98
СЕТИ
РОССИИ
Координация работы
устройств РЗА
с трансформаторами
тока
ПРИЧИНА
ВОЗНИКНОВЕНИЯ
ПРОБЛЕМЫ
КООРДИНАЦИИ
РАБОТЫ
СИСТЕМ
РЕЛЕЙНОЙ
ЗАЩИТЫ
И
ТРАНСФОРМАТОРОВ
ТОКА
В
соответствии
с
руководящими
документами
нагрузка
на
защитные
трансформаторы
тока
(
ТТ
),
выпуска
-
емые
и
эксплуатируемые
в
России
,
выбирается
по
условию
5–10%-
ной
погрешности
при
предельной
крат
-
ности
синусоидального
тока
.
При
этом
наличие
повышенных
погреш
-
ностей
ТТ
в
переходных
режимах
учитывается
с
помощью
коэффи
-
циентов
,
ухудшающих
параметры
срабатывания
устройств
релейной
защиты
.
Значения
указанных
ко
-
эффициентов
обычно
принимается
равным
единице
.
Однако
в
пере
-
ходных
режимах
,
сопровождаемых
глубоким
насыщением
сердечников
ТТ
,
погрешности
последних
могут
достигать
80%
и
более
.
В
последнее
время
отмечены
неправильные
действия
быстро
-
действующих
устройств
релей
-
ной
защиты
на
крупных
объектах
электроэнергетики
при
переходных
процессах
,
сопровождаемых
на
-
сыщением
сердечников
защитных
трансформаторов
тока
(
ТТ
).
Пода
-
вляющее
большинство
использу
-
емых
в
электроэнергетике
России
защитных
ТТ
основано
на
электро
-
магнитном
принципе
,
то
есть
на
яв
-
лении
электромагнитной
индукции
.
Сердечники
ТТ
(
часто
называемых
индуктивными
),
как
правило
,
из
-
готовлены
из
холоднокатаной
тек
-
стурованной
электротехнической
стали
и
не
имеют
немагнитного
за
-
зора
.
Такая
сталь
характеризуется
малыми
удельными
потерями
на
гистерезис
и
вихревые
токи
,
а
так
-
же
высокой
прямоугольностью
ха
-
рактеристики
намагничивания
,
что
важно
для
силовых
трансформато
-
ров
и
автотрансформаторов
.
Причинами
насыщения
сердеч
-
ников
защитных
ТТ
являются
:
•
уменьшение
поперечного
сече
-
ния
сердечников
по
сравнению
с
выпускаемыми
в
XX
веке
;
•
значительные
длины
контроль
-
ных
кабелей
во
вторичных
цепях
релейной
защиты
;
•
высокая
прямоугольность
харак
-
теристики
намагничивания
;
•
значительные
постоянные
вре
-
мени
затухания
апериодической
составляющей
и
кратности
токов
коротких
замыканий
(
КЗ
)
в
пер
-
вичных
цепях
объектов
защиты
;
•
наличие
значительных
началь
-
ных
(
остаточных
)
магнитных
индукций
в
сердечниках
ТТ
.
Уменьшение
сечения
сердеч
-
ников
ТТ
приводит
к
увеличению
рабочей
магнитной
индукции
,
со
-
кращению
интервала
достаточно
точной
трансформации
и
,
соответ
-
р
е
л
е
й
н
а
я
з
а
щ
и
т
а
и
а
в
т
о
м
а
т
и
к
а
релейная защит
а и автома
тика
Станислав КУЖЕКОВ, д.т.н., профессор кафедры ЭСиЭЭС
Южно-Российского государственного политехнического
университета (НПИ) им. М.И. Платова,
Андрей ДЕГТЯРЕВ, к.т.н., ведущий инженер
ООО НПФ «Квазар»
99
Рис
. 1.
Расчетная
осциллограмма
первичных
(
а
),
вторичных
(
б
)
токов
и
магнитных
индукций
(
в
)
в
сердечниках
ТТ
фаз
A, B, C
ТТ
,
соединенных
в
звезду
с
нулевым
проводом
водом
».
