Похибки трансформаторів струму
Коефіцієнт трансформації ТТ не є строго постійною величиною і через похибки первинні та вторинні струми можуть відрізнятися від номінальних значень. Похибки ТТ залежать головним чином від кратності первинного струму до номінального струму первинної обмотки і від навантаження, підключеного до вторинної обмотки. При збільшенні навантаження або струму вище за певні значення похибка зростає і ТТ переходить в інший клас точності.
Длявимірювальних приладів похибка відноситься до зони навантажувальних струмів. Ця похибка називається класом точності і може дорівнювати 0,2; 0,5; 1,0; 3.0.
Вимоги до роботи ТТ, що живлять релейний захист, суттєво відрізняються від вимог до ТТ, що живлять вимірювальні прилади. Якщо ТТ, що живлять вимірювальні прилади, повинні працювати точно в межах свого класу при струмах навантаження, близьких до номінального струму, то ТТ, що живлять релейний захист, повинні працювати з достатньою точністю при проходженні струмів КЗ значно перевищують номінальний струм ТТ. Для ланцюгів релейного захисту випускаються трансформатори струму класу Р або Д (для диференціальних захистів), у яких нормується похибка при малих струмах. В даний час випускаються ТТ класів 10Р та 5Р, похибка яких нормується у всьому діапазоні струмів.
ПУЭ вимагають, щоб ТТ, призначені харчування релейного захисту, мали похибку трохи більше 10 %.
Співвідношення значень первинного та вторинного струмів має вигляд:
, (3.3)
де струм намагнічування ТТ.
Розрізняють такі види похибок ТТ:
Токова похибка або похибка в коефіцієнті трансформації, визначається як арифметична різниця первинного струму, поділеного на номінальний коефіцієнт трансформації, та виміряного(дійсного) вторинного струму:
. (3.4)
Струмкова похибка обчислюється в %:
. (3.5)
Кутова похибка визначається як кут зсуву вектора вторинного струму щодо вектора первинного струму і вважається позитивною, коли випереджає .
Повна похибка – визначається як виражене у відсотках відношення діючого значення різниці миттєвих значень первинного та вторинного струмів до чинного значення первинного струму.
Таким чином, умовами, що визначають похибки ТТ, є: - Відношення, тобто кратність, первинного струму, що проходить через ТТ, до його номінального струму;
- величина навантаження, підключеного до його вторинної обмотки.
У трифазній мережі для підключення реле та вимірювальних приладів вторинні обмотки ТТ з'єднуються у різні схеми. Найбільш поширені їх наведені на рис. 3.2.
На рис. 3.2,адана схема з'єднання в повну зірку, яка застосовується для включення захисту від усіх видів однофазних та міжфазних КЗ.
На рис. 3.2,б-схема з'єднання в неповну зірку, яка використовується для включення захисту від міжфазних КЗ в мережах із ізольованою нейтраллю.
Нарис. 3.2,в– схема з'єднання в трикутник, яка використовується для отримання різниці фазних струмів (наприклад, для включення диференціального захисту трансформатора).
На рис. 3.2,г-схема з'єднання на різницю струмів двох фаз (неповний трикутник), яка використовується для включення захисту від міжфазних КЗ, так само як схема на рис. 3.2,б.
На рис. 3.2,д– схема з'єднання на суму струмів усіх трьох фаз (фільтр струмів нульової послідовності), що використовується для включення захисту від КЗ на землю.
На рис. 3.2,едана схемапослідовного з'єднання двох трансформаторів струму, встановлених на одній фазі При такому з'єднанні навантаження, підключене до них, розподіляється порівну, тобто на кожному з них зменшується в 2 рази. Відбувається це тому, що струм у ланцюзі, рівний, залишається незмінним, а напруга, що припадає на кожен ТТ, становить половину загального. Розглянута схема застосовується при використанні малопотужних ТТ (наприклад, вбудованих у введення вимикачів та силових трансформаторів). Коефіцієнт трансформації ТТ у такій схемі дорівнює коефіцієнту трансформації одного з них.
Мал. 3.2.Схеми з'єднання вторинних обмоток трансформаторів струму та реле
На рис. 3.2,ждана схема паралельного з'єднання вторинних обмоток двох ТТ, встановлених на одній фазі. Коефіцієнт трансформації цієї схеми в 2 рази менший за коефіцієнт трансформації одного ТТ. Схема паралельного з'єднання використовують для отримання нестандартних коефіцієнтів трансформації. Наприклад, для отримання коефіцієнта трансформації з'єднують паралельно два стандартні ТТ з коефіцієнтом трансформації .
Відношення струму, що проходить через реле захисту фазного струму трансформаторів струму називається коефіцієнтом схеми . Для схем повної та неповної зірки (рис. 3.2,а,б) . Для повного та неповного трикутника (рис. 3.2,в,г) .