Меню

Сумма токов двух фаз



Сумма токов двух фаз

Если фазные обмотки генератора или потребителя соединить так, чтобы концы обмоток были соединены в одну общую точку, а начала обмоток присоединены к линейным проводам, то такое соединение называется соединением звездой и обозначается условным знаком Y. На рис. 173 обмотки генератора и потребителя соединены звездой. Точки, в которых соединены концы фазных обмоток генератора или потребителя, называются соответственно нулевыми точками генератора (0) и потребителя (0′). Обе точки 0 и 0′ соединены проводом, который называется нулевым, или нейтральным, проводом. Остальные три провода трехфазной системы, идущие от генератора к потребителю, называются линейными проводами. Таким образом, генератор соединен с потребителем четырьмя проводами. Поэтому эта система называется четырех проводной системой трехфазного тока.

Рис. 173. Четырехпроводная система трехфазного тока
Рис. 173. Четырехпроводная система трехфазного тока

Сравнивая несвязанную (см. рис. 172) и четырехпроводную (см. рис. 173) системы трехфазного тока, видим, что в первом случае роль обратного провода выполняют три провода системы, а во втором — один нулевой провод. По нулевому проводу протекает ток, равный геометрической сумме трех токов:

Напряжения, измеренные между началами фаз генератора (или потребителя) и нулевой точкой (или нулевым проводом), называются фазными напряжениями и обозначаются UA, UВ, UC, или в общем виде Uф. Часто задаются величины э.д.с. фазных обмоток генератора. Они обозначаются ЕА, ЕВ, ЕС, или Еф. Если пренебречь сопротивлениями обмоток генератора, то можно записать:

Напряжения, измеренные между началами двух фаз: A и В, В и С, С и A — генератора или потребителя, называются линейными напряжениями и обозначаются UAB, UBC, UCA, или в общем виде Uл. Стрелки, поставленные на рис. 173, показывают выбранное положительное направление тока, которое в линейных проводах принято от генератора к потребителю, а в нулевом проводе — от потребителя к генератору.

Если присоединить зажимы вольтметра к точкам А и В, то он покажет линейное напряжение UAB. Так как положительные направления фазных напряжений UA, UB и UC выбраны от начал фазных обмоток к их концам, то вектор линейного напряжения UAB будет равен геометрической разности векторов фазных напряжений UA и UB:

Аналогично можно записать:

Иначе можно сказать, что мгновенное значение линейного напряжения равно разности мгновенных значений соответствующих фазных напряжений. На рис. 174 вычитание векторов заменено сложением векторов:

Рис. 174. Фазные и линейные напряжения при соединении звездой
Рис. 174. Фазные и линейные напряжения при соединении звездой

Из векторной диаграммы видно, что векторы линейных напряжений составляют замкнутый треугольник.

Зависимость между линейным и фазным напряжениями показана на рис. 175:

или в общем виде

Рис. 175. Зависимость между фазными и линейными напряжениями при соединении звездой
Рис. 175. Зависимость между фазными и линейными напряжениями при соединении звездой

Следовательно, при соединении звездой линейное напряжение в √3 раз больше фазного напряжения.

В дальнейшем, говоря о напряжении в цепях трехфазного переменного тока, если не будет сделано оговорок, будем иметь в виду линейное напряжение.

Ток, протекающий по фазной обмотке генератора или потребителя, называется фазным током и обозначается в общем виде Iф. Ток, протекающий по линейному проводу, называется линейным током и обозначается в общем виде Iл.

На рис. 173 видно, что при соединении звездой линейный ток равен фазному току, т. е. Iл = Iф.

Рассмотрим случай, когда нагрузка в фазах потребителя одинакова как по величине, так и по характеру. Такая нагрузка называется равномерной, или симметричной. Это условие выражается равенством

Нагрузка не будет равномерной, если, например, z1 = r1 = 5 ом; z2 = ωL2 = 5 ом и z3 = 1 /ωC3 = 5 ом, так как здесь выполнено лишь одно условие — равенство сопротивлений фаз потребителя по величине, в то время как характер сопротивлений различен (r1 — активное сопротивление, x2 = ωL2 — индуктивное сопротивление, x3 = 1 /ωC3 — емкостное сопротивление).

