РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ДО НАСЫЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрен расчет времени до насыщения трансформатора тока

Ключевые слова: трансформатор тока, насыщение, время до насыщения, постоянная времени, ток КЗ

В электроэнергетической системе огромное место выделено безопасности, а точнее обеспечению этой безопасности. За нее отвечают релейные защиты, которые точно и быстро определяют место короткого замыкания и устраняют его. Релейная защита требует точных измерений величин тока, ведь большинство защит отстраиваются именно от него. У трансформаторов тока есть неприятная способность – насыщаться, когда ТТ насыщается – он неправильно и не точно мерит величину тока, соответственно релейная защита не может нормально функционировать. Поэтому при выборе ТТ учитывают еще и время до насыщения.

Рассмотрим данный расчет на примере трансформатора тока типа ТВТ-300 П2-68. Его номинальные параметры, которые требуются для расчета [2]:

; ; ; ; ; , .

Смоделируем цепь напряжением 330 кВ в виде распределительного устройства с отходящими пятью ветвями (рис.1). В данной схеме создадим два вида короткого замыкания – трехфазное и однофазное, т.к. они имеют большее влияние на выбор оборудования.

Рисунок 1. Цепь трехфазного и однофазного КЗ.

Из данных двух процессов находим сверхпереходные токи и постоянные времени для каждой ветви. Найденные значения указаны в таблице 1.

Таблица 1

Сверхпереходные токи и постоянные времени для каждой ветви

Соответственно суммарный ток в ветвях при трехфазном КЗ равен 21,536 кА, а при однофазном – 22,611 кА.

Для дальнейшего расчета, следует найти общую эквивалентную апериодическую составляющую [1]:

,

где  – ток короткого замыкания ветви, кА;

 – постоянная времени ветви, с;

 –суммарный ток КЗ, кА.

Далее нам нужно вычислить сопротивление кабеля ТТ [1]:

где  ;

 для 330 кВ;

 мм² – сечение кабеля.

Сопротивление кабеля при однофазном замыкании увеличивается вдвое:

Следующим шагом нужно определить параметр А [1] для обоих режимов КЗ:

После того как мы определили параметр А для трехфазного и однофазного КЗ, нам нужно проверить по ниже приведенном условиям [1]:

Трехфазное КЗ:

;

;

Однофазное КЗ:

;

;

Исходя из двух условий, видно, что при, оба условия для каждого из режимов КЗ выполняются, что дает нам право рассчитывать время насыщения и что наш ТТ подходит. Если бы условие не выполнялось нужно было бы выбирать другой ТТ.

Определяем время до насыщения ТТ [1]:

Заключение: в данном расчете мы увидели, как находится время до насыщения трансформатора тока, для ТВТ-300 П2-68 оно оказалось 9,2 мс при трехфазном КЗ и 8,57 при однофазном КЗ.

Список литературы:

1. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА.ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНДУКТИВНЫЕ С ЗАМКНУТЫМ МАГНИТОПРОВОДОМ ДЛЯ ЗАЩИТЫ. ГОСТ Р 58669-2019 (дата обращения 22.05.2020)
2. Е.П. Королев/ Э. М. Либерзон. Расчеты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты – Москва, 1980 – 199с.