Погрешности трансформаторов тока, пути их снижения.
Под погрешностями ТТ подразумевается отличие вектора вторичного тока I2 от вектора приведенного первичного тока I’1 по величине и углу. Это отличие обусловлено наличием тока намагничивания I’нам создающего магнитный поток Ф в сердечнике ТТ. Из схемы замещения (рис. 3.6) видно, что величина тока намагничивания I’нам, а следовательно, и погрешности ТТ зависят от соотношения сопротивлений ветви намагничивания (Z’нам) и цепи вторичного тока (Z2+Zн). Чем больше ток ответвляется в сопротивление Z’нам, тем больше погрешности ТТ.
Установлены следующие погрешности ТТ:
1. Угловая погрешность.
Она представляет собой угол между вектором первичного тока I’1 и вторичного тока I2 (d). Она выражается в градусах, минутах или сантирадианах и считается положительной, когда вектор I2 опережает вектор I’1.
2. Полная погрешность.
Точность работы ТТ, предназначенных для релейной защиты, характеризуется полной погрешностью в условиях установившегося режима. Согласно ГОСТ 7746-68 полная погрешность представляет собой действующее значение разности мгновенных значений токов i2 и i’1. Полная погрешность e, выраженная в процентах.
3. Токовая погрешность.
Токовая погрешность или погрешность в коэффициенте трансформации, определяется как арифметическая разность первичного тока, поделенного на номинальный коэффициент трансформации и измеренного действительного значения вторичного тока.
Для ограничения погрешностей нужно ограничивать величину магнитного потока Ф или магнитной индукции В=Ф/S, не допуская насыщения магнитопровода. Из принципа работы ТТ вытекает, что поток Фт, должен иметь такую величину, при которой наведенная им вторичная ЭДС Е2 была бы достаточной для компенсации падения напряжения в цепи вторичной обмотки.
Таким образом, для уменьшения погрешности ТТ должен работать в прямолинейной части характеристики намагничивания. Это условие обеспечивается:
а) конструктивными параметрами сердечниками;
б) правильностью выбора Zн;
в) снижением величины вторичного тока, что достигается выбором соответствующего коэффициентом трансформации nТ.
При эксплуатации ТТ может оказаться, что его погрешности больше заданного класса точности, а уменьшения их изменением конструктивных параметров ТТ не представляется возможным или экономически невыгодным. Поэтому используются специальные способы уменьшения погрешности. Эти способы обеспечивают уменьшение погрешностей при нормальном режиме работы ТТ, т.е. при изменении первичного тока в диапазоне от 10 до 120% номинального.
Отрицательную токовую погрешность можно уменьшить, отмотав от вторичной обмотки трансформатора тока то или иное число витков. Такой способ уменьшения токовой погрешности называется витковой коррекцией. При витковой коррекции число витков вторичной обмотки становится меньше номинального 292
числа витков. Вследствие этого уменьшается МДС вторичной обмотки, направленная против МДС первичной обмотки. Последняя остается неизменной, так как определяется только первичным током и числом витков первичной обмотки.
Уменьшение МДС вторичной обмотки будет сопровождаться увеличением МДС и намагничивания и результирующего магнитного потока Ф0. Увеличение магнитного потока Ф0 приведет к повышению ЭДС во вторичной обмотке. Вследствие этого увеличивается и вторичный ток. Увеличение вторичного тока приводит к уменьшению отрицательной токовой погрешности или даже к изменению ее знака. Результирующая токовая погрешность ТТ с витковой коррекцией равна алгебраической сумме номинальной токовой погрешности (которая всегда отрицательна) и токовой погрешности, полученной в результате отмотки, и называется действительной токовой погрешностью. Она может быть вычислена по формуле
Повысить эффективность витковой коррекции при малом числе витков оказывается возможным, если отмотать не целое, а дробное число витков (т.е. часть витка). Для этого вторичная обмотка должна иметь специальное исполнение.
Витковая коррекция является простым и широко распространенным способом уменьшения отрицательной токовой погрешности.
Изменить токовую погрешность можно одним из способов, получивших общее название компенсации погрешностей. Большая часть способов компенсации погрешностей ТТ основана на свойстве ферромагнитных материалов изменять свою проницаемость в зависимости от магнитной индукции. Искусственно изменяя магнитную индукцию в магнитопроводе, можно увеличить его магнитную проницаемость и тем самым снизить погрешность ТТ.
Компенсацию погрешностей можно осуществить следующими способами: 1) спрямлением кривой намагничивания; 2) подмагничиванием магнитопровода; 3) созданием нулевого потока; 4) перераспределением потоков рассеяния.
9. Схема релейной защиты АД (Uном. АД=380 В.).
ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ НИЖЕ 1000 В
Защиту электродвигателей напряжением 500, 380 и 220 В осуществляют, исходя из тех же требований, что и к электродвигателям более высоких напряжений. Для этих электродвигателей применяются мгновенная РЗ от междуфазных КЗ, РЗ от перегрузки, РЗ минимального напряжения. Защита от КЗ осуществляется с помощью плавких предохранителей, а также максимальных токовых реле прямого или косвенного действия. На электродвигателях напряжением до 500 В широко применяются аппараты, в которых совмещены устройства РЗ и управления - магнитные пускатели и автоматические выключатели.
Магнитными пускателями называются трехфазные автоматические выключатели низкого напряжения (контакторы), рассчитанные на разрыв нормального рабочего тока двигателя
и тока его перегрузки. Отключение токов КЗ при применении магнитного пускателя возлагается на последовательно с ним включаемые предохранители.
Магнитные пускатели (рис. 19.17) в большинстве случаев не имеют защелки и во включенном положении удерживаются действием электромагнита YA, обмотка которого подключена на напряжение питания. Включение магнитного пускателя осуществляется нажатием кнопки SB1. При этом замыкается цепь обмотки удерживающего электромагнита, якорь которого притягивается и замыкает механически связанные с ним силовые контакты. Кнопка SB1 имеет самовозврат, поэтому после ее размыкания цепь обмотки электромагнита остается замкнутой через вспомогательный контакт SQ, шунтирующий кнопку SB1. Для отключения пускателя вручную служит кнопка SB2, при нажатии которой разрывается цепь удерживания электромагнита, и якорь его, отпадая, размыкает силовые контакты YAJ: При понижении напряжения питающей сети электромагнит отпадает, и электродвигатель отключается, чем осуществляется защита минимального напряжения. После восстановления напряжения магнитный пускатель сам включиться не может - включение его должно вновь осуществляться вручную. Защита электродвигателя от перегрузки выполняется тепловыми реле КА1 и КА2. Тепловые реле настраиваются таким образом, чтобы они не срабатывали от токов, проходящих при пуске и самоэапуске электродвигателя. Схема включения цепей магнитного пускателя, приведенная на рис. 19.17, применяется для защиты неответственных
электродвигателей, подверженных технологической перегрузке. В случае, если электродвигатель не подвержен перегрузкам, из схемы исключаются контакты тепловых реле. На ответственных электродвигателях, которые не должны отключаться при снижениях напряжения, вместо кнопок управления SB1 и SB2 устанавливается однополюсный рубильник, которым производится включение и отключение электродвигателя. После восстановления напряжения магнитный пускатель вновь включается, так как рубильник S остается замкнутым.
Рис. 19.17. Схема зашиты электродвигателя напряжением г.о 500 В с магнитным пускателем