При симметричной нагрузке

Фазные коэффициенты мощности вследствие равенства сопротивлений и одинаковости их характера будут одинаковы:

На рис. 176 дана векторная диаграмма напряжений и токов при симметричной нагрузке, соединенной звездой.

Рис. 176. Векторная диаграмма токов и напряжений при соединении звездой
Рис. 176. Векторная диаграмма токов и напряжений при соединении звездой

Нам уже известно, что в нулевом проводе должна протекать геометрическая сумма токов всех трех фаз. На рис. 177 даны кривые изменения токов при симметричной нагрузке трехфазной системы. Так как нагрузка симметрична, то максимальные значения для всех трех синусоид тока одинаковы.

Рис. 177. Определение тока в нулевом проводе при симметричной нагрузке
Рис. 177. Определение тока в нулевом проводе при симметричной нагрузке

Рассмотрим момент а. Чтобы получить ток в нулевом проводе, сложим мгновенные значения токов всех трех фаз. В этот момент ток третьей фазы i3 равен нулю. Мгновенное значение тока в первой фазе равно i1, причем этот ток направлен в одну сторону. Одновременно ток во второй фазе равен i2, но этот ток направлен в обратную сторону. Так как ток i1 равен току i2, но оба они имеют противоположные направления, а ток i3 равен нулю, то сумма всех токов также равна нулю.

Сумма трех токов будет равна нулю также в момент в.

В момент б ток первой фазы имеет максимальное положительное значение i1. В то же время токи второй и третьей фаз i2 и i3, которые равны между собой, имея отрицательное направление, в сумме равны току i1. Поэтому сумма трех токов снова равна нулю.

При рассмотрении любых других моментов мы также увидим, что при симметричной нагрузке сумма мгновенных значений токов трехфазной системы равна нулю. Следовательно, ток в нулевом проводе будет равен нулю. Отбрасывая нулевой провод в четырехпроводной системе, переходим к трехпроводной системе трехфазного тока, которая представлена схематически на рис. 178. Таким образом, если имеется симметричная нагрузка, как, например, трехфазные двигатели переменного тока, трехфазные печи, трехфазные трансформаторы и т. п., то к такой нагрузке подводятся только три провода.

Рис. 178. Трехпроводная система трехфазного тока
Рис. 178. Трехпроводная система трехфазного тока

Потребители, включенные звездой с несимметричной нагрузкой фаз, нуждаются в нулевом проводе.

В заключение необходимо обратить внимание на то, что при симметричной нагрузке фазные напряжения отдельных фаз равны между собой. При несимметричной нагрузке трехфазной системы симметрия токов и напряжений нарушается. Однако в четырех-проводных цепях часто пренебрегают незначительной несимметрией фазных напряжений. В этих случаях между линейными и фазными напряжениями существует приведенная выше зависимость

Источник

Расчет мощности трехфазной сети

Количество потребленной энергии в сети однофазного тока определяется простейшими расчетами, это не вызывает затруднений. Расчет мощности трехфазной сети сопряжен с некоторыми трудностями:

  • Наличие трех фаз вместо одной;
  • Различные схемы соединения потребителей – «звезда» или «треугольник»;
  • Симметрия или ее отсутствие при распределении нагрузки по фазам.

Счетчик электроэнергии

Как узнать свою схему

Для правильного определения и расчета мощности требуется знание нескольких факторов:

  • Количества фаз питания;
  • Способа соединения потребителей.
Читайте также:  Устройство определяющее утечку тока

При однофазном подключении используется два провода:

  • Фазный провод;
  • Нулевой провод.

Для трехфазной сети характерно наличие трех или четырех проводников (подключение с заземленной нейтралью). При этом используется две различных схемы включения:

  • «Треугольник». Каждая нагрузка подсоединяется с двумя соседними. Напряжение каждой фазы подводится к точкам соединения потребителей.
  • «Звезда». Все три потребителя соединяются в одной точке. Ко вторым концам подключаются фазы питания. Это схема с изолированной нейтралью. В схеме с заземленной нейтралью точка соединения потребителей подключается к нулевому проводнику.

Соединение источника и потребителей

Трёхфазное или однофазное подключение

В зависимости от того, какой тип подключения используют, определение потребляемой мощности производится по-разному.

