Рис. 4-7. Частичный вазор магнитопровода ТТ

Исследования и расчеты показали [79, 92 ], что при одинаковой мощности, отдаваемой во вторичную цепь, постоянном сопротивлении нагрузки и прочих равных условиях сечение магнитопровода значительно меньше, чем трансреактора, если нагрузка активно-индуктивная (cos qjg 0,8), а постоянная времени первичной цепи < 0,2 с. Однако трансреактор может иметь преимущества по сравнению с ТТ при активной нагрузке и постоянной времени первичной цепи, превышающей 0,2 с. Так, например, если Tl = 0,3 с, а /о* = 0,9, сечение магнитопровода трансреактора вдвое меньше, чем у ТТ. При одинаковых полезных мощностях преимущества трансреактора при активной нагрузке еще более существенны, а при активно-индуктивной - в отношении сечения магнитопровода трансреактор практически не уступает ТТ. Однако угловая погрешность трансреактора значительно больше, чем у ТТ. Только при выполнении трансреактора с очень малыми погрешностями (его /о* 0,98) угловые погрешности его близки к угловым погрешностям ТТ. Кроме того, трансреактор значительно сильнее, чем ТТ, подвержен влиянию, гармонических составляющих тока tl, поскольку сопротивление ветви намагничивания и падение напряжения на нем пропорционально по рядку каждой гармоники. В целом в настоящее время предпочтение справедливо отдается трансформаторам тока в качестве первичных измерительных преобразователей тока. Однако, учитывая тенденцию к дальнейшему увеличению постоянных времени электрических систем и распространение полупроводниковых устройств защиты, определяющих активную высокоомную нагрузку токоизмерительных устройств, трансреактор следует считать перспективным для применения в качестве токоизмерительного устройства в цепях релейной защиты и автоматики. Исследования показали, что трансреакторы целесообразно применять независимо от значений Ti и в тех случаях, когда к токоизмерительному устройству присоединяются устройства релейной защиты, выполняемые на операционных усилителях с нестабильным входным сопротивлением и срабатывающие при определенном значении подведенного к ним напряжения (так называемая нагрузка, управляемая напряжением). В настоящее время при необходимости подключения к ТТ полупроводниковых устройств релейной защиты, отличающихся небольшим потреблением мощности, для уменьшения нагрузку ТТ шунтируют дополнительным резистором либо подключают ее через промежуточный трансформатор тока с отношением витков w/Wi I.

Трансформатор тока с частичным зазором магнитопровода. С целью уменьшения погрешностей ТТ в нормальном режиме, как уже указывалось, иногда целесообразно применять транс-

рис. 4-8. Схема замещения магнитопровода с частичным зазором

форматоры тока не со сплошным, а с частичным зазором магнитопровода [31, 87]. Частичный зазор конструктивно осуществляется прореза-нием в магнитопроводе паза (рис. 4-7- а) или просверливанием отверстий (рис. 4-7, б). Очевидно, что магнитная проводимость магнитопровода G частичным зазором

где ст, от, 8 -магнитные проводимости стальной части магнитопровода за- вычетом участка, на котором расположен зазор, стальной части, параллельной зазору, и самого зазора (разумеется, из-за выпучивания магнитных линий фактические значения этих проводимостей отличаются от тех, какие могут быть получены расчетным путем исходя из геометрических размеров магнитопровода и зазора). Проводимости Яо, ст, ст, практически определяются экспериментально путем измерения соответствующих магнитных потоков. Этим проводимостям соответствуют равные им индуктивности, приведенные к одному витку,

Lct, Lb

На рис. 4-8 представлена схема замещения ТТ с частичным зазором. В нормальном режиме работы почти весь магнитный поток трансформатора проходит по проводимости Кет, при этом индуктивность Lct L3, ТОК намагничивзния to с > to. и трансформатор ведет себя приблизительно как обычный ТТ с замкну-Чым стальным сердечником, обладающий небольшими погрешностями. При значительной кратности первичного тока к. з. и в переходных процессах участок магнитопровода, соответствующий Кт, сильно насыщается и почти весь поток проходит через зазор (L3 Lct, Ls < Lct, to > to ст)1 В ЭТИХ УСЛОВИЯХ ТТ работает приблизительно как трансформатор со сплошным немагнитным зазором, имея ограниченные погрешности по периодической составляющей тока.

При правильном выборе размеров магнитопровода ТТ его общая индуктивность намагничивания Ьд должна изменяться в зависимости от тока намагничивания в соответствии с заданной кривой намагничивания (например, кривая 4 на рис. 4-1) или вольт-амперной характеристикой.

4-3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНОЙ ИНДУКЦИИ В ТРАНСФОРМАТОРАХ ТОКА С НЕМАГНИТНЫМИ ЗАЗОРАМИ В МАГНИТОПРОВОДЕ

Методика расчета предельной индукции линейного ТТ. Определение предельной допустимой индукции Вдоп - одна из основных задач при конструировании линейного ТТ с зазорами. Желательно, чтобы эта. индукция была возможно большей для уменьшения сечения магнитопровода. Однако при чрезмерно высокой Вдоп возможны большие отклонения погрешности от заданного значейия из-за. насыщения магнитопровода. Необходимо так определять предельную индукцию, чтобы отклонение погрешности ТТ от заданной расчетной при выбранной индукции не превышало допустимого.

В [561 предельную индукцию предлагалось принимать равной 0,8-1 Тл. В соответствии с методикой, изложенной ниже [72], предельная индукция достаточно точно определяется по кривым намагничивания замкнутого магнитопровода, являющегося исходным при изготовлении магнитопровода линейного ТТ, и зависит от максимального допустимого отклонения погрешности. Это позволяет наряду с применением стали более высокого качества увеличить индукцию Вдоп и, следовательно, уменьшить площадь сечения магнитопровода в 1,5-2 раза по сравнению с указанным в [56].

В переходном режиме ТТ с зазором находится под воздействием двух составляющих магнитного поля: периодической и апериодической (рис. 4-9). Апериодическая составляющая изменяется относительно медленно, и для постоянных времени первичной цепи, которые обычно принимаются в качестве расчетных, ее можно считать постоянной в течение периода. Поэтому

за параметр ветви намагничивания принимается средняя магнитная проницаемость на частном цикле, обусловленная одновременным действием периодической составляющей и постоянного подмагничивающего тока.

На рис. 4-10 приведены кривые двойного намагничивания магнитопровода трансформатора тока без зазора, представляющие собой зависимости средней (для частного цикла) абсолютной магнитной проницаемости у,а от постоянной составляющей ин-

Рис. 4-9. Процесс намагничивания магнитопровода с вазором в переходном режиме