Программа проверки ТТ на 10%-ю погрешность по паспортным данным ТТ

Представляю вашему вниманию программу проверки трансформаторов тока (ТТ) на 10%-ю погрешность по паспортным данным ТТ для применения с блоками БМРЗ-50 (наличие дешунтирования цепей токового электромагнита отключения) от компании «Механотроника».

Данная программа выполнена в программе Microsoft Excel в виде электронной таблицы.

В программе, проверка ТТ на 10%-ю погрешность выполняется по кривым предельной кратности (далее КПК).

Обращаю Ваше внимание, что данная программа проверяет ТТ на 10%-ю погрешность только для подключенных к терминалу защит по схеме «неполная звезда». Если же у Вас ТТ соединены по схеме «полная звезда» использовать ее – не рекомендуется!

Для того, чтобы проверить ТТ по условию ε ≤ 10 % (ε — полная погрешность) необходимо построить график полного сопротивления нагрузки и КПК в одной прямоугольной системе координат, имеющей логарифмический масштаб.

Для этого в программе нужно ввести требуемые значения в ячейки раздела «исходные данные».

После ввода исходных данных, программа автоматически выполнить расчет и если все в порядке, появится следующая надпись «Погрешность ТТ не будет превышать допустимое значение 10%» или «Погрешность ТТ будет превышать допустимое значение 10%».

Результаты расчетов имеют вот такой вид:

Что бы понять как правильно использовать данную программу, рассмотрим на примере расчет проверки ТТ на 10%-ю погрешность.

Пример

Требуется выполнить проверку трансформаторов тока (ТТ) на 10%-ю погрешность по паспортным данным ТТ.

Исходные данные

Исходные данные для проверки ТТ типа ТПЛ-10 с классом точности 10Р по условию ε ≤ 10 % приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные

Характеристика	Значение
Схема соединения обмоток ТТ, класса точно 10Р	«неполная звезда»
Номинальный первичный ток ТТ, А	200
Номинальный вторичный ток ТТ, А	5
Коэффициент трансформации ТТ (nт)	200/5
Номинальное значение кратности тока Кн (принимается из документации на трансформатор тока).	10
Номинальная вторичная нагрузка обмотки, предназначенная для защиты в данном случае 10Р (S2ном), ВА (принимается из документации на трансформатор тока)	15
Длина провода от ТТ до блока микропроцессорного (Lпр), м	3
Удельное сопротивление медного провода (ρ), Ом*мм2/м	0,018
Сечение провода (Sпр), мм2 (по условиям механической прочности сечение провода для токовых цепей, должно быть не менее 2,5 мм2)	2,5
Первичный ток срабатывания токовой отсечки (Iс.з.), А	200
Первичный ток срабатывания МТЗ с независимой характеристикой (Iс.з.), А	530
Примечание: В данном примере я буду рассматривать проверку ТТ только для токовой отсечки, для МТЗ расчет аналогичен.

Решение

1. Определяем номинальное значение сопротивления нагрузки ТТ:

2. Рассчитаем полное сопротивление нагрузки

2.1 При расчете полного сопротивления следует учитывать схему соединения ТТ и вторичной нагрузки ТТ.

2.2 Как я уже говорил ранее в статье, ТТ подключаются к блоку по схеме «неполная звезда». Расчет полного сопротивления нагрузки ТТ, подключенных по схеме «неполная звезда», ведется по формулам, представленным в таблице 2 [Л1, с.97 и Л2, с.51]. Из полученных значений выбирается наибольшее значение (zн.факт.расч).

Таблица 2 — Формулы для определения нагрузки трансформаторов тока для ТТ подключаемых к блоку по схеме «неполная звезда»

3. Определяем первичный расчетный ток, исходя из тока срабатывания ТО и МТЗ. Для токовой отсечки и максимальной токовой защиты с независимой характеристикой расчетный ток вычислить по формуле:

где:

• 1,1 – коэффициент, учитывающий 10%-ную погрешность ТТ при срабатывании защиты;
• Iс.з. = 2000 А – ток срабатывания защиты;

4. Определяем значение предельной кратности:

где: I1ном. = 200 А – номинальный первичный ток ТТ;

5. Определяем сопротивление аналогового входа тока zвх. по графику зависимости сопротивления аналоговых входов от кратности тока при номинальном вторичном токе ТТ 5 А (см.рисунок 5), zвх. = 0,04 Ом.

Для точной работы защиты (ε ≤ 10 %) необходимо одновременное выполнение следующих условий:

• сопротивление нагрузки (zн) при предельной кратности не превосходит допустимое сопротивление нагрузки (zн.доп) при предельной кратности;
• график полного сопротивления нагрузки должен не пересекать КПК при кратности меньше предельной.

5. Построим график полного сопротивления нагрузки в диапазоне от кратности К = 0,3 до значения предельной кратности К = 11 по формуле Н3 [Л1, с.98]:

где:

• Кн = 10 – номинальное значение кратности тока (принимается из паспорта ТТ);
• z2 = 0,22 Ом – полное сопротивление вторичной обмотки ТТ постоянному току (принимается из паспорта на ТТ, данное значение я взял из паспорта на ТПЛ-10 изготовленного в 1983 году);

• zн = 0,6 Ом – номинальное сопротивление нагрузки;
• К – кратность тока.

К сожалению большинство производителей ТТ уже не указывает значение z2. Исходя из этого, выполнить условие проверки, когда график полного сопротивления нагрузки не должен пересекать КПК при кратности меньше предельной – НЕ ВОЗМОЖНО!

Но как показывает практика, данное условие практически всегда выполняется и достаточно выполнить условие по сопротивлению нагрузки.

Результаты расчетов заносим в таблицу 3

Таблица 3 – Допустимое сопротивление нагрузки

K	0,3	0,6	1	3	6	10	11
Zн.доп.,Ом	27,11	13,44	7,98	2,51	1,15	0,6	0,53

6. Выполним расчет для построения графика полного сопротивления нагрузки ТТ.

6.1 Определяем сопротивление провода от ТТ до блока релейной защиты:

6.2 Определяем наибольшее полное сопротивление. Для данного примера наибольшее полное сопротивление будет при двухфазном коротком замыкании.

Чтобы построить график полного сопротивления нагрузки ТТ определяем несколько значений zвх (см. рисунок 5) исходя из кратности тока К в диапазоне от 0,34 — 11. Результаты расчетов заносим в таблицу 4.

На рисунке приведен график полного сопротивления нагрузки и КПК ТТ

Вывод:

Поскольку сопротивление нагрузки не превосходит допустимое сопротивление нагрузки (zн.доп > zн) и график полного сопротивления нагрузки не пересекает КПК при кратности меньше предельной, то можно считать, что погрешность ТТ не будет превышать допустимое значение 10 %.

Трансформатор тока выбран – правильно!

Литература:

1. ДИВГ.648228.041 РЭ – Руководство по эксплуатации. Блок микропроцессорный релейной защиты БМРЗ.
2. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. М.А.Шабад. 2003 г.