В однофазной сети потребляемая энергия считается по простейшей формуле:

где cosϕ – коэффициент мощности, характеризующий сдвиг фаз между током и напряжением в реактивной нагрузке.

Мощность 3 х фазной сети является суммой потребления по каждой фазе в отдельности. Формула мощности 3 х фазного тока имеет следующий вид:

Pобщ=Uа∙Iа∙cosϕа+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc,

где U, I, cosϕ – напряжение, сила тока и коэффициент мощности в каждой фазе, соответственно.

К сведению. Видно, что в общем случае трехфазное соединение требует большее количество приборов учета.

Иногда посчитать потребление энергии можно по упрощенному варианту. При симметричном потреблении, например, при подключении асинхронного двигателя, токи потребления одинаковы, и формула принимает следующий вид:

где:

  • Uф, Iф – фазные напряжение и ток;
  • Uл, Iл – линейные напряжение и ток.

Асинхронный двигатель

Характеристики трехфазной системы

Трехфазная система электропитания характеризуется несколькими значениями напряжения и тока. Все зависит от того, между какими точками схемы производятся измерения:

  • между фазным проводом и нейтралью – фазное напряжение Uф;
  • между отдельными фазами – линейное Uл.

Соотношение между данными параметрами:

При симметричном распределении нагрузки токи во всех проводах равны. В четырехпроводной схеме (с заземленным нулем) ток в нулевом проводнике отсутствует, поэтому даже при обрыве нуля сеть продолжает нормально функционировать.

В том случае, когда потребление энергии по фазам различается, в нейтральном проводе протекает некоторый ток. Полный обрыв нейтрального проводника вызывает перекос фаз, поэтому напряжение на проводах может измениться в диапазоне от нуля до линейного.

Последствия увеличения сопротивления нейтрали

Реактивный характер нагрузки учитывается коэффициентом мощности cosϕ. Данная величина пришла из теории комплексных чисел, которые используются, когда необходимо рассчитать параметры цепей переменного тока. В случае активной нагрузки cosϕ=1, но, чем более реактивный характер имеют потребители, тем больше коэффициент уменьшается, показывая, как снижается реальная мощность относительно полной.

Важно! Поэтому для правильного расчета и уменьшения нагрузки на генераторное оборудование в реактивных цепях устанавливают корректоры коэффициента мощности. Цепи с корректором приближают коэффициент cosϕ к единице.

Пример расчёта мощностных показателей

Наиболее простым примером может считаться расчет потребления энергии симметричной нагрузкой. Сколько будет потреблять электроэнергии трехфазный асинхронный двигатель, подключенный в сеть с линейным напряжением 380 В, и потребляющий ток 10 А по каждой фазе? Коэффициент мощности cosϕ=0.76. Тогда потребляемая мощность равна:

Более сложный расчет бытовой сети:

  • Фазное напряжение – 220 В;
  • Потребление по линиям – 10 А, 5 А, 2 А;
  • Первые две фазы подключены к активной нагрузке (электроплита, чайник);
  • Третья нагружена на люминесцентные светильники с cosϕ=0,5.

Pобщ=Uа∙Iа∙cosϕа+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc=220∙10+220∙5+220∙2∙0,5=3520 ВА.

Используя онлайн калькулятор расчетов, можно избавиться от большинства ошибок и сократить время вычислений. Требуется лишь правильно ввести данные по текущим параметрам

Измерение мощности ваттметром

Мощность потребления трехфазного тока измеряют, используя ваттметры. Это может быть специальный ваттметр, для 3-х фазной сети, либо однофазный, включенный по определенной схеме. Современные приборы учета электроэнергии часто выполняются по цифровой схемотехнике. Такие конструкции отличаются высокой точностью измерений, большими возможностями оперирования с входными и выходными данными.

Трехфазный цифровой ваттметр

Варианты измерений:

  • Соединение «звезда» с нулевым проводником и симметричная нагрузка – измерительный прибор подключается к одной из линий, считанные показания умножаются на три.
  • Несимметричное потребление тока в соединении «звезда» – три ваттметра в цепи каждой фазы. Показания ваттметров суммируются;
  • Любая нагрузка и соединение «треугольник» – два ваттметра, подключенных в цепь любых двух нагрузок. Показания ваттметров также суммируются.

Схемы измерения

На практике всегда стараются выполнить нагрузку симметричной. Это, во-первых, улучшает параметры сети, во-вторых, упрощает учет электрической энергии.

Видео

Источник

Виды подключений

Типы подключений нагревателей к источнику питания.

В настоящее время типы подключений различаются по количеству фаз: одна, две или три. Отсюда и названия типов подключений:

однофазное;
двухфазное;
трехфазное.

Однофазное подключение предусматривает самый простой способ подключить нагреватель к источнику питания: на один из двух проводов, идущих от сердечника нагревателя, подается фаза, на другой провод – нейтраль или, как принято говорить, «ноль» (рис. 1).

Рисунок1.jpg

Рисунок 1. Однофазное подключение.

Однофазный тип подключения широко применяется в типичной электросети, где напряжение составляет 220 – 240 Вольт, и в других сетях, которые имеют такие значения напряжения: 12, 24, 36, 48, 60 и 110 Вольт.

На рисунке 2 показана схема подключения к однофазному источнику питания.

Рисунок2.jpg

Рисунок 2. Схема однофазного подключения.

В силу того, что нагреватель не предполагает наличие собственной полярности, фаза может подаваться на любой из проводов. Данный факт относится к преимуществам использования такого типа подключения: простота и универсальность.

Двухфазное подключение также используется с помощью двух проводов, идущих от нагревателя. Однако там, где в однофазном подключении подается «ноль», в двухфазном подается вторая фаза (рис. 3). Таким образом , данный вид подключения не предусматривает наличие нейтрали.

Рисунок3.jpg

Рисунок 3. Двухфазное подключение.

Двухфазное подключение используется в энергосетях, напряжение которых варьируется в пределах 380 – 400 Вольт.

На рисунке 4 показана схема подключения к двухфазному источнику питания. Как было сказано раннее, визуальных и конструктивных изменений, по сравнению с однофазным типом, данный тип подключения не имеет.

Рисунок4.jpg

Рисунок 4. Схема двухфазного подключения.

Преимуществом такого типа подключения является возможность получить больше мощности от нагревательного элемента. Повышение мощности оказывает негативное влияние на надежность и ресурс нагревателя – это является единственным недостатком использования двухфазного подключения

Трехфазное подключение может быть реализовано двумя способами. На рисунке 5 показаны две схемы исполнения трехфазного подключения: звезда и треугольник.

Рисунок5.jpg

Рисунок 5. Схемы исполнения трехфазного подключения.

Разница между этими схемами заключается только лишь в отличительном напряжении питания, которое будет подаваться нагревателю: либо фазные 220 вольт, либо линейные 380 вольт к источнику питания. Фазы будут иметь одинаковый ток, какой бы не была выбрана схема.

Трехфазное подключение по схеме звезда показано на рисунке 6.

Рисунок6.jpg

Рисунок 6. Трехфазное подключение по схеме звезда.

Подключение по схеме звезда предусматривает наличие нулевого провода, который для визуальной разницы имеет синий цвет. Существует возможность не использовать нулевой провод, если его наличие в схеме не было предусмотрено клиентом. Однако, мы настоятельно не рекомендуем использовать подключение по схеме звезда без использования нулевого контакта.

Читайте также:  Выходная мощность трансформатора тока это

На рисунке 7 представлен принцип подключения по схеме звезда.

Рисунок7.jpg

Рисунок 7. Принцип подключения по схеме звезда.

Если нагреватель имеет вместо проводов для подключения контакты, то производитель отмечает нулевые контакты синим цветом так, как это показано на рисунке 8, 9.

Рисунок8.jpg

Рисунок 8. Подключение по схеме звезда без проводов в нагревателе.

Рисунок9.jpg

Рисунок 9. Подключение сухого ТЭНа по схеме звезда.

Преимуществом схемы звезда трехфазного подключения является повышение надежности и срока службы используемого нагревателя. Данный факт объясняется использованием фазного напряжения, которое составляет 220 -240 вольт, а также использованием резистора в цепи с более высокими показателями сечения. Недостатком такой схемы является обратная сторона преимущества – при использовании фазного напряжения показатели мощности не так велики, как при использовании другой схемы подключения – треугольной.

Трехфазное подключение по схеме треугольник показано на рисунке 10.

Рисунок10.jpg

Рисунок 10. Трехфазное подключение по схеме треугольник.

Подключение по схеме треугольник используется при работе с линейным напряжением порядка 380 вольт. Поэтому каждый участок цепи нагревателя получает две фазы, чем отличается от подключения по схеме звезда, где на каждый участок цепи приходится лишь одна фаза.

Треугольное подключение, которое принято считать классическим, имеет 3 провода, на которые подается три фазы. Наличие нулевого провода данная схема подключения не предусматривает. На рисунке 11 и 12 показаны принципы подключения нагревателя и сухого ТЭНа по схеме треугольник.

11-chem-1.jpg

Рисунок 11. Принцип подключения по схеме треугольник.

Рисунок12.jpg

Рисунок 12. Подключение сухого ТЭНа по схеме треугольник.

Преимуществом такой схемы подключения является более высокие значения мощности, по сравнению со схемой звезда, а также более удобное подключение без использования лишних проводов. Недостатком такой схемы является лишь недостаток использования высокого напряжения, которое снижет ресурс нагревателя.

Заземление предназначено для предотвращения несчастных случаев на производстве, а зануление предназначено для выравнивания потенциалов в цепи – не стоит данные понятия считать синонимами.

Оборудование должно быть изначально заземлено, что требует техника безопасности, тем ниже риск несчастного случая (рис. 13). Исключениями являются нагреватели без металлического корпуса, которые не нуждаются в заземлении.

Рисунок13.jpg

Рисунок 13. Влияние заземления на безопасность человека.

На рисунке 14 — 16 показаны различные схемы подключения с использование заземляющего провода.

Источник

ТИПОВЫЕ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА


Схема соединения ТТ и обмоток реле в полную звезду. Трансформаторы тока устанавливаются во всех фазах. Вторичные обмотки ТТ и обмотки реле соединяются в звезду, и их нулевые точки связываются одним проводом, называемым нулевым (рис.3.11). В нулевую точку объединяются одноименные зажимы обмоток ТТ. Стрелками показаны условные положительные направления первичных и вторичных токов с учетом полярности обмоток ТТ, начала которых обозначены точками.

При нормальном режиме и трехфазном КЗ, как показано на рис.3.11, в реле I, II и III проходят токи фаз Ia = IA/KI; Ib =IB/KI; Ic = IC/KI,a в нулевом проводе – их геометрическая сумма:


(3.12)

которая при симметричных режимах равна нулю (рис.3.12, а).

При двухфазных КЗ ток проходит только в двух поврежденных фазах и соответственно в реле, подключенных к ТТ поврежденных фаз (рис.3.12, б), ток в неповрежденной фазе отсутствует:

Ток в нулевом проводе отсутствует как в нагрузочном (симметричном) режиме, так и при трех- и двухфазных КЗ. Однако в результате неидентичности характеристик и погрешностей ТТ в нулевом проводе протекает ток небаланса Iн.п = Iнб: в нормальном режиме он имеет значение 0,01—0,2 А, а при КЗ возрастает.

При однофазных КЗ первичный ток протекает только по одной поврежденной фазе (рис.3.12, в). Соответствующий ему вторичный ток протекает также только через одно реле и замыкается по нулевому проводу.

При двухфазных КЗ на землю (рис.3.12, г) ток проходит в двух реле, включенных на поврежденные фазы (например, В и С) (рис.3.12, г). В нулевом проводе протекает геометрическая сумма этих токов, отличная от нуля.

При двойном замыкании на землю в разных точках протекание токов в сети показано на рис.3.12, д. На участке между местами замыкания на землю условия аналогичны однофазному КЗ, а между источником питания и ближайшим к нему местом повреждения соответствуют двухфазному КЗ.


Нулевой провод схемы соединения в звезду является фильтром токов НП. Ток Iопределяется из (3.12). Токи прямой и обратной последовательностей, как видно из рис.3.13, в нулевом проводе не проходят, так как сумма векторов каждой из этих систем равна нулю (рис.3.13, б, в). Токи же НП совпадают по фазе и поэтому в нулевом проводе проходит утроенное значение этого тока: Iн.п = 3I.

