Принцип действия дифференциального реле типа ДЗТ

Отстройка защиты ДЗТ-20 от бросков тока намагничивания. Бросок тока намагничивания возникает в трансформаторе при включении его под напряжением или при восстановлении напряжения при отключении внешнего КЗ. В защите ДЗТ-20 принцип отстройки от броска тока намагничивания основан на одновременном использовании двух характерных свойств этого тока — наличия в нем в течение каждого периода значительных без токовых пауз и второй гармонической слагающей. По наличию этих признаков и осуществляется блокирование защиты от броска тока намагничивания в защите ДЗТ-20.На рис. 1 показаны типичные осциллограммы изменения токов намагничивания i_А , i_В , i_С втрех фазах трансформатора при подключении его к источнику симметричного напряжения (для упрощения осциллограмма напряжения приведена только для одной фазы А).

Рис. I. Осциллограммы фазных токов и напряжения фазы А при включении трех фазного трансформатора на холостой ход

Трехфазная группа однофазных трансформаторов имеет обмотки, соединенные в треугольник, и токи отдельных фаз такой трансформаторной группы оказывают взаимное влияние. В трехфазных трансформаторах дополнительно имеет место взаимное магнитное влияние фаз друг на друга. Поэтому бросок тока намагничивания в каждой фазе трехфазного трансформатора образуется под взаимным воздействием токов всех трех фаз и может отличаться от описанного выше броска намагничивания однофазного трансформатора.
В трехфазном трансформаторе и группе из трех однофазных трансформаторов возможны условия, когда апериодические составляющие токов каждой из двух фаз примерно равны (i_В , i_С на рис. 1) и бросок тока намагничивания третьей фазы (i_А на рис. 1) не содержит апериодической составляющей. Это так называемый периодический или разнополярный бросок тока намагничивания. Для образования разнополярного тока в реле дифференциальной защиты условия создаются также из-за соединения вторичных обмоток трансформаторов тока в треугольник, когда по обмотке реле протекает разность фазных токов.
Амплитуда импульсов тока при периодическом (разнополярном) броске хотя и меньше, чем при апериодическом, но может достигать двукратных значений по отношению к номинальному току.Анализ гармонического состава кривых бросков токов намагничивания показал, что в них кроме рассмотренных пауз содержится значительная доля второй гармоники. Это свойство использовано в защите ДЗТ-20 для блокирования ее при периодическом броске тока намагничивания. В апериодическом броске тока намагничивания вторая гармоническая также есть, но ее относительное содержание значительно меньше, чем при периодическом, и может составлять примерно 15% первой гармоники.
Для обеспечения правильной работы защиты необходима корректировка формы кривой вторичного тока трансформаторов тока в режиме их насыщения.
Корректирующее звено повышает надежность работы защиты при КЗ с большими кратностями токов, особенно при наличии периодической составляющей, когда трансформаторы тока насыщаются и в их вторичном токе появляются паузы, длительность которых в течение некоторого времени может превышать 4,5—5 мс.
Ориентировочные кривые токов на входе рабочей цепи и на выходе корректирующего звена для периодического разно полярного, апериодического однополярного и апериодического "трансформированного" бросков тока намагничивания показаны на рис. 3 и 9.

Рис. 2. Трансформация броска тока намагничивания трансформатором тока:
а - первичный ток трансформатора тока i_П ; б - вторичный ток трансформатора тока i_В

Рис. 3. Осциллограммы тока на входе рабочей цепи I_д (a) и на выходе корректирующего звена dI_д / dt (б) при периодическом разнополярном броске тока намагничивания

Рис. 4. Осциллограммы тока на входе рабочей цепи I_д (а) и на выходе корректирующего звена dI_д / dt (б) при апериодической составляющей I_ап в токе КЗ и ненасыщенных трансформаторах тока
Рис. 5. Осциллограммы первичного i_п и вторичного i_В токов (а) в индукции В (б) в трансформаторе тока с ПХН в режиме глубокого насыщения
Ориентировочные кривые токов на входе рабочей цепи и на выходе корректирующего звена при протекании тока КЗ с периодической составляющей при ненасыщенных и насыщенных трансформаторах тока даны на рис. 4 и 10.
На рис, 5 показаны кривые приведенных первичного и вторичного токов и индукции в трансформаторе тока в режиме глубокого насыщения при переходном процессе.
В реальных условиях время срабатывания защиты зависит от вида КЗ.

Рис, 6. Структурная схема защиты