защиты, автоматики, средств измерения и систем сигнализации разработана на основе Федерального...		Типовая инструкция по организации защиты объектов террористической устремленности Инструкция предназначена для использования хозяйствующими субъектами в организации защиты объектов, а также для контролирующих, надзирающих...

Руководство, инструкция по применению