УСЛОВИЯ РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ В СХЕМАХ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

В измерительных цепях релейной защиты применяются трансформаторы тока, с номинальным вторичным током равным 1 или 5А, при любых значениях номинального первичного тока. Условия работы и требования которые предъявляются к трансформаторам тока, работающих в схемах релейной защиты во многом отличаются от условий и требований к ним при питании токовых цепей измерительных приборов. Измерительные приборы требуют точной работы трансформатор тока при нормальных режимах и при незначительных перегрузках. Так, как в схемах релейной защиты требуется точная работа трансформатора тока при протекании в защищаемой цепи токов перегрузки, и токов кз, которые в несколько раз могут превышать их номинальные первичные токи. По мере увеличения сопротивления нагрузки (Z₂), ток во вторичной цепи (I₂) уменьшается и при Z_н=∞ (вторичная обмотка разомкнута) ток I₂=0, ток намагничивания становится равным первичному току, следовательно результирующая намагничивающая сила резко возрастает и становится равной намагничивающей силе первичной обмотки, что приводит к значительному увеличению магнитного потока. Рост магнитного потока приводит к увеличению потерь в стали, при этом магнитопровод недопустимо нагревается, что может привести к повреждению изоляции. При размыкании вторичной обмотки сталь сердечника насыщается, что обуславливает на разомкнутой обмотке ЭДС, пик которой может достигать десятка тысяч вольт, что представляет опасность для обслуживающего персонала. Таким образом, нормальным режимом работы трансформатора тока является режим кз вторичной цепи с малым намагничивающим током и малой намагничивающей силой.

На точность работы трансформатора тока влияет не только нагрузка, но и величина первичного тока (I₁), так как с ростом тока I₁ выше номинального линейная связь между первичными и вторичными токами нарушается, вследствие насыщения магнитной цепи. Точность работы трансформатора тока для релейной защиты, характеризуется полной погрешностью, которая равна:

, (1.2)

где I₁ – действующее значение первичного тока; Т – длительность периода тока; n_Т – номинальный коэффициент трансформации трансформаторов тока (отношение номинального первичного к номинальному вторичному току); i₁, i₂ – мгновенные значения первичного и вторичного токов.

Трансформатор тока должен выбираться так, чтобы его полная погрешность (ε) не превышала 10% при заданной вторичной нагрузке и предельной кратности (к₁₀). Под предельной кратностью понимается наибольшее отношение первичного тока к его номинальному значению, т.е. ( ).