При
значительном
сопротивлении
в
ну
-
левом
проводе
и
наличии
остаточной
магнитной
индукции
неблагоприятного
знака
имеет
место
на
-
сыщение
сердечника
ТТ
,
по
которому
не
проходит
ток
несимметричного
КЗ
.
В
качестве
иллюстрации
на
рисунке
1
приве
-
дены
результаты
моделирования
симметричного
нагрузочного
режима
с
первичными
токами
поряд
-
ка
200
А
,
переходящего
в
режим
однофазного
КЗ
в
фазе
A
вблизи
сетевой
подстанции
.
На
горизон
-
тальных
осях
отложены
значения
продолжитель
-
ности
интервалов
времени
в
секундах
.
Осцилло
-
грамма
показывает
,
что
благодаря
напряжению
на
нулевом
проводе
вторичных
цепей
ТТ
,
соеди
-
ненных
в
звезду
,
сердечник
ТТ
фазы
B
насытился
примерно
через
20
мс
после
возникновения
КЗ
.
За
счет
подпитки
вторичным
током
фазы
A
во
вторич
-
ной
цепи
ТТ
фазы
B
появился
ток
,
превышающий
ток
нагрузки
и
отличающийся
от
него
по
фазе
.
Ука
-
занный
ток
может
восприниматься
защитой
как
признак
КЗ
в
зоне
действия
.
Напряжение
на
нулевом
проводе
вторичных
це
-
пей
ТТ
,
соединенных
в
звезду
,
возникающее
при
насыщении
сердечников
последних
,
существен
-
ным
образом
влияет
на
правильность
функцио
-
нирования
дистанционных
защит
линий
от
одно
-
фазных
КЗ
при
внешних
КЗ
,
так
как
указанное
напряжение
воспринимается
защитой
как
признак
однофазного
КЗ
в
зоне
ее
действия
.
Неселективные
срабатывания
первых
ступеней
дистанционных
защит
при
КЗ
вне
зоны
действия
(«
за
спиной
»)
защиты
могут
иметь
место
при
вклю
-
чении
защиты
на
сумму
токов
ТТ
в
цепях
выключа
-
ственно
,
к
росту
погрешностей
.
Такие
же
последствия
имеет
увеличение
длин
контрольных
кабелей
во
вторич
-
ных
цепях
релейной
защиты
.
Высокая
прямоугольность
харак
-
теристики
намагничивания
ТТ
приво
-
дит
к
двум
негативным
для
устройств
РЗА
факторам
:
•
увеличение
предельной
остаточ
-
ной
магнитной
индукции
;
•
на
интервале
насыщенного
состо
-
яния
сердечника
фактически
пре
-
кращается
трансформация
пер
-
вичного
тока
,
что
дополнительно
увеличивает
погрешности
ТТ
.
Рост
единичных
мощностей
ге
-
нераторов
и
трансформаторов
,
ин
-
тенсивное
развитие
сетей
высокого
и
сверхвысокого
напряжения
приводят
к
увеличению
уровней
токов
короткого
замыкания
(
КЗ
),
начальных
значений
апериодической
составляющей
и
по
-
стоянных
времени
ее
затухания
(
в
пер
-
вую
очередь
,
при
КЗ
на
шинах
крупных
электростанций
,
подстанций
сверхвы
-
сокого
напряжения
или
вблизи
от
них
).
Значения
указанной
постоянной
вре
-
мени
при
КЗ
на
выводах
мощных
гене
-
раторов
и
на
сборных
шинах
крупных
электростанций
может
достигать
0,3
с
.
Это
приво
-
дит
к
повышению
вероятности
насыщения
сердеч
-
ников
ТТ
.
Исследования
,
выполненные
во
ВНИИЭ
[1],
по
-
казали
,
что
вероятность
получения
больших
на
-
чальных
значений
апериодической
составляющей
не
превышает
0,1.
Однако
в
указанных
работах
данные
получены
по
электрической
сети
в
целом
,
без
акцентирования
внимания
на
повреждения
,
происходившие
вблизи
крупных
электростанций
.
