3tom241

8. ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA ZABEZPIECZENIOWA 484

Współczynnik bezpieczeństwa przyrządów FS jest wyznaczony jako iloraz prądu przy którym błąd całkowity przekładnika wynosi 10%, i znamionowego prądu pierwotnego. Zakłada się przy tym, że przekładnik jest obciążony mocą znamionową. Współczynnik ten jest ważny, można bowiem przyjąć, iż przy dowolnym wzroście prądu pierwotnego wartość skuteczna prądu wtórnego nie zwiększy się powyżej 2/_sA(FS).

Przekładniki prądowe do zabezpieczeń są określone parametrami podobnymi do omówionych wyżej, z tym, że zamiast współczynnika bezpieczeństwa przyrządów jest wprowadzony współczynnik graniczny dokładności K_g. Współczynnik ten jest ilorazem granicznego prądu pierwotnego, tj. prądu pierwotnego, przy którym błąd całkowity osiąga określoną wartość oraz znamionowego prądu pierwotnego. Zakłada się przy tym obciążenie przekładnika impedancją znamionową. Norma przewiduje, że standardowo wykonywane przekładniki mają współczynniki graniczne dokładności wybrane z szeregu: 5, 10, 15, 20, 30.

Ponadto norma wprowadza pojęcie wtórnej granicznej siły elektromotorycznej wyrażonej wzorem

Eg ⁼ I;N IKl + Zsl-Kg    (8.14)

gdzie: Z₂ — impedancja zespolona uzwojenia wtórnego (rys. 8.4); K₉ — współczynnik graniczny dokładności.

Rys. 8.4. Schemat zastępczy przekładnika    Rys. 8.5. Kształt fali prądu wtórnego przy stacjonarnym

prądowego    nasyceniu przekładnika

Przekładniki do zabezpieczeń mają dwie klasy dokładności: 5P oraz 10P. Liczba oznaczająca klasę określa dopuszczalny błąd całkowity przy znamionowym granicznym prądzie pierwotnym i znamionowej impedancji obciążenia. Szczegółowe wymagania podano w tabl. 8.4.

Tablica 8.4. Błędy przekładników prądowych do zabezpieczeń

Klasa	Błąd prądowy, %, przv	Błąd kątowy, min, przv	Błąd całkowity A /H„ %, przy
		',= ',V	prądzie granicznym
5P	1	60	5
10P	3	nienormowany	10

Współczynnik graniczny dokładności wyznacza zakres prądów pierwotnych (i wtórnych), w którym podczas trwania stanu ustalonego transformacja jest zadowalająca ze względu na wymagania zabezpieczeń. Przekroczenie przez prąd pierwotny poziomu granicznego powoduje powstanie znacznych błędów i silne odkształcenie krzywej prądu wtórnego. Na rysunku 8.5 pokazano przykładowy przebieg prądu wtórnego w sytuacji, gdy prąd pierwotny trzykrotnie przekracza wartość graniczną, a obciążenie przekładnika ma charakter rezystancyjny.

Nasycenie rdzenia przekładnika prądowego może wystąpić przy prądach mniejszych od granicznego, jeśli w stanie nieustalonym prąd pierwotny zawiera składową aperiodycz-ną. Czynnikiem dodatkowo zwiększającym możliwość nasycenia jest istnienie indukcji resztkowej w rdzeniu, o ile jej znak jest zgodny ze znakiem indukcji wywołanej składową aperiodyczną prądu zwarciowego.

Ze względu na nasycenie rdzenia, najmniej korzystny przebieg prądu pierwotnego ma postać

i_p = _x/2 I_p(cosoj,t-e~'^/T-)    (8.15)

przy czym T„ — stała czasowa zanikania składowej aperiodycznej.

W stanie ustalonym warunek zadowalająco dokładnej transformacji wyraża zależność

/,<K,V    (B.16)

W stanie przejściowym natomiast warunek nienasycenia się rdzenia, czyli utrzymania dostatecznie dobrej dokładności, można zapisać następująco:

(8.17)

K„I_pN(l-K_r) ^p 1 +bco_tT_a

gdzie: K, — współczynnik remanentu, określający iloraz indukcji remanentu do indukcji nasycenia; b — współczynnik zależny od stałej czasowej obwodu wtórnego nienasyconego przekładnika, dla większości przekładników równy jedności.

Z powyższego warunku wynika, że zapewnienie poprawnej transformacji w stanie nieustalonym jest znacznie trudniejsze niż w stanie ustalