Исследование схем включения вторичных обмоток трансформатора тока

ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ ВКЛЮЧЕНИЯ ВТОРИЧНЫХ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

— ознакомление со схемами соединения вторичных обмоток трансформатора тока, используемых в устройствах релейной защиты и автоматики.

1.2. Основные теоретические положения:

При выполнении защиты элементов электрических систем могут быть использованы различные схемы соединений обмоток трансформаторов тока и токовых обмоток реле. Выбор схемы определяется её назначением (от каких видов коротких замыканий предусмотрена защита), требованием чувствительности, необходимостью экономить количество реле и трансформаторов тока. При определении параметров защиты (тока срабатывания и чувствительности) необходимо учитывать коэффициент схемы:

где I_p — ток в реле, А; I_2тт — ток во вторичной обмотке трансформатора тока, А.

Для максимальных токовых защит выбор тока срабатывания реле производится по выражению

где К_н = 1,1. 1,2 — коэффициент надёжности, учитывающий погрешность реле и переходные режимы; К_в = 0,8. 0,85 — коэффициент возврата реле учитывающий его конструктивные особенности; Ктт — коэффициент трансформации трансформатора тока.

Эффективность каждой схемы определяется коэффициентом чувствительности, представляющим собой отношение тока при коротком замыкании попадающего в обмотку реле к току срабатывания.

3. Порядок выполнения работы:

3.1. Ознакомиться с аппаратурой установленной на стенде.

3.2. Собрать поочерёдно все схемы, представленные на рис.1.а — 1.д.

После проверки преподавателем собранной схемы, замкнуть тумблер SA1, амперметры РА1 — РА4 покажут первичный ток цепи, а амперметры РА5 — РА8 токи вторичных цепей. Переключателем SA2 можно установить вид короткого замыкания в первичной цепи.

3.3. Для каждой схемы, имитируя различные виды коротких замыканий, произвести запись показаний всех приборов в таблице 1.1.

Рис. 1.а. Соединение вторичных обмоток ТТ в «звезду»

Рис. 1.б. Соединение вторичных обмоток ТТ в «треугольник»

Рис. 1.в. Соединение вторичных обмоток в «звезду» без одного ТТ

Рис. 1.г. Соединение вторичных обмоток в «треугольник» без одного ТТ

Рис. 1.д. Соединение вторичных обмоток в «звезду» без фазных измерителей

Экспериментальные данные опыта

Вид К.З.

Показания приборов

В первичных цепях

Во вторичных цепях

Рис.1.а

Ia

Iв

Ic

Io

Ia

Kcx

Iв

Kcx

Ic

Kcx

Iо

Kcx

Kч

Трехфазное

Двухфазное

Двухфазное на землю

Однофазное на землю

Рис.1.б

Трехфазное

Двухфазное

Двухфазное на землю

Однофазное на землю

Рис.1.в

Трехфазное

Двухфазное

Двухфазное на землю

Однофазное на землю

Рис.1.г

Трехфазное

Двухфазное

Двухфазное на землю

Однофазное на землю

Рис.1.д

Трехфазное

Двухфазное

Двухфазное на землю

Однофазное на землю

3.4. По данным показаний приборов для каждой схемы определить величину К_сх соответствующего определённому виду короткого замыкания.

3.5. Определить чувствительность токовой защиты при различных схемах её выполнения и различных видах коротких замыканий.

4.1. В каких случаях применяется схема соединения трансформаторов тока в треугольник?

4.2. Почему в сетях с изолированной нейтралью устанавливают два трансформатора тока (по одному на каждую крайнюю фазу), а в сетях с глухозаземлённой нейтралью — три трансформатора тока (по одному на каждую фазу)?

4.3. Как узнать ток во вторичной фазе по показаниям приборов в схеме рис. 1.1.б.

4.4. Начертить схему защиты с одним реле, включенным на разность токов двух фаз. Какая должна быть установка реле, если оно должно срабатывать при токе в линии ТА?

4.5. Назначение нулевого провода в схеме полной звезды?