В
[2],
признавая
полезность
и
важность
вышеука
-
занных
результатов
,
было
отмечено
,
что
при
КЗ
на
линиях
вблизи
крупных
электростанций
вероят
-
ность
насыщения
ТТ
и
уровень
токов
КЗ
выше
,
чем
дает
статистический
анализ
.
До
конца
XX
века
в
России
ТТ
с
сердечниками
из
электротехнической
стали
,
не
имеющими
не
-
магнитного
зазора
,
в
основном
удовлетворяли
условиям
эксплуатации
.
Это
подтверждено
мно
-
голетними
статистическими
данными
ОРГРЭС
о
незначительном
числе
случаев
неправильной
работы
устройств
релейной
защиты
и
автомати
-
ки
(
РЗА
).
По
этой
причине
стандарт
IEC 60044-2,
нормирующий
требования
к
ТТ
в
переходных
ре
-
жимах
,
в
нашей
стране
не
был
принят
.
НЕСЕЛЕКТИВНЫЕ
ДЕЙСТВИЯ
УСТРОЙСТВ
РЗА
ПРИ
НАСЫЩЕНИИ
ТТ
В
связи
с
распространением
быстродействую
-
щих
цифровых
защит
в
настоящее
время
в
ряде
случаев
наблюдаются
неселективные
действия
защит
сборных
шин
и
ошиновок
при
насыщении
ТТ
,
включенных
по
схеме
«
звезда
с
нулевым
про
-
(
а
(
б
(
в
kA
A
A
A
A
T
T
T
0.3
0.2
0.1
0
-0.1
-0.2
-0.3
55.85
44.62
33.4
22.18
10.96
-0.25
-11.47
2.08
1.39
0.69
-1E-6
-0.69
-1.39
-2.08
2.08
1.19
0.30
-0.59
-1.48
-2.37
-3.26
56.65
45.16
33.67
22.17
10.68
-0.80
-12.30
2.14
1.70
1.25
0.81
0.37
-0.06
-0.50
1.96
1.75
1.53
1.32
1.10
0.89
0.68
0 0.025 0.05 0.075 0.1 0.125 0.15
kA
kA
i
1A
i
1B
i
1C
В
A
В
B
В
C
0.4
0.1
0
-0.2
-0.4
8
6
4
2
0
-2
0
0.025 0.05 0.075
0.1 0.125 0.15
0 0.025 0.05
0.075 0.1 0.125
0.15
0.99
0.77
0.55
0.34
0.12
-0.08
-0.30
i
2
А
i
2B
i
2C
i
N
№
2 (35) 2016
100
СЕТИ РОССИИ
телей
полуторной
(3/2)
схемы
коммутации
распреде
-
лительного
устройства
(
рисунок
2
а
).
На
рисунке
2
б
приведены
упрощенные
кривые
первичных
i
11
, i
12
и
вторичных
i
21
, i
22
токов
ТТ
TA
1,
TA
2,
соответственно
,
и
тока
во
входной
цепи
защиты
i
2
Σ
при
однофазном
КЗ
.
Кривые
вторичных
токов
по
-
строены
при
допущении
,
что
ТТ
имеют
идеальные
прямоугольные
характеристики
намагничивания
,
а
нагрузка
на
ТТ
имеет
активный
характер
.
Видно
,
что
в
интервале
насыщенного
состояния
сердечника
второго
ТТ
TA
2 (
t
s
–
t
0
(1)
)
ток
во
входной
цепи
защиты
изменил
направление
на
противоположное
.
Указан
-
ный
импульс
тока
воспринимается
дистанционной
защитой
как
признак
КЗ
в
зоне
действия
.
Описанные
случаи
показывают
,
что
наряду
с
апе
-
риодической
составляющей
в
токе
КЗ
и
остаточной
индукцией
в
сердечниках
ТТ
на
поведение
быстро
-
действующих
устройств
РЗА
существенное
влия
-
ние
оказывают
группы
соединения
ТТ
.
