Схемы включения обмоток трансреактора

Как отмечалось выше, в отдельных устройствах РЗ для правильного функционирования реле (например, реле сопротивления, дифференциальные реле, некоторые фильтровые реле) требуется иметь на выходе трансреактора напряжение, пропорциональное геометрической сумме (или разности) вторичных фазных токов. В этом случае трансреактор имеет две одинаковые первичные обмотки и одну вторичную (рисунок 2.7)

Рисунок 2.7 Схема включения обмоток трансреактора на сумму вторичных

фазных токов

При включении первичных обмоток ТАV на сумму вторичных токов, как показано на рисунке 2.7, результирующий магнитный поток Ф _рез в сердечнике трансреактора пропорционален геометрической сумме вторичных фазных токов I _a и I_в.

(2.4)

В свою очередь ЭДС Е₂ пропорциональна величине результирующего магнитного потока и, следовательно, значению геометрической суммы вторичных фазных токов.

(2.5)

Вектор ЭДС Е ₂ отстаёт от магнитного потока Ф _рез на угол, близкий к 90º.

На рисунке 2.8 приведены две равноценные схемы включения обмоток ТАV на разность вторичных фазных токов.

Рисунок 2.8 Схемы включения обмоток ТАV на разность вторичных фазных токов

Рассмотрим работу схемы, приведенной на рисунке 2.8, а). Точками, расположенными около первичных обмоток и , обозначены их начала. Такое расположение точек соответствует согласному включению обмоток на сумму фазных токов. Однако в отличие от схемы на рисунке 2.7 подключение обмоток и к измерительным трансформаторам тока в схеме включения на разность фазных токов (рисунок 2.8 а)) иное, - в рассмотренной схеме вторичный ток I _в входит в начало обмотки , в то же время вторичный ток I _с входит в конец обмотки . При таком прохождении вторичных токов I _в и I _с в сердечнике TAV возбуждается результирующий магнитный поток Ф _рез , величина которого пропорциональна геометрической разности токов I _в и I _с, т.е.

(2.6)

Результирующий магнитный поток совпадает по фазе с током(I _в - I _с).

Действующее значение ЭДС на разомкнутой обмотке W₂

(2.7)

Наведенная потоком Ф _рез ЭДС Е ₂ отстает от потока Ф _рез на угол, близкий к 90º (рисунок 2.8, а).

Чаще в схемах подключения обмоток TAV к измерительным ТТ на разность вторичных фазных токов точки, обозначающие начала обмоток и располагают, как указано на рисунке 2.8, б). Первичные обмотки и подключаются к измерительным трансформаторам тока так, что вторичный ток I _в входит в начало обмотки , а ток I _с в это же время входит в конец обмотки . Поэтому функционирование трансреактора на рисунке 2.8, б) ничем не отличается от функционирования трансреактора, приведенного на рисунке 2.8, а).

Существуют и иные схемы включения трансреакторов. На рисунке 2.9 приведена упрощенная схема электропитания трансреактора дифференциального реле типа РСТ-15.

В нормальном режиме работы защищаемого силового трасформатора Т (при отсутствии коротких замыканий в трансформаторе) вторичные токи измерительных трансформаторов тока ТА1 и ТА2 в общем случае почти одинаковы; например,

Рисунок 2.9 Упрощенная схема электропитания трансреактора

дифференциального реле

В дифференциальной защите больший ток пропускают через обмотку (через меньшее число витков, зажимы Н1-4). Ток создает МДС , равную

Ток второго плеча дифференциальной защиты величиной 1, 6А пропускают через большее число витков ( + ). При этом

Направление токов и , проходящим по первичным обмоткам TAV, встречное. Следовательно, создаваемые ими МДС и также встречны. В результате в трансреакторе происходит взаимная компенсация МДС и . При этом в сердечнике TAV результирующий магнитный поток отсутствует, а выходное напряжение Выравнивание магнитодвижущих сил и достигается выбором измерительных ТТ и подбором чисел витков, в первичных обмотках TAV, по которым проходят токи и .

В общем случае полное равенство МДС и не достигается. Тогда в сердечнике TAV возникает небольшой величины результирующий магнитный поток, называемый потоком небаланса , а на выходной обмотке небольшой величины напряжение .

При возникновении короткого замыкания в зоне действия защиты (например, на питающих вводах силового трансформатора или внутри трансформатора) первичный ток КЗ проходит через цепи стороны питающего напряжения. В результате вторичный ток КЗ одного плеча защиты резко возрастает, а ток второго плеча становится равным нулю.

Рисунок 2.10 Упрощённая схема электропитания ТАV дифференциального реле при КЗ в зоне действия защиты

Пусть ток КЗ на стороне питающего напряжения достигнет величины 1200А. Тогда . Поскольку вторичный ток второго плеча защиты то и

Под действием МДС в сердечнике TAV возбуждается большой величины магнитный поток

В результате резко возрастает , которое становится больше уставки срабатывания дифференциального реле; реле срабатывает и замыкает свой выходной контакт.

Таким образом, в дифференциальном реле трансреактор выполняет несколько функций:

1) выравнивание магнитодвижущих сил, создаваемых неодинаковыми вторичными токами номинального режима и при внешних КЗ (за трансформатором);

2) вычитание (сложение) магнитодвижущих сил;

3) преобразование дифференциального тока в пропорциональное ему выходное напряжение.