4.6. Указать типы защит, где используется включение токовых обмоток реле по схемам, представленным на рис. 1.1.в.

4.7. Ток, каких фаз измеряет каждый из амперметров схемы на рис. 1.1.б при нормальном режиме?

Источник

Исследование схем соединения вторичных обмоток трансформаторов тока

Автор: Пользователь скрыл имя, 05 Июня 2012 в 10:41, лабораторная работа

Описание работы

Цель работы: Ознакомиться со схемами соединения вторичных обмоток трансформаторов тока, используемых в устройствах релейной защиты

Содержание

3.1 Перечень основного оборудования

3.1.1 Стационарный стенд для изучения схем соединения трансформаторов тока

3.1.2 Трансформатор тока ТТИ 20/5

3.1.3 Амперметры в первичной цепи и вместо реле тока амперметры во вторичной цепи трансформаторов тока

3.1.4 Реостаты ползунковые 7-10 Ом

3.2 Экспериментальная часть

Работа содержит 1 файл

РЗ ЛР3.doc

3 Исследование схем соединения вторичных обмоток трансформаторов тока

Цель работы: Ознакомиться со схемами соединения вторичных обмоток трансформаторов тока, используемых в устройствах релейной защиты

3.1 Перечень основного оборудования

3.1.1 Стационарный стенд для изучения схем соединения трансформаторов тока

3.1.2 Трансформатор тока ТТИ 20/5

3.1.3 Амперметры в первичной цепи и вместо реле тока амперметры во вторичной цепи трансформаторов тока

3.1.4 Реостаты ползунковые 7-10 Ом

3.2 Экспериментальная часть

Рисунок 3.1 — Трехфазная схема соединения вторичных обмоток трансформаторов тока в полную «звезду»

Таблица 3.1 – Результаты измерений при схеме соединения вторичных обмоток трансформаторов тока в полную «звезду»

Показания приборов В первичной цепи Во вторичной цепи I_А, А I_В, А I_С, А I_N, А I_а, А I_в, А I_с, А I_N, А Трехфазное 16,2 16,2 17,5 0 16,2

0 Двухфазное 14 14 0 0 14

0 0 Однофазное 16 0 0 13 0,5

Рисунок 3.2 — Двухфазная трехлинейная схема соединения вторичных обмоток трансформаторов тока в неполную «звезду»

Таблица 3.2 – Результаты измерений при схеме соединения вторичных обмоток трансформаторов тока в неполную «звезду»

Показания приборов В первичной цепи Во вторичной цепи I_А, А I_В, А I_С, А I_N, А I_а, А I_в, А I_с, А I_N, А Трехфазное 14 14 — 0 13,9

— 0 Двухфазное 14 14 — 0 13,9

— 0 Однофазное 16 0 — 13 0 0 — 0

Рисунок 3.3 – Трехфазная схема соединения вторичных обмоток трансформаторов тока в полный «треугольник»

Таблица 3.3 – Результаты измерений при схеме соединения вторичных обмоток трансформаторов тока в полный «треугольник»

Показания приборов В первичной цепи Во вторичной цепи I_А, А I_В, А I_С, А I_N, А I_а, А I_в, А I_с, А I_N, А Трехфазное 17 17 17,8 0 29

15 — Однофазное 16 0 0 13 15,8

Рисунок 3.4 – Двухфазная схема соединения вторичных обмоток трансформаторов тока в неполный «треугольник»

Таблица 3.4 – Результаты измерений при схеме соединения вторичных обмоток трансформаторов тока в неполный «треугольник»

Показания приборов В первичной цепи Во вторичной цепи I_А, А I_В, А I_С, А I_N, А I_а, А I_в, А I_с, А I_N, А Трехфазное 14,5 14 — — 29

Рисунок 3.5 — Схема соединения вторичных обмоток трансформаторов тока на сумму трех фаз

Таблица 3.5 – Результаты измерений при схеме соединения вторичных обмоток трансформаторов тока на сумму трех фаз

Показания приборов В первичной цепи Во вторичной цепи I_А, А I_В, А I_С, А I_N, А I_а, А I_в, А I_с, А I_N, А Трехфазное 17 17,8 17,8 0 0 — — — Двухфазное 15 14 0 0 0 — — — Однофазное 16 0 0 12,2 15,5 — — —

3.3.1 Коэффициент схемы для схемы соединения полная «звезда» при трёхфазном коротком замыкании для фазы А.