При нарушении (обрыве) вторичной цепи одного из ТТ в нулевом проводе возникает ток, равный току фазы, что может привести к непредусмотренному действию реле, установленному в нулевом проводе. В рассмотренной схеме реле, установленные в фазах, реагируют на все виды КЗ, а реле в нулевом проводе – только на КЗ на землю. Схема соединения ТТ и обмоток реле в звезду применяется в РЗ, действующих при всех видах КЗ.

Как рассматриваемая, так и другие схемы соединения ТТ и реле характеризуются отношением тока в реле Iр к току в фазе Iф, которое называется коэффициентом схемы:

(3.13)

Для схемы соединения в звезду kсх = 1.

Схема соединения ТТ и обмоток реле в неполную звезду.Трансформаторы тока устанавливаются в двух фазах и соединяются так же, как и в схеме соединения в звезду (рис.3.14, а). В реле I и III проходят токи соответствующих фаз Ia = IA/KI; Ic = IC/KI,а в обратном (общем) проводе (реле IV) ток равен их геометрической сумме:

(3.14)

С учетом векторной диаграммы Iа + Ic = –Ib, т.е. Iо.п равен току фазы, отсутствующей во вторичной цепи (рис. 3.14, б).

При трехфазном КЗ и в нормальном режиме токи проходят по обоим реле I и III и в обратном проводе. В случае двухфазного КЗ токи появляются в одном или двух реле (I и III) в зависимости от того, какие фазы повреждены. Ток в обратном проводе при двухфазных КЗ между фазами А и С, в которых установлены ТТ согласно рис.3.12, б с учетом того, что Ic = – Iа, равен нулю, а при замыканиях между фазами АВ и ВС он соответственно [см. (3.14)] равен: Iо.п = Iаи Iо.п = – Ic.

Читайте также:  Принцип работы генератора постоянного тока параллельного возбуждения


В случае однофазного КЗ фаз (А или С), в которых установлены ТТ, во вторичной обмотке ТТ и обратном проводе проходит ток КЗ. При замыкании на землю фазы В, в которой ТТ не установлен, токи в РЗ не появляются. Коэффициент схемы kсх = 1.

Схема соединения ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду. Вторичные обмотки ТТ, соединенные последовательно разноименными выводами (рис.3.15), образуют треугольник. Реле, соединенные в звезду, подключаются к вершинам треугольника. Из токораспределения видно, что в каждом реле протекает ток, равный геометрической разности токов двух фаз:


При симметричной нагрузке и трехфазном КЗ в реле проходит ток, в раз больший тока фазы и сдвинутый относительно него по фазе на 30° (рис.3.16).

В табл.3.2 приведены значения токов при других видах КЗ в предположении, что коэффициент трансформации ТТ равен единице. Схема соединений ТТ в треугольник обладает следующими особенностями:

— токи в реле протекают при всех видах КЗ;

— РЗ по такой схеме реагируют на все виды повреждений;

— отношение тока в реле к фазному току зависит от вида КЗ;

— токи НП не выходят за пределы треугольника.

Отсюда следует, что при КЗ на землю в реле попадают только прямая и обратная последовательности, т.е. только часть тока КЗ. Описанная выше схема применяется в основном для дифференциальных и дистанционных РЗ.

Поскольку в рассматриваемой схеме ток в реле при трехфазных симметричных режимах в раз больше тока в фазе, коэффициент схемы согласно (3.13) равен:


Схема соединения с двумя ТТ и одним реле, включенным на разность токов двух фаз. Трансформаторы тока устанавливаются в двух фазах (например, A и С на рис.3.17); их вторичные обмотки соединяются разноименными зажимами, к которым подключается обмотка реле. Из токораспределения, показанного на рис.3.17 для случая, когда по первичной цепи проходят положительные токи IА, IВ, IС,находим, что ток в реле Ip равен геометрической разности токов двух фаз Iаи Ic, т.е.

(3.15)

При симметричной нагрузке и трехфазном КЗ разность токов Iа – Icв раз больше тока в фазе (Iаи Ic) и, следовательно,

(3.15а)

При двухфазном КЗ АС (фазы, на которых установлены ТТ):

(3.15б)

где

При двухфазных КЗ АВ или ВС в реле поступает ток только одной фазы Iаили Ic:

(3.15в)


Из (3.15а) – (3.15в) следует, что данная схема по сравнению со схемами полной и двухфазной звезды имеет худшую в раз чувствительность при КЗ между фазами АВ и ВС.

