Таблица 2-8. Коэффициенты ослабления поля многослойными стальными экранами

G ферромагнитным магнитопроводом, достигая при К - \ значения 4-5 %.

Разделение вторичной обмотки ТТ на две или большее число параллельных секций приводит в некоторых случаях к снижению влияния внешних полей, ориентировочно не более чем в 1,5 раза.

К числу источников внешних полей, влияющих на ТТ, можно отнести также вторичные обмотки соседних ТТ той же фазы, размещенных на общем токопроводе в непосредственной близости один от другого, обтекаемые вторичными токами. Как показали опыть1, взаимный первичный ток влияния такиХТТ не превосходит значений, показанных штриховой линией на рис. 2-13 и соответствующих рассмотренному расположению оси внешнего тока перпендикулярно оси ТТ. Поскольку для таких соседних ТТ, обтекаемых общим первичным током, /С = 1, с взаимным влиянием их токов можно не считаться. Однако следует иметь в виду, что помимо токов, протекающих по вторичным обмоткам ТТ, взаимное влияние этих ТТ усиливает также дополнительные потоки рассеяния, ответвляющиеся из одного магнитопровода в другой независимо от тока, протекающего по вторичной обмотке соседнего ТТ. В результате характеристика намагничивания каждого ТТ несколько изменяется, как если бы близко от него располагались ферромагнитные предметы. Этот эффект наиболее заметно проявляется при наличии зазоров в магнитопроводах ТТ. Наилучшим с точки зрения ограничения взаимного влияния двух соседних магнитопроводов является такое их расположение, при котором плоскости зазоров совмещаюгся. В каждом конкретном случае при расположении ТТ в непосредственной близости один

\от другого следует проверять экспериментально характеристику

/намагничивания каждого из них.

В тех случаях, когда влияние внешних полей недопустимо усиливается, его можно уменьшить, поместив ТТ в замкнутый ферромагнитный или проводящий немагнитный экран, например цилиндрической формы. Эффект экранирования заключается в перераспределении общего внешнего магнитного потока и в ослаблении той его части, которая прохо-

> дит внутри экрана и сцепляется со вторичной обмоткой ТТ.

Этот эффект у ферромагнитных экранов определяется их магнитной проницаемостью и электрической проводимостью, а у немагнитных - только проводимостью, от которой зависит размагничивающее действие возникающих в экране вихревых токов.

.Методы экранирования ТТ подробно исследованы в [69] и [70]. В табл. 2-8 приведены экспериментально полученные коэффициенты ослабления поля внутри цилиндрических многослойных стальных экранов трансформаторов тока при толщине слоя 1 мм.

Краевой эффект в цилиндрическом экране практически исчезает на расстоянии 0,75D от конца цилиндра, где D -- его диаметр. Исходя из этого, можно выбирать длину экрана в зависимости от размера зоны, в которой требуется одинаковое ослабление внешнего поля. Эти данные могут быгь использованы при конструировании экранов диаметром до D = 0,5 м при напряженности внешнего магнитного поля до нескольких десятков ампер на сантиметр. Следует иметь в виду, что напряженность магнитного поля внешнего тока обратно пропорциональна расстоянию от него. Поэтому можно приближенно считать, что с помощью одного

\ и того же стального экрана можно ослабить в одно и то же число

, раз поле внешнего тока, например тока 1000 А, находящегося на расстоянии Рвл = 0,5 D = 15 см от стенки экрана, и тока 10 ООО А, находящегося на расстоянии 150 см.

Немагнитные экраны значительно менее эффективны, чем

V стальные. Так, например, при алюминиевом экране, однослой-

ном или многослойном, с суммарной толщиной стенки 6 мм достигается ослабление поля всего в 4 раза [70].

В тех случаях, когда внешние магнитные поля существенно влияют на погрешности ТТ, можно определить результирующую

f токовую погрешность (в процентах) по формуле

Г Г;рез./ = Г.о/ +Е/С/вл,о/.1, (2-42)

где 2вл1%-геометрическая сумма токов влияния, вызываемых различными источниками, например разными фазами.

Под действием больших внешних полей при к. з. в первичной цепи в некоторых случаях магнитопровод ТТ может насыщаться больше, чем при отсутствии этих полей, что приводит к снижению кривой намагничивания ТТ. В [24] предложен метод расчета погрешностей ТТ в подобных случаях с использованием расчетной прямоугольной характеристики намагничивания (ПХН).

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

РАБОТА ЭЛРЖТРОМАГНИТНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА В ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ

3-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Условия работы ТТ в устройствах защиты и автоматики значительно отличаются от условий их работы в схемах измерения. Если для измерительных целей обычно требуется работа ТТ определенного класса точности при первичном токе, не превышающем номинальный, и притом в установившемся режиме, то в устройствах релейной защиты и автоматики ТТ в большинстве случаев должны выполнять свои функции при токах, значительно больших номинального, в условиях переходного режима, например возникающего при коротком замыкании.

Следует особо отметить влияние на работу ТТ свободных апериодических состабляющих первичного тока, появляющихся в- переходных режимах. Эти составляющие трансформируются во вторичную цепь ТТ тем с большей погрешностью, чем медленнее они затухаюг. Следовательно, с увеличением времени затухания все большая доля апериодической составляющей первичного тока расходуется на намагничивание магнитопровода трансформатора тока. Далее будет показано. Что, например, при постоянной Бремени затухания 0,05 с максимальное значение апериодической составляющей тока намагничивания во много раз превышает его периодическую составляющую.

С ростом рабочих Мощностей и Напряжений современных электроэнергетических систем постоянная времени Тх возрастает, в особенности при к. з. вблизи от шин мощных электростанций, нередко до нескольких десятых долей секунды. Вместе с тем сокращается допустимое время срабатывания устройств релейной защиты и автоматики, в некоторых случаях до нескольких миллисекунд. Следовательно, в Момент срабатывания этих устройств апериодическая составляющая тока намагничивания во много раз превышает его периодическую составляющую.

В связи с этим условия работы трансформаторов тока, применяемых в современных энергосистемах, становятся все более тяжелыми. Замкнутые стальные магнитопроводы существующих ТТ подвержены сильному насыщению апериодическими составляющими тока и, следовательно, резкому уменьшению их магнитной проницаемости. Это приводит к недопустимому увеличению погрешностей таких ТТ в переходных режимах. Особенно большие погрешности имеют место, когда в магнитопроводе ТТ сохраняется остаточный магнитный поток, совпадающий по йаправ-лению с потоком апериодической составляющей тока намагничиваний.