Дослідження похибок трансформаторів струму у системах релейного захисту в усталених та перехідних режимах енергосистеми

Abstract

UK: Мета роботи. Визначення максимальних величин струмових та кутових похибок трансформаторів струму та характеру їх зміни в усталених та перехідних режимах енергосистеми, за яких можливий вихід величин похибок за межі діапазону нормованих значень, а також у порівнянні ступеня зміни струмових та кутових похибок трансформаторів струму, призначених для живлення вторинних кіл пристроїв релейного захисту, за цих режимів. Методи досліджень. Дослідження проведено шляхом застосування методу імітаційного моделювання та візуалізації на ПВМ функціонування трансформатора струму, призначеного для живлення вторинних кіл пристроїв релейного захисту, в усталених та перехідних режимах енергосистеми та за різних умов його експлуатації. Отримані результати. Авторами було визначено у відсотковому співвідношенні максимальні струмові та кутові похибки трансформації первинного струму до вторинного кола трансформатора струму, які обумовлені наявністю струму намагнічування та активних втрат в магнітній системі досліджуваного трансформатору струму, виконано їх порівняння, а також зроблені висновки щодо їх зміни в усталених та перехідних режимах, зокрема, встановлено той факт, що струмові похибки в аварійних режимах змінюються в значно більшому ступені, ніж кутові та за певних умов можуть виходити за межі нормованих державними стандартами значень. Наукова новизна. Авторами було розроблено сучасний метод дослідження струмових та кутових похибок трансформаторів струму, призначених для живлення вторинних кіл пристроїв релейного захисту, заснований на використанні комп’ютерної моделі ідеального трансформатора струму з лінійною безгістерезисною характеристикою намагнічування, що має подібні характеристики та параметри первинного і вторинного кола з досліджуваним реальним трансформатором струму. Практична значимість. Отримані результати можуть бути використанні при визначенні оптимальних умов експлуатації трансформаторів струму та розробці нових принципів виконання вимірювальних та логічних органів пристроїв релейного захисту елементів електричних станцій та мереж, зокрема, було зроблено висновок про те, що для забезпечення більш чутливого та селективного захисту можуть бути використані пристрої, що за принципом своєї дії реагують лише на фазні співвідношення між струмами трансформаторів струму приєднань, які мають бути відлаштовані лише від кутових похибок вимірювань. EN: Purpose. The main idea of the paper is investigation of the maximum values of current and angle errors of the current transformers and the nature of their changes in steady-state and transient power system conditions in which the possible output of errors beyond the normalized range of values, as well as a comparison of the degree of change of current and angle errors of the current transformers for power supply auxiliary wiring devices of relaying protection in these conditions. Research methods. The authors used the method of simulation and visualization of the current transformer operation of computers, intended for supply of secondary circuits of relay protection devices in steady and transient conditions of supply power system and different operating modes. The obtained results. The authors defined the percentage of the maximum current and angular error of the primary current transformation to the secondary circuit of the current transformer which are caused by the presence of the magnetizing current and resistive losses in the magnetic system of the test current transformer; their comparison is performed and conclusions are drawn regarding their changes in steady-state and transient conditions, in particular, the fact is established that the current errors in emergency conditions vary to a much greater extent than the angular and under certain conditions may extend beyond the value of the normalized state standards. Scientific novelty. The authors developed the modern method of investigation of current and angle errors of the current transformers for auxiliary supply of relay protection devices based on the use of a computer model of an ideal current transformer with a linear no hysteresis B-H curve, which has similar characteristics and primary and secondary circuit parameters to study the real transformer current. Practical significance. The results can be used in researching the optimum operating current transformers conditions and the development of new principles of perform measurement and logical circuits of relaying protection, in particular, it was concluded that in order to provide the more sensitive and selective protection we can use the devices based on the principle of their action to respond only to the phase relation between the currents of the current transformers and connections that have to be rebuilt only from the angle measurement errors.