В случае двухфазного КЗ между фазами В и С за силовым трансформатором с соединением обмоток звезда – треугольник ток в реле Iр = Iа Icоказывается равным нулю, так как токи Iа и Icравны по значению и совпадают по фазе, что видно из токораспределения на рис.3.19.

Рассматриваемая схема может применяться только для РЗ от междуфазных КЗ в тех случаях, когда она обеспечивает необходимую чувствительность при двухфазных КЗ и когда не требуется ее действие при КЗ за трансформатором с соединением обмотки y /Δ. Коэффициент схемы при симметричных режимах

Схема соединения ТТ в фильтр токов НП. Трансформаторы тока устанавливаются на трех фазах, одноименные зажимы вторичных обмоток соединяются параллельно, и к ним подключается обмотка реле КА (рис.3.18). Ток в реле равен геометрической сумме вторичных токов трех фаз:Ip = Ia + Ib + Ic = 3I.

Рассматриваемая схема является фильтром токов НП. Ток в реле появляется только при одно- и двухфазных КЗ на землю. Поэтому схема применяется для РЗ от КЗ на землю.

Включение реле по схеме на рис.3.18 равносильно его включению в нулевой провод звезды по рис.3.11.

Анализ работы схем соединения ТТ при двухфазных КЗ за трансформаторами с соединением обмоток y /Δ или Δ /y. Особым случаем по характеру токораспределения являются двухфазные КЗ за трансформаторами с соединением обмоток y /Δ или Δ /y.

Токораспределение на стороне звезды трансформатора с соединением обмоток y /Δ (рис.3.19, а) при КЗ на стороне треугольника. Для простоты принимается, что коэффициент трансформации трансформатора NT = 1. При этом отношение линейных токов обмоток с соединением y /Δ равно 1, а токов в фазах

(3.16)

При двухфазном КЗ на стороне треугольника, например между фазами b и с (рис.3.19, а), ток в неповрежденной фазе Iа= 0, а токи в поврежденных фазах b и с равны току КЗ, т. е.

Как видно из рис.3.19, а, в треугольнике ток IKделится на две части: одна замыкается по обмотке фазы с и другая – по последовательно включенным обмоткам фаз b и с. Поскольку сопротивление второй цепи в 2 раза больше, чем первой, ток в обмотке фазы с равен , а в обмотках а и b .

Токи на стороне звезды соответствуют токам в обмотках одноименных фаз треугольника и превышают их с учетом (3.16) в раз:

(3.17)


При КЗ между фазами ab и са картина распределения токов будет аналогичной. Таким образом, при двухфазном КЗ на стороне треугольника трансформатора токи на стороне звезды появляются во всех трех фазах. В двух фазах они равны и одинаково направлены. В третьей фазе ток противоположен первым двум и равен их сумме, т.е. в 2 раза больше каждого из них.

Токораспределение на стороне треугольника при двухфазном КЗ за трансформатором с соединением обмоток Δ /y (рис.3.19, б). Распределение и соотношение токов на стороне треугольника получается аналогично предыдущему случаю на стороне звезды. Анализ условий работы максимальных токовых РЗ (МТЗ), подключенных к ТТ, соединенным по разным схемам, при КЗ за трансформатором y /Δ (или Δ /y) показывает:

1) в схеме полной звезды (рис.3.19, б) в одной фазе появляется ток , а в двух других ; сумма токов в нулевом проводе равна нулю. Реле I, II, III действуют, но два из них имеют в 2 раза меньшую чувствительность, чем третье;

2) в схеме неполной звезды ток проходит по обеим фазам и обратному проводу, в последнем он равен геометрической сумме токов указанных фаз или току фазы, отсутствующей в схеме.

Если ТТ окажутся на фазах с меньшими первичными токами , то в таком случае условие чувствительности будет в 2 разахуже, чем в схеме полной звезды. Для устранения этого недостатка следует использовать реле в обратном проводе, где проходит сумма токов фаз, равная току КЗ в третьей фазе:

;

3) в схеме с включением одного реле на разность токов двух фаз ток в реле в случае, показанном на рис.3.19, а, б, будет отсутствовать.

Источник