Требования к точности трансформаторов тока, питающих РЗ

Трансформаторы тока, питающие РЗ, должны работать с определенной точностью в пределах значений токов КЗ, на которые РЗ должна реагировать. Эти токи, как правило, превышают номинальные токи ТТ I_1HOM, и, следовательно, точная работа ТТ должна обеспечиваться при первичных токах I₁ > I_1HOM.

На основании опыта эксплуатации и теоретического анализа принято, что для обеспечения правильной работы большинства устройств РЗ погрешность в значении вторичного тока TT должна превышать 10%, а по углу δ 7^o [25].

Эти требования обеспечиваются, если полная погрешность ТТ ε ≤ 10%, или, иначе говоря, если ток намагничивания не превосходит 10% тока I₁. Исходными величинами для оценки погрешности являются наибольший расчетный ток I_1РАСЧMAX, при котором для рассматриваемой защиты требуется точная работа ТТ, и сопротивление нагрузки Z_H. Нагрузка состоит из сопротивлений реле Z_P = R_P + jX_P, соединительных проводов R_П и переходных контактов R_П.К, которые для упрощения суммируются арифметически: Z_H = Z_P + R_П + R_П.К.

Предельные значения I_1MAX и соответствующие им допустимые Z_H из условия 10%-ной погрешности должны давать заводы, изготавливающие ТТ. Предельные значения I_1MAX обычно даются в виде кратности этого тока по отношению к номинальному первичному току ТТ: К_1MAX = I_1MAX/I_1HOM.

Кроме РЗ ТТ питают измерительные приборы. Точность работы ТТ, питающих измерительные приборы, характеризуется классом точности, а РЗ – предельной кратностью первичного тока I_{1 0} = I_1MAX/I_1HOM и допустимой нагрузкой Z_H.ДОП, при которых гарантируется, что полная погрешность ТТ ε не превысит 10%. Погрешности класса точности устанавливают, исходя из условий точной работы измерительных приборов в диапазоне токов нормальных режимов, а погрешность при предельной кратности тока К_{1 0}, в и нагрузке Z_H.ДОП в соответствии с требованиями, предъявляемыми РЗ.

Классы точности. Для промышленных установок изготавливаются ТТ классов точности 0,5; 1; 3; 5; 10 и Р. Каждый класс точности характеризуется определенной погрешностью по току ΔI и углу δ, установленной ГОСТ 7746-68. Эти погрешности приведены в табл. 3.1, они обеспечиваются только при первичных токах в пределах от 0,1 до 1,2 номинального, т. е. в диапазоне токов нагрузки, контролируемых измерительными приборами.

Для РЗ изготавливаются ТТ класса 10Р с ε ≤ 10% при токе номинальной предельной кратности (K_{1 0}) и ТТ 5Р повышенной точности с гарантированной погрешностью ε = 5% при тех же кратностях первичного тока.

Трансформаторы тока класса Р предназначены для РЗ, и поэтому их погрешности при номинальных токах не нормируются. Работа ТТ с погрешностью, соответствующей классу, обеспечивается при нагрузке вторичной обмотки, не выходя- щей за пределы номинальной.

Номинальной нагрузкой ТТ называется максимальная нагрузка, при которой погрешность ТТ равна значению, установленному для данного класса (табл. 3.1). Номинальную нагрузку принято выражать в виде полной мощности S_HOM, В • А, при номинальном вторичном токе 5 или 1 А и соsφ = 0,8, или в виде сопротивления нагрузки Z_H.HOM, Ом, при котором мощность ТТ равна номинальной S_H.HOM. Номинальная мощность S_HOM = U₂I_2HOM, при этом напряжение U₂ = I_2HOMZ_HOM. Тогда

а (3.10)

В зависимости от конструкции и класса точности ТТ значение номинальной нагрузки находится в пределах от 2,5 до 100 В • А. При токе I₁ > 1,2 I_HOMTT погрешности ТТ выходят за пределы, установленные для данного класса. Следует отметить, что класс точности не может служить основанием для выбора ТТ, питающих РЗ, так как предусматриваемые им погрешности имеют место при номинальных токах, в диапазоне которых РЗ не работает. Для РЗ, исходя из указанных выше требований к погрешностям ТТ, заводы, изготавливающие ТТ, должны согласно ГОСТ 7746-68 давать в своих информационных материалах кривыепредельной кратности К_{1 0}, для ТТ класса Р. Эти кривые представляют собой зависимость предельной максимальной кратности первичного тока K_{1 0} = I_1MAX/I_1HOMТТ от сопротивления нагрузки Z_H с соs φ = 0,8, при которых полная погрешность ε = 10%. Характер подобной зависимости приведен на рис. 3.5, а. Пользуясь такой кривой, можно, задаваясь определенным значением Z_H, определять допустимую кратность первичного тока К_{1 0}, при которой ε(I_HAM) не превосходит 10% найденного К_{1 0}, или, задаваясь значением К_{1 0}, определять допустимое значение. Z_H, при котором ε ≤ 10%.

При предельной кратности К_{1 0} и нагрузке Z_H, соответствующей любой точке кривой К_{1 0} = f (Z_H), ТТ работают на перегибе характеристики намагничивания в точке Н (рис. 3.4 и 3.6), т. е. вблизи начала насыщения магнитопровода. Соответствующий этой точке ток I_HAC, и является указанным выше предельным максимальным током.

На рис. 3.5, б приведена характеристика предельной кратности ТТ типа ТФЗМ 110 ОБ-IV-5-88 вторичной обмотки класса точности 10Р для разных К_I [27].

Аналогичные характеристики заводы, производящие ТТ, представляют и для других классов обмоток. Эти характеристики при необходимости могут использоваться для оценки нагрузки на ТТ и значений токов, при которых погрешность ТТ не превышает 10%.