Это
объяс
-
няется
появлением
напряжения
на
нулевых
проводах
вторичных
цепей
ТТ
,
соединенных
в
звезду
,
а
также
перераспределением
на
интервалах
насыщенного
состояния
сердечников
ТТ
токов
во
вторичных
их
це
-
пях
,
включенных
на
сумму
токов
.
Наиболее
просты
-
ми
способами
исключения
неправильных
действий
РЗА
в
указанных
случаях
являются
:
•
отказ
от
соединения
вторичных
обмоток
ТТ
в
звезду
;
•
переход
на
цифровую
сборку
вторичных
токов
одиночных
ТТ
в
терминале
защиты
(
аналогично
отказу
от
схемы
соединения
в
треугольник
);
•
контроль
направленности
фазных
токов
во
вто
-
ричных
проводах
одиночных
ТТ
.
Обеспечение
правильного
функционирования
устройств
релейной
защиты
в
переходных
режимах
может
быть
достигнуто
несколькими
способами
:
1.
Применение
новых
преобразователей
тока
,
не
имеющих
повышенных
погрешностей
в
переход
-
ных
режимах
.
2.
Разработка
усовершенствованных
алгоритмов
функционирования
устройств
РЗА
,
учитываю
-
щих
наличие
повышенных
погрешностей
у
экс
-
плуатируемых
ТТ
в
переходных
режимах
при
наличии
в
первичном
токе
апериодической
со
-
ставляющей
и
остаточных
магнитных
индукций
в
сердечниках
ТТ
.
ПРИМЕНЕНИЕ
НОВЫХ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
ТОКА
Очевидно
,
что
производители
новых
преобра
-
зователей
тока
,
основанных
на
электромагнитном
принципе
,
для
использования
в
системах
РЗА
,
долж
-
ны
учитывать
,
что
их
изделия
могут
иметь
погреш
-
ности
,
не
превышающие
5–10%
при
предельной
кратности
синусоидального
тока
,
однако
не
должны
иметь
погрешностей
,
вызывающих
неправиль
-
ные
действия
РЗА
при
наличии
в
токе
апериоди
-
ческой
составляющей
и
остаточной
магнитной
индукции
в
сердечнике
.
Указанные
требования
должны
распространяться
,
в
первую
очередь
,
на
ТТ
,
используемые
в
схемах
релейной
защиты
генерато
-
ров
,
блоков
генератор
-
трансформатор
,
сборных
шин
и
ошиновок
высокого
и
сверхвысокого
напряжения
крупных
электростанций
,
а
также
в
цепях
основных
защит
и
первых
ступеней
резервных
защит
на
пере
-
дающих
концах
линий
электропередачи
,
подключен
-
ных
к
шинам
этих
электростанций
.
На
подстанциях
высокого
и
сверхвысокого
напряжения
,
находящих
-
ся
на
значительном
удалении
от
крупных
электро
-
станций
,
уровень
токов
КЗ
и
значения
постоянных
времени
затухания
апериодических
составляющих
не
всегда
создают
условия
для
глубокого
насыще
-
ния
ТТ
.
Для
таких
ТТ
может
отсутствовать
необходи
-
мость
в
нормировании
погрешностей
в
переходных
режимах
.
В
распределительных
сетях
напряжением
6–110
кВ
кратности
токов
КЗ
и
значения
постоянных
времени
затухания
апериодической
составляющей
Т
a
относительно
невелики
.
Проблема
насыщения
ТТ
в
таких
сетях
,
как
правило
,
отсутствует
,
и
по
этой
причине
для
них
нет
необходимости
в
нормирова
-
нии
погрешностей
в
переходных
режимах
.
Следует
учитывать
также
,
что
ущерб
от
неправильного
дей
-
ствия
релейной
защиты
в
таких
сетях
существенно
ниже
,
чем
в
электроустановках
сверхвысокого
на
-
пряжения
.
В
международном
стандарте
IEC 61869–2 [3]
приведена
классификация
электромагнитных
ТТ
для
характеристики
переходного
режима
и
среди
прочих
указаны
классы
TPX, TPY, TPZ.
Очевид
-
но
,
что
для
крупных
электростанций
и
подстанций
сверхвысокого
напряжения
должны
выпускаться
ТТ
класса
TPY
или
TPZ.
Недостатком
таких
ТТ
является
практическое
отсутствие
трансформации
апериодического
тока
,
необходимость
которой
обусловлена
возможно
-
стью
повреждения
существующих
автокомпрес
-
сионных
элегазовых
выключателей
,
не
способных
погасить
электрическую
дугу
отключения
при
от
-
сутствии
в
кривой
отключаемого
тока
переходов
через
нулевое
значение
.
Очевидно
,
что
в
таких
слу
-
чаях
целесообразна
компенсация
погрешностей
ТТ
по
апериодической
составляющей
,
что
существен
-
Рис
. 2.
Релейная
защита
,
реагирующая
на
сумму
токов
:
а
)
схема
подключения
двух
одиночных
ТТ
на
сумму
то
-
ков
к
устройству
защиты
;
б
)
упрощенные
кривые
первичных
и
вторичных
токов
ТТ
и
тока
во
входной
цепи
защиты
при
однофазном
КЗ
(
а
(
б
101
но
проще
,
чем
компенсация
погрешностей
ТТ
с
сер
-
дечниками
,
не
имеющими
немагнитного
зазора
.
Следует
отметить
,
что
удовлетворение
требо
-
вания
к
погрешности
в
переходном
режиме
требует
значительного
увеличения
габаритов
и
массы
маг
-
нитопровода
ТТ
по
сравнению
с
обычным
ТТ
,
пред
-
назначенным
для
РЗА
,
класса
TPX [4].
Широкое
применение
электронных
преобразо
-
вателей
тока
в
настоящее
время
затрудняется
от
-
сутствием
опыта
эксплуатации
.
Адаптация
устройств
РЗА
к
эксплуатируемым
ТТ
целесообразна
на
действующих
электростан
-
циях
и
подстанциях
,
так
как
при
этом
не
требуется
демонтаж
эксплуатируемых
ТТ
и
установка
ТТ
,
от
-
носящихся
к
классам
TPY
или
TPZ.
Работы
,
связан
-
ные
с
этим
способом
,
можно
разделить
на
следую
-
щие
группы
:
1.
Снижение
нагрузки
на
ТТ
путем
увеличения
сече
-
ния
жил
контрольных
кабелей
или
применение
дискретных
ТТ
.
2.
Разработка
усовершенствованных
алгоритмов
функционирования
устройств
РЗА
,
базирующих
-
ся
на
распознавании
аварийного
режима
на
ин
-
тервале
достаточно
точной
трансформации
ТТ
.
3.
Разработка
усовершенствованных
алгоритмов
функционирования
устройств
РЗА
с
виртуаль
-
ной
компенсацией
погрешностей
ТТ
.
СНИЖЕНИЕ
НАГРУЗКИ
НА
ТТ
Недостатком
способов
,
относящихся
к
1,
является
их
низкая
эффективность
,
что
поясняется
рисун
-
ком
3 [5].
На
рисунке
приведены
кривые
для
определения
продолжительности
интервала
достаточно
точной
трансформации
ТТ
(
при
активном
характере
его
на
-
грузки
)
на
первом
периоде
КЗ
при
наличии
в
токе
максимальной
апериодической
составляющей
.
При
этом
приведенный
ко
вторичной
цепи
ток
в
первич
-
ной
цепи
ТТ
описывается
выражением
i
1
= I
m
1
I
(exp(–t/T
1
) – cos
ω
t),
где
I
m
1
I
—
амплитуда
первичного
тока
,
приведен
-
ного
ко
вторичной
цепи
ТТ
;
T
1
—
постоянная
времени
первичной
цепи
(
по
-
стоянная
времени
затухания
апериодической
со
-
ставляющей
тока
КЗ
);
ω
—
угловая
частота
;
t
—
время
.
По
оси
абсцисс
рисунка
отложен
параметр
(
B
s
–
B
r
)/
B
m
.
Приняты
следующие
обозначения
:
B
s
—
магнитная
индукция
насыщения
,
в
первом
приближении
рав
-
ная
2
Тл
;
B
r
—
остаточная
индукция
,
в
первом
при
-
ближении
в
наиболее
тяжелом
случае
равная
1
Тл
;
B
m
—
магнитная
индукция
,
которая
имела
бы
место
в
сердечнике
ТТ
при
отсутствии
насыщения
,
в
первом
приближении
при
загруженном
ТТ
равная
1,8
Тл
.
По
техническим
данным
ТТ
SAS 550 (TRENCH)
с
коэффициентом
трансформации
2000/1
активное
сопротивление
вторичной
обмотки
равно
5,7
Ом
.
Расчет
показал
,
что
при
кратности
первичного
тока
,
равной
20,
постоянной
времени
затухания
аперио
-
дической
составляющей
,
равной
0,3
с
,
и
нагрузке
,
соответствующей
амплитуде
периодической
со
-
Рис
. 3.
Кривые
для
определения
продолжительности
интервала
достаточно
точной
трансформации
ТТ
класса
TPX
на
первом
периоде
КЗ
ставляющей
магнитной
индукции
в
сердечнике
,
равной
1,8
Тл
,
остаточной
индукции
неблагоприят
-
ного
знака
,
равной
1
Тл
,
продолжительность
интер
-
вала
достаточно
точной
трансформации
составля
-
ет
4,6
мс
.
При
закороченной
вторичной
обмотке
ТТ
продолжительность
интервала
достаточно
точной
трансформации
на
первом
периоде
КЗ
увеличи
-
лась
до
12,4
мс
,
что
не
всегда
достаточно
для
пра
-
вильного
функционирования
существующих
дис
-
танционных
защит
.
К
этой
же
группе
относится
подключение
непо
-
средственно
к
выходу
ТТ
аналогово
-
цифрового
преобразователя
.
Такие
преобразователи
тока
по
-
лучили
в
литературе
название
дискретных
ТТ
[6].
При
этом
исключается
значительная
часть
нагруз
-
ки
(
контрольный
кабель
),
а
терминалы
устройств
РЗА
должны
иметь
не
аналоговые
,
а
дискретные
входы
.
Однако
,
как
показано
выше
,
сердечник
ТТ
также
может
насыщаться
за
счет
наличия
активно
-
го
сопротивления
собственной
вторичной
обмотки
.
В
этих
случаях
,
очевидно
,
требуется
доработка
ал
-
горитмов
функционирования
быстродействующих
устройств
РЗА
с
целью
исключения
их
неселектив
-
ного
срабатывания
при
КЗ
вне
зоны
действия
.
Следует
отметить
также
возможность
насыще
-
ния
промежуточных
ТТ
устройств
РЗА
,
что
эквива
-
лентно
насыщению
основных
ТТ
.
Очевидно
,
что
для
промежуточных
ТТ
необходимо
принимать
меры
,
исключающие
их
насыщение
.
РАБОТА
УСТРОЙСТВ
РЗА
В
ИНТЕРВАЛЕ
ДОСТАТОЧНО
ТОЧНОЙ
ТРАНСФОРМАЦИИ
ТТ
С
целью
обеспечения
правильной
работы
диф
-
ференциальных
защит
предложено
и
используется
на
практике
большое
количество
способов
отстрой
-
ки
от
насыщения
ТТ
,
например
,
детектор
насы
-
щения
ТТ
,
описанный
в
[7].
Известны
алгоритмы
,
с
помощью
которых
по
выборкам
вторичного
тока
выполняется
поиск
участков
достаточно
точной
№
2 (35) 2016
102
СЕТИ РОССИИ
трансформации
первичного
тока
ТТ
и
на
данных
интервалах
формируются
выходные
результаты
(
амплитуда
и
фаза
первичного
тока
).