Аналогично производим расчёт для остальных случаев и данные сводим в таблицу 3.6.

Таблица 3.6 – Коэффициенты схемы

Полная «звезда»
Трёхфазное К.З.	Двухфазное К.З.	Однофазное К.З.
Фаза А	4(1)	4(1)	0,125(1)
Фаза B	4,19(1)	4(1)	–
Фаза С	4,11(1)	–	–
Неполная «звезда»
Трёхфазное К.З.	Двухфазное К.З.	Однофазное К.З.
Фаза А	3,97(1)	3,97(1)	–
Фаза B	4,28(1)	4,28(1)	–
Фаза С	–	–	–
Полный «треугольник»
Трёхфазное К.З.	Двухфазное К.З.	Однофазное К.З.
Фаза А	6,82( Ö 3)	8(2)	3,95(1)
Фаза B	7,05( Ö 3)	4(2)	–
Фаза С	6,29( Ö 3)	–	–
Неполный «треугольник»
Трёхфазное К.З.	Двухфазное К.З.	Однофазное К.З.
Фаза А	8( Ö 3)	8	3,95
Фаза B	–	–	–
Фаза С	–	–	–

Для схемы соединения на сумму токов – коэффициент схемы не вводится.

В системе электроснабжения и автоматики для подключения цепей релейной защиты используются следующие схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока: трехфазная схема соединения в полную «звезду»; двухфазная двух- и трехлинейная схема соединения в неполную «звезду»; трехфазная схема соединения трансформаторов тока в полный «треугольник», а измерительных органов в полную «звезду»; двухфазная однолинейная схема соединения в неполный «треугольник»; схема на сумму трех токов. Данная лабораторная установка позволяет исследовать эти схемы соединения и 3 вида коротких замыкании: однофазное, двухфазное, трёхфазное.

Для того чтобы достичь должных значений коэффициентов схемы необходимо изменить коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов путём их замены.

Источник

Схемы соединений трансформаторов тока, виды схем, параллельное и последовательное

Назначение трансформаторов тока

Счётчики для однофазных и трёхфазных сетей рассчитаны на номинальные токи до 100 А. Использование приборов с большими токами затруднено по причине необходимости использования проводов слишком большого сечения. Таким образом, для измерения характеристик в линиях с большими токами необходимо использовать специальные устройства, понижающие ток до приемлемого значения. Для этой цели используются трансформаторы тока (ТТ).

Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в линейный провод, по которому проходит высокий ток, а ко вторичной обмотке подключается измерительный прибор. Для удобства выводы маркируются обозначениями. Для начала и, соответственно, конца первичной обмотки применяются обозначения Л1 и Л2. Для вторичной обмотки — И1 и И2. При подключении необходимо строго соблюдать полярность первичной и вторичной обмоток ТТ.

Чаще всего величина вторичного тока равна 5 А, иногда применяются ТТ со вторичным током 1 А. Для измерения же напряжения в высоковольтных сетях используется подключение через трансформатор напряжения, который понижает напряжение до 100 или 57.7 вольт.

Трансформаторы тока подключаются в трёхфазных цепях по схеме неполной звезды (сети с изолированной нейтралью). При наличии нулевого провода подключение осуществляется с помощью полной звезды. В дифференциальных защитах силовых трансформаторов ТТ подключаются по схеме «Треугольник».

Это позволяет скомпенсировать сдвиг фаз вторичных токов, что уменьшит ток небаланса. В трёхфазных сетях без нулевого провода обычно трансформаторы тока подключаются только на две ведущие линии, поскольку измерив ток в двух фазах, можно легко рассчитать величину тока в третьей фазе.

