Инструкция по проверке трансформаторов тока, используемых в схемах релейной защиты и измерения
|
Скачать 1.68 Mb.
|
1.2 Соотношения основных величин. Схема замещения и векторная диаграмма ТТ Соотношения основных величин, характеризующих работу ТТ, как и используемая для анализа упрощенная математическая модель ТТ и его нагрузки — схема замещения ТТ, базируются на фундаментальных законах электротехники — законе полного тока, законе электромагнитной индукции и законах Кирхгофа. Закон полного тока связывает напряженность магнитного поля в магнитопроводе ТТ с токами в обмотках ТТ и числами витков обмоток:  , (1)где Нt — мгновенное значение напряженности магнитного поля, средней по длине пути магнитной силовой линии; l — средняя длина магнитной силовой линии; i1 и i2 — мгновенные значения первичного и вторичного токов; w1 и w2 — действительные числа витков первичной и вторичной обмоток. Закон электромагнитной индукции устанавливает соотношение между мгновенными значениями результирующего магнитного потока Ф в магнитопроводе ТТ и индуктируемой им ЭДС в витках обмотки:  , (2)где е2 — мгновенное значение ЭДС во вторичной обмотке (вторичной ЭДС); — потокосцепление вторичной обмотки; Q — сечение стали магнитопровода; В — мгновенное значение магнитной индукции в магнитопроводе, среднее по сечению. Второй закон Кирхгофа связывает вторичную ЭДС с вторичным током и параметрами вторичной ветви в схеме замещения ТТ:  , (3)где r2 — активное сопротивление вторичной ветви: r2 = rт2 + rн (здесь rт2 — активное сопротивление вторичной обмотки; rн — активное сопротивление нагрузки, присоединенной к выводам вторичной обмотки); L2 — индуктивность вторичной ветви: L2 = Lт2 + Lн (в данной формуле Lт2 — индуктивность вторичной обмотки; Lн — индуктивность нагрузки, присоединенной к выводам вторичной обмотки). Соотношение (1) можно преобразовать, поделив на число витков первичной обмотки w1 или на число витков вторичной обмотки w2. Такое преобразование называется приведением токов к числу витков первичной или вторичной обмотки соответственно. При приведении токов к числу витков первичной обмотки имеем:  , (4)где i21 — вторичный ток, приведенный к числу витков первичной обмотки (приведенный вторичный ток). Разность i01 между первичным током i1 и приведенным вторичным током i2, называется первичным намагничивающим током или намагничивающим током, приведенным к числу витков w1. При приведении токов к числу витков вторичной обмотки имеем:  , (5)где i12 — первичный ток, приведенный к числу витков вторичной обмотки (приведенный первичный ток). Разность i02 между приведенным первичным током i12 и вторичным током i2 называется вторичным намагничивающим током или намагничивающим током, приведенным к числу витков w2. С использованием величин первичного и вторичного намагничивающего тока выражение закона полного тока примет вид:  . (6)Отсюда следуют очевидные соотношения между значениями намагничивающего тока, приведенными к разным числам витков:  ; (7) . (8)Введенный в уравнения намагничивающий ток в общем случае работы ТТ под нагрузкой физически не существует, а является расчетной математической величиной, удобной для анализа режимов ТТ. Только в режимах XX ТТ, т.е. при возбуждении ТТ через одну из его обмоток при разомкнутых остальных обмотках, намагничивающий ток реально протекает по виткам возбуждаемой обмотки и равен току XX в этой обмотке. Необходимо различать термины "намагничивающий ток" и введенный стандартом на термины и определения для измерительных трансформаторов ГОСТ 18685-73 [15] "ток намагничивания". Этот стандарт закрепил специальное название "ток намагничивания" за действующим значением тока, потребляемого вторичной обмоткой ТТ, когда на вторичных зажимах подведено синусоидальное напряжение номинальной частоты, причем первичная обмотка и все остальные обмотки разомкнуты. Поэтому термин "ток намагничивания" недопустимо использовать в ином смысле, чем это установлено стандартом, в частности, для мгновенных или амплитудных значений тока XX, или при несинусоидальном напряжении на вторичных зажимах ТТ, или при протекании тока по первичной обмотке, или при работе ТТ под нагрузкой, или в переходных режимах и так далее. Во всех случаях, кроме установленных ГОСТ 18685-73, вместо термина "ток намагничивания" рекомендуется использовать термин "намагничивающий ток", как это принято в литературе по основам электротехники [11], [12]. Как видно из приведенных выше основных соотношений, физические процессы трансформации тока в ТТ непосредственно зависят от действительных чисел витков его обмоток w2 и w1 и от их отношения (виткового коэффициента трансформации KВ):  . (9)Номинальный коэффициент трансформации nт ном является одним из основных параметров ТТ, но это паспортный параметр аппарата. Этот коэффициент есть отношение номинального первичного тока к номинальному вторичному току:  . (10)У идеального ТТ, не имеющего тока намагничивания, вторичный ток однозначно связан с первичным током через номинальный коэффициент трансформации, который служит коэффициентом пропорциональности между одноименными значениями токов, например, мгновенными:  и  (11)или действующими комплексными (векторными) значениями:  и  . (12)У реальных ТТ соотношения (11) и (12) между первичным и вторичным токами выполняются приближенно, с погрешностями, которые зависят от многих факторов, прежде всего от сопротивления нагрузки и силы первичного тока (см. рисунок 1). На рисунке 1 приведены схемы условных обозначений (а и б) и схема замещения ТТ (в). На схеме замещения не показано сопротивление первичной обмотки, поскольку для работы ТТ наличие и значение этого сопротивления несущественны. В схеме замещения ТТ, приведенной к числу витков