2. Токови трансформатори и схеми на тяхното свързване
2.1. Принцип на действие
Първичната намотка на токовия трансформатор е свързана последователно към силовата верига. Вторичната намотка е затворена към съпротивлението на натоварване Z N - релета и устройства, свързани последователно.
Токът I 1, протичащ през намотката, създава магнитен поток Ф 1 \u003d I w 1, под въздействието на този поток във вторичната намотка се индуцира EMF E2. През намотката протича ток I 2.
Ако загубите не се вземат предвид, тогава:
, (2.1)
къде е коефициентът на обръщане.
Във фабричните материали токовите трансформатори показват номиналния коефициент на трансформация. Ако не вземете предвид загубите, тогава n в \u003d n t.
В действителност I 2 се различава от изчислената стойност. Част от тока I 1 се изразходва за създаване на магнитен поток:
(2.2)
Ако вторичната намотка се отвори, магнитният поток в магнитната верига ще се увеличи рязко. Магнитната сърцевина бързо ще се стопи. Освен това на вторичната отворена намотка ще се появи високо напрежение, достигащо десетки киловолта.Вторичната намотка трябва да бъде заземена- ако възникне повреда на изолацията, тогава при заземена вторична намотка ще възникне късо съединение, защитното оборудване ще изключи повредения трансформатор, заземяването на вторичната намотка се извършва предимно за осигуряване на безопасност.
Причината за грешки в работата на токовите трансформатори е токът на намагнитване. Твърде големите грешки могат да причинят неправилни действия на релейната защита, така че те се опитват да намалят тока на намагнитване.
2.2.Параметри, влияещи върху намаляването на тока на намагнитване
Токът I us се състои от активни и реактивни компоненти.
I a.us - поради активни загуби от хистерезис и от вихрови токове в магнитната верига на токовия трансформатор.
I p.us - създава магнитен поток, който индуцира EMF E2 във вторичната намотка.
При насищане I нараства много по-бързо от потока Fm, което причинява рязко увеличаване на грешките. (Вижте Фиг. 2.2.1 - характеристика на намагнитване на токов трансформатор.)
За да се ограничат грешките, е необходимо да се намали Ft:
Това може да се постигне или чрез намаляване на тока I 2 чрез избор на подходящо съотношение на трансформация (увеличете n t, за да намалите кратността на максималния първичен ток), или чрез намаляване на съпротивлението на натоварване на вторичната намотка Z n.
Изисквания за точност на токови трансформатори, захранващи релейна защита
Грешката на токовите трансформатори в ток ( D I ) не трябва да надвишава 10%, а в ъгъл ( d ) - 7 °.
Тези изисквания са изпълнени, ако I us £ 0,1 I 1 .
За всеки тип токови трансформатори има определени стойности на K1max и Z n , при които грешката e ще бъде равна на 10%. Следователно първоначалните стойности за оценка на грешката са I 1max и Z n:
където Z p е съпротивлението на проводниците,
Z p - релейно съпротивление.
За да се опростят изчисленията, съпротивленията се сумират аритметично.
Граничните стойности на K1max и Z n от условието за грешка от 10% са дадени от заводите, произвеждащи токови трансформатори.
Токовите трансформатори се произвеждат в следните класове на точност: 0,5; 1; 3; 10 (за свързване на измервателни уреди към тях) и P (за реле).защита).