Релейная защита Погрешности трансформаторов тока
Погрешности трансформаторов тока

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:

Токовая погрешность.

Она выражается в процентах и может быть определена по формуле:

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. Угловая погрешность может быть определена через величины угла потерь g (угол между Ф в магнитопроводе и I*нам) и a (угол между U1 и I1) угла между векторами ЭДС Е2 и вторичного I2. Величина отрезка (рис.3.7) . Угол между I2 и I’нам равен (900-(a+g)). Значение угловой погрешности равно:

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 равна:

где I’1 – действующее значение первичного тока;

i2 и i’1 – мгновенные значения вторичного и первичного токов;

Т – длительность периода тока.

Если полная погрешность не превышает 10%, то она может быть выражена упрощенной формулой:

Из приведенных выражений видно, что чем больше намагничивающий ток ТТ, тем больше его погрешности. Чрезмерно большие погрешности могут вызвать неправильные действия устройств РЗА. Уменьшение погрешностей ТТ сводится к уменьшению намагничивающего тока.

Ток намагничивания состоит из составляющей , обусловленной активными потерями на гистерезис от вихревых токов в магнитопроводе ТТ, и составляющей , создающей магнитный поток Ф, который индуцирует во вторичной обмотке ЭДС I2. При этом >>.

Для уменьшения магнитопровод ТТ выполняется из шихтованной стали, имеющей небольшие активные потери. Для уменьшения второй составляющей нужно уменьшить Фт, связанный с соотношением .

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:

Т.е. чем больше I2 и Zн тем быстрее растет Фт и растет . Уменьшение Е2 (Фт) достигается уменьшением Zн и уменьшением I2 достигается повышением nТ . Уменьшение достигается увеличением сечения и применения стали с высокой магнитной проницаемостью. 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.