Новые устройства для получения информации о первичном токе

Рост мощности электростанций и энергосистем приводит к уве­личению токов к. з., а увеличение единичных мощностей генера­торов вызывает увеличение времени затухания апериодических составляющих тока к. з. Для крупных генераторов постоянная времени приближается к 0,3 с. Одновременно с этим вследствие роста энергосистем и сооружения мощных электропередач сверх­высокого напряжения повышаются требования к быстродействию защит. Появляются измерительные органы защит, действующие в течение первого полупериода к. з., т. е. тогда, когда апериоди­ческая составляющая тока к. з. еще не затухает.

Увеличение кратности первичного тока при к. з. и постоянной времени затухания апериодической составляющей существенно ухудшает работу трансформаторов тока, вызывая их насыщение в переходных режимах и, как следствие этого, искажение транс­формации первичного тока, что создает опасность ложной работы быстродействующих защит. Одновременно с этим из-за роста рабочего напряжения увеличиваются размеры и стоимость транс­форматора тока. В настоящее время уже сооружены линии электро­передачи 750 кВ, а в ближайшем будущем появятся линии передачи 1200 кВ. Наличие указанных недостатков у обычных электромаг­нитных трансформаторов тока побуждает искать более точные и дешевые способы информации о первичном токе для устройств релейной защиты. Разработка новых способов ведется в двух направлениях.

Первое направление заключается в попытке усовер­шенствования электромагнитных трансформаторов тока:

а) Предлагается применять трансреакторы, т. е. трансформаторы тока с воздушным зазором в стальном магнитопроводе (см. § 2-16).

Трансреактор преобразует первичный ток I ₁ во вторичную э. д. с. Е ₂ ≡ I ₁, он имеет, в отличие от обычного трансформатора тока, линейную зависимость вторичной э. д. с. от первичного тока и в меньшей мере насыщается под действием апериодической со­ставляющей, но такая конструкция обладает тем же недостатком, что и трансформатор тока в части размеров и стоимости при уве­личении рабочего напряжения.

б) Разрабатываются электромагнитные датчики, называемые магнитными трансформаторами тока (МТТ). Вторичная обмотка 2 МТТ располагается вдали от токоведущих частей на стальном сердечнике 2 и не требует специальной изоляции от высокого напря­жения (рис. 3-8, а). Первичный ток I ₁, протекая по проводу, создает магнитное поле. Часть силовых линий этого поля замыкается по сердечнику 1, индуктируя э.д.с. Е ₂ ≡ I ₁. Размеры и стоимость такого устройства значительно меньше, чем у обычных трансформаторов тока, но его мощность невелика около 0,5 Вт.

Вторым направлением, принципиально новым, яв­ляется применение датчиков первичного тока удаленных от токо­ведущих частей на расстояние, не требующее специальной изоля­ции от первичной цепи. Связь между датчиком и приемником, питающим защиту, осуществляется с помощью особых (неэлектрических) каналов. Принцип выполнения подобных устройств изо­бражен на рис. 3-8, б. Измеряемый первичный ток I ₁ преобразуется с помощью преобразователя — передатчика 1 в сигнал С, который по каналу 2, не имеющему электрической связи с токопроводом первичной цепи, передается на приемник 3. В приемнике 3 полу­ченный сигнал преобразуется в электрический ток I ₂, питающий защиту 4. Этот ток пропорционален первичному току по величине и совпадает с ним по фазе. В качестве сигнала и соответствующего канала используются: высокочастотный сигнал, радиосигнал, оптический сигнал. Сигналы имеют специальный код, характери­зующий значение и фазу первичного тока. Передатчик имеет по­тенциал первичного тока, а приемник располагается на земле и имеет нулевой потенциал. При таком устройстве отпадают пробле­мы высоковольтной изоляции. Подобные устройства обладают высокой точностью.

Но отдаваемая ими мощность значительно меньше мощности трансформатора тока. Новые датчики тока нахо­дятся в стадии разработки и опытной проверки. Практическое применение возможно только в части магнитного трансформатора тока, который изготавливается в комплекте с токовой защитой Рижским опытным заводом Латвэнерго [Л. 108].

Дата добавления: 2014-12-23