При
этом
от
-
счеты
вторичного
тока
,
не
попадающие
в
указанные
интервалы
,
в
дальнейшем
не
используются
,
напри
-
мер
,
алгоритм
,
описанный
в
[8].
В
70-
х
годах
прошлого
века
подобный
алгоритм
работы
системы
управления
синхронизированным
выключателем
был
разработан
под
руководством
д
.
т
.
н
.,
профессора
Г
.
В
.
Буткевича
,
который
позво
-
лял
сформировать
сигнал
управления
с
учетом
на
-
личия
апериодической
составляющей
в
токе
корот
-
кого
замыкания
.
При
этом
по
величине
производной
тока
прогнозировались
его
амплитудное
значение
и
длительность
первого
полупериода
.
Это
упро
-
щает
вопрос
оценки
величины
апериодической
со
-
ставляющей
в
токе
короткого
замыкания
.
Длительность
интервала
достоверной
транс
-
формации
ТТ
на
первых
периодах
переходного
процесса
может
снижаться
до
2–5
мс
,
что
составля
-
ет
15–25 %
от
длительности
периода
тока
частоты
50
Гц
.
Таким
образом
,
в
течение
15–18
мс
за
период
тока
при
насыщении
сердечника
ТТ
в
устройстве
релейной
защиты
информация
о
первичном
токе
фактически
отсутствует
,
а
само
устройство
должно
быть
заблокировано
.
Реализация
второго
способа
возможна
на
практике
,
если
цифровые
устройства
РЗА
построены
на
базе
быстродействующих
про
-
цессоров
с
частотой
дискретизации
не
ниже
20
кГц
.
ВИРТУАЛЬНАЯ
КОМПЕНСАЦИЯ
ПОГРЕШНОСТЕЙ
ТТ
Сущность
способа
заключается
в
вычислении
по
выборкам
вторичного
тока
дискретных
значений
намагничивающего
тока
,
суммировании
полученно
-
го
тока
со
вторичным
током
ТТ
и
,
соответственно
,
получении
приведенного
ко
вторичной
цепи
пер
-
вичного
тока
.
Следует
подчеркнуть
,
что
условием
достаточно
точной
реализации
виртуальной
компенсации
по
-
грешностей
ТТ
является
наличие
трансформации
тока
на
интервале
насыщенного
состояния
сердеч
-
ника
ТТ
,
что
является
ограничением
способа
.
В
общем
случае
целесообразно
формировать
приведенный
ко
вторичной
цепи
суммарный
пер
-
вичный
ток
ТТ
.
Известны
работы
в
этом
направ
-
лении
,
в
частности
[9].
Однако
в
указанной
работе
не
учитывается
влияние
на
работу
ТТ
остаточной
магнитной
индукции
,
что
не
всегда
приемлемо
,
и
по
этой
причине
способ
нуждается
в
доработке
.
Следует
отметить
также
,
что
применение
ради
-
кальных
мер
,
связанных
заменой
установленных
ранее
ТТ
на
действующих
крупных
электростанци
-
ях
и
на
ряде
подстанций
сверхвысокого
напряже
-
ния
сопряжено
со
значительными
материальны
-
ми
затратами
.
По
этой
причине
для
действующих
крупных
электростанций
и
подстанций
с
уже
уста
-
новленными
на
них
ТТ
,
по
существу
относящихся
к
классу
TPX,
целесообразно
провести
разработ
-
ки
микропроцессорных
защит
,
использующих
усо
-
вершенствованные
алгоритмы
,
базирующиеся
на
адаптации
устройств
РЗА
к
ТТ
,
не
имеющим
немаг
-
нитного
зазора
в
магнитопроводе
.
ВЫВОДЫ
1.
Наличие
в
переходных
режимах
погрешностей
,
существенно
превышающих
10%,
у
ТТ
с
сердечни
-
ками
,
не
имеющими
немагнитного
зазора
,
должно
учитываться
при
разработке
алгоритмов
современ
-
ных
устройств
РЗА
(
дифференциальных
и
первых
ступеней
резервных
защит
элементов
крупных
электростанций
и
в
ряде
случаев
подстанций
сверх
-
высокого
напряжения
),
получающих
информацию
от
ТТ
без
немагнитного
зазора
в
сердечниках
.
2.
С
целью
повышения
селективности
основных
быстродействующих
защит
и
первых
ступеней
резервных
защит
при
переходных
процессах
с
насыщением
сердечников
ТТ
целесообразно
отказаться
от
соединения
ТТ
в
группы
,
перейти
на
цифровую
сборку
вторичных
токов
одиночных
ТТ
и
контролировать
направленность
вторичных
фазных
токов
ТТ
.
3.
При
использовании
автокомпрессионных
элега
-
зовых
выключателей
целесообразно
иметь
ин
-
формацию
о
суммарном
отключаемом
токе
,
что
без
компенсации
погрешностей
по
трансфор
-
мации
апериодической
составляющей
не
могут
обеспечить
ТТ
с
немагнитным
зазором
.
4.
По
экономическим
соображениям
для
действу
-
ющих
крупных
электростанций
с
установленны
-
ми
на
них
ТТ
,
по
существу
относящихся
к
классу
TPX,
целесообразно
провести
разработки
микро
-
процессорных
защит
,
использующих
обработку
информации
,
получаемой
от
ТТ
,
например
,
по
ал
-
горитмам
,
относщимся
к
группам
2
или
(
и
) 3.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Алексеев
В
.
Г
.
Апериодические
составляющие
токов
короткого
замыкания
в
сетях
сверхвысокого
напря
-
жения
//
Электричество
, 1987,
№
9.
С
. 51–54.
2.
Стогний
Б
.
С
.
Теория
высоковольтных
измеритель
-
ных
преобразователей
переменного
тока
и
напря
-
жения
.
Киев
:
Наук
.
думка
, 1984. 272
с
.
3. IEC 61869–2 / Internatonal Standard. Instrument trans for -
mers — Part 2: Additional requirements for current
transformers.
4.
Щеглов
Л
.
В
.
Вопрос
остаточной
намагниченности
сердечников
и
работы
трансформаторов
тока
в
переходных
режимах
с
точки
зрения
их
изготови
-
теля
//
Релейщик
, 2015,
№
4,
с
. 16–20.
5.
Кужеков
С
.
Л
.,
Иванков
Ю
.
И
.,
Колесникова
Л
.
Д
.,
Ал
-
тынпара
Л
.
З
.
Универсальные
характеристики
трансформаторов
тока
в
переходном
режиме
ко
-
роткого
замыкания
//
Электричество
, 1975,
№
2.
С
. 9–14.
6.
Казанский
В
.
Е
.
Трансформаторы
тока
в
устрой
-
ствах
релейной
защиты
и
автоматики
.
М
.:
Энергия
,
1978.
7. Ziegler Gerhard. Numerical differential protection.
Principles and Applications. Publics Corporate Publishing,
Erlangen, 2005.
8.
Кужеков
С
.
Л
.,
Нудельман
Г
.
С
.
Обеспечение
правиль
-
ной
работы
микропроцессорных
устройств
диф
-
ференциальной
защиты
при
насыщении
трансфор
-
маторов
тока
//
Известия
вузов
.
Электромеханика
,
2009,
№
4.
С
. 7–11.
9.
Ванин
В
.
К
.,
Амбросовская
Т
.
Д
.,
Попов
М
.
Г
.,
Попов
С
.
О
.
Повышение
достоверности
работы
измеритель
-
ных
цепей
релейной
защиты
//
Электрические
стан
-
ции
, 2015,
№
11.
С
. 30–35.
Оригинал статьи: Координация работы устройств РЗА с трансформаторами тока
В статье рассматривается причина возникновения проблемы координации работы систем релейной защиты и трансформаторов тока и неселективные действия устройств РЗА при насыщении трансформаторов тока. Также рассматривается применение новых преобразователей тока и предлагаются способы адаптации устройств РЗА к эксплуатируемым ТТ.