Если сеть имеет глухозаземлённую нейтраль (как правило, сети 110 кВ и выше), то обязательно подключение ТТ ко всем трём фазам. Соединение обмоток реле и трансформаторов тока в полную звезду. Эта схема соединения трансформаторов представлена в виде векторных диаграмм, которые иллюстрируют работу трансформатора на рис. 2.4.1 и на схемах 2.4.2, 2.4.3, 2.4.4.

Если трансформатор работает в нормальном режиме, или если он симметричный, то будет проходить ток небаланса или небольшой ток, который появляется из–за разных погрешностей трансформаторов тока.

Представленная выше схема применяется против всех видов КЗ (междуфазных и однофазных) во время включения защиты.
Трехфазное КЗ
Двухфазное КЗ

Однофазное КЗ
Отношение Iр/Iф (ток в реле)/ (ток в фазе) называется коэффициентом схемы, его можно определить для всех схем соединения. Для данной схемы коэффициент схемы kсх будет равен 1.

На рис. 2.4.5 предоставлена схема соединения обмоток реле и трансформаторов тока в неполную звезду, а на рис. 2.4.6, 2.4.7. ее векторные диаграммы, которые иллюстрируют работу этой схемы.

Трехфазное КЗ — когда токи могут идти в обратном проводе по обоим реле.
Двухфазное КЗ — когда токи, могут протекать в одном или в двух реле в соответствии с повреждением тех или иных фаз.

КЗ фазы В одной фазы может происходить тогда, когда токи не появляются в этой схеме защиты.

Схему неполной звезды можно применять только в сетях с нулевыми изолированными точками при kсх=1 с целью защиты от КЗ междуфазных, и может реагировать только на некоторые случаи КЗ однофазного.

На рис. 2.4.8. можно изучить схему соединения в звезду и треугольник обмоток реле и трансформаторов соответственно.

Во время симметричных нагрузок в реле и в период возникновения трехфазного КЗ может проходить линейный ток, сдвинутый на 30* по фазе относительно тока фазы и в разы больше его.

Особенности схемы этого соединения:

1. при разных всевозможных видах КЗ проходят токи в реле, при этом защита которая построена по такой схеме, будет реагировать на все виды КЗ;
2. ток в реле относится к фазному току в зависимости от вида КЗ;
3. ток нулевой последовательности, который не имеет путь через обмотки реле для замыкания, не может выйти за границы треугольника трансформаторов тока.

Выше приведенная схема применяется чаще всего для дистанционной или во время дифференциальной защиты трансформаторов.

Схема восьмерки или включение реле на разность токов двух фаз.

На рис. 2.4.9 представлена сама схема соединения, а на рис. 2.4.10, 2.4.11.векторные диаграммы, которые иллюстрируют работу этой схемы.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

Симметричная нагрузка при трехфазном КЗ.

Двухфазное КЗ Двухфазно КЗ АВ или ВС
При разных видах КЗ, ток в реле и его чувствительность будут разными. Ток в реле будет равен нулю во время однофазного КЗ фазы В. Эту схему можно применять, тогда, когда не требуется действий трансформатора для защиты от разных междуфазных КЗ с соединением обмоток Y/* – 11 группа, и когда эта защита обеспечивает необходимую чувствительность.

Соединение трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности

На рис. 2.4.12. можно изучить схему соединения трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности. Только во время однофазных или двуфазных КЗ на землю появляется ток в реле. Эту схему можно применять во время защиты от КЗ на землю. КЗ IN=0 при двухфазных и трехфазных нагрузках. Но часто ток небаланса Iнб появляется из–за погрешности трансформаторов тока в реле.

Последовательное соединение трансформаторов тока

На рис. 2.4.13. представлена схема последовательного соединения трансформаторов тока. Подключенная к трансформаторам тока, нагрузка, распределяется поровну. Напряжение, которое приходится на любой трансформатор тока и на вторичный ток остается неизменным.

Источник