вторичной обмотки (см. рисунок 1, в), вторичный намагничивающий ток i02 протекает по воображаемой (расчетной) ветви, называемой ветвью намагничивания, имеющей полное сопротивление z02, которое приближенно может быть определено как отношение действующего значения вторичной ЭДС Е2 к действующему значению вторичного тока XX I02, измеренным в опыте XX при синусоидальной ЭДС при номинальной частоте. Зависимость E2 от I02 называется вольтамперной характеристикой (ВАХ) ТТ. Метод расчета параметров установившегося режима, основанный на использовании этой ВАХ и на допущении синусоидальности форм мгновенных токов, ЭДС, напряжений и магнитной индукции, называется методом эквивалентных синусоид (сокращенно — МЭС). Подробнее о методах расчетов ТТ см. в разделе 2. Первичный ток I12, намагничивающий ток I02 и полное сопротивление ветви намагничивания  на рисунке 1, в приведены к числу витков вторичной обмотки ТТ. Такое приведение в соответствии с законом полного тока выполняется пересчетом по витковому коэффициенту трансформации KB. Если неизвестны числа витков первичной и вторичной обмоток w1 и w2, то приведение может быть приближенно выполнено по номинальному коэффициенту трансформации nт ном, но это не всегда допустимо (см. раздел 1.3).Если числа витков обмоток ТТ известны, то приведенные величины могут быть рассчитаны по формулам:  ; (13) . (14)Номинальное число витков вторичной обмотки w2 при известном w1 определяется по формуле  . (15)Активное rт2 и индуктивное хт2 сопротивления вторичной обмотки ТТ показаны на рисунке 1, в в виде полного сопротивления zт2. На той же схеме замещения полное сопротивление нагрузки zн представляет собой объединенные сопротивления реле, измерительных приборов и соединительных проводов во вторичной цепи ТТ. Активная и реактивная составляющие этого сопротивления обозначаются соответственно rн и хн. Следует иметь в виду, что индуктивное (а иногда и активное) сопротивление нагрузки может быть нелинейным. В этом случае следует использовать приближенные значения сопротивлений в интересующей нас рабочей точке режима ТТ. Положительные направления токов на схеме замещения (см. рисунок 1, в) соответствуют положительным направлениям токов, принятым на схемах условных обозначений (см. рисунок 1, а, б), где звездочками обозначены однополярные выводы первичной и вторичной обмоток. При рассмотрении работы ТТ следует иметь в виду, что в подавляющем большинстве случаев сопротивления вторичных цепей, приведенные к числу витков первичной обмотки, ничтожно малы по сравнению с общим сопротивлением первичной цепи, в которую включен ТТ, поэтому они не влияют на значение первичного тока. Первичная цепь для ТТ считается идеальным источником тока, что и отражено на схеме замещения. Необходимо также учитывать, что наличие в ТТ стального магнитопровода обусловливает нелинейность сопротивления ветви намагничивания z02, вследствие этого токи i02 и i2, как правило, несинусоидальны. Сумма этих токов, как видно из схемы замещения, равна первичному току, который в большинстве режимов ТТ синусоидален. Любая периодическая несинусоидальная функция, как известно, может рассматриваться как сумма ряда синусоидальных функций, называемых ее гармоническими составляющими или гармониками. Частоты всех гармонических составляющих любой периодической несинусоидальной кривой не являются произвольными, а кратны частоте ее первой гармоники f1. Несинусоидальные токи и напряжения не могут изображаться векторами, поскольку их гармонические составляющие имеют разные частоты. При рассмотрении работы ТТ с помощью векторных диаграмм несинусоидальные токи и напряжения приближенно заменяются эквивалентными синусоидальными, имеющими такие же действующие значения и основную частоту (рисунок 2).  Рисунок 2 - Векторная диаграмма ТТ Векторная диаграмма на рисунке 2 построена согласно схеме замещения рисунка 1, в. При построении за исходный принят вектор тока I2. Вектор напряжения вторичной обмотки U2 построен как сумма падений напряжения от тока I2 в активном и индуктивном сопротивлениях нагрузки zн. Электродвижущая сила вторичной обмотки  равна , (16)где  — напряжение на зажимах вторичной обмотки ТТ;zт2 — полное сопротивление вторичной обмотки. Согласно выражению (16) и построен вектор ЭДС на диаграмме. Вектор рабочего магнитного потока  отстает на 90° от вектора вторичной ЭДС , наведенной этим магнитным потоком. Вектор намагничивающего тока  опережает вектор рабочего магнитного потока на угол , обусловленный активными потерями в стали магнитопровода. Угол может быть получен из экспериментальных кривых: ,где Вт — амплитуда магнитной индукции. Вектор приведенного первичного тока  построен на диаграмме как сумма векторов вторичного  и намагничивающего тока : . (17)Токам I1 и I2 соответствуют МДС первичной и вторичной обмоток; МДС первичной обмотки F1 = I1 w1, лишь частично уравновешивается МДС вторичной обмотки F2 = I2 w2, в результате чего в магнитопроводе создается рабочий магнитный поток с амплитудой Фm = Вm Q, приближенно соответствующий току I02 по характеристике намагничивания сердечника: Bm = f (H), где Н — действующее значение напряженности магнитного поля:  Такая векторная диаграмма верна лишь при принятых на схемах рисунка 1, а и б положительных направлениях токов и ЭДС. Если на этих схемах для одного из токов принять за положительное противоположное направление, то при отсутствии погрешностей токи I2 и I12 должны быть показаны двумя одинаковыми по модулю векторами, сдвинутыми на 180°. Физический смысл явления, отражаемого этим формальным правилом, заключается в том, что вторичный ток размагничивает магнитопровод, намагничиваемый первичным током. |
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... |