Схемы соединения трансформаторов тока и реле защиты

Устройства РЗА с вторичными реле подключают к вторичным обмоткам измерительных трансформаторов тока ТА и напряжения TV. При этом указанные устройства изолируются от высокого напряжения первичных цепей, а ток и напряжение уменьшаются до стандартных значений (5 А и 100 В).

Для релейной защиты элементов системы электроснабжения от КЗ применяют ряд схем соединения трансформаторов тока и реле. Наиболее целесообразную из них выбирают по условиям наибольшей чувствительности к КЗ при наименьшем числе используемых реле.

К основным схемам соединения трансформаторов тока и реле относят (рис. 6.1): полную и неполную звезды, полный и неполный треугольники (схема включения одного реле на разность токов двух фаз).

Схемы на рис. 6.1, а и в – трехфазные трехрелейные, однако возможно использование и двух реле (без реле КА2). Обратный (нулевой) провод в схеме полной звезды необходим для создания пути вторичному току I₂ трансформатора тока ТА при однофазных КЗ (К⁽¹⁾) и двухфазных КЗ на землю (К^(1,1)), а также для получения составляющих нулевой последовательности 3I₀ = I_A + I_B + I_C, на которые может реагировать дополнительное реле КА4. Схема полной звезды реагирует на все виды замыканий, одинаково чувствительна ко всем видам повреждений, отличается надежностью, так как при любом замыкании срабатывает, по крайней мере, два реле. Схему треугольник с тремя или двумя реле применяют для защиты силовых трансформаторов с высшим напряжением 110 … 220 кВ.

В системах с глухозаземленными нейтралями силовых трансформаторов (U_н 110 кВ) для обеспечения защиты при однофазных КЗ применяют трехфазные схемы соединения ТА и реле, т.е. с трансформаторами тока во всех трех фазах. В системах с изолированной нейтралью (U_н 35 кВ), в которых не бывает однофазных КЗ, используют двухфазные схемы с включением ТА по всей сети в одноименные фазы (А и С).

Схема неполной звезды (двухфазная двухрелейная) наиболее распространена в сетях с изолированной нейтралью. Обратный провод в схеме необходим также для создания пути вторичному току при трехфазных КЗ (К⁽³⁾), двухфазных КЗ и двойных замыканиях на землю . Для повышения чувствительности защиты в обратный провод может включаться дополнительное реле КА3. При трехфазном замыкании срабатывают три реле, при двухфазном – два; при замыкании фазы В на землю защита не работает.

Таким образом, схема неполной звезды реагирует на все виды междуфазных замыканий; для ликвидации однофазных замыканий требуется установка дополнительной защиты. Схему включения одного реле на разность токов двух фаз считают самой экономичной с точки зрения используемой аппаратуры, она позволяет выполнить защиту от всех видов междуфазных замыканий, однако ее применение ограничено из-за неодинаковой чувствительности к различным видам междуфазных КЗ и отказа при некоторых видах КЗ за силовыми трансформаторами со схемами соединения обмоток Y/Δ и Y/Y. Схема обладает относительно невысокой надежностью – отказ реле ведет к отказу защиты.

Каждую схему характеризуют коэффициентом схемы

K_сх = I_p / I₂,

где I_p – ток в обмотке реле; I₂ – вторичный ток трансформатора тока.

Для схем полной и неполной звезд K_сх = 1, для треугольника K_сх = , для схемы включения реле на разность токов двух фаз значение K_сх зависит от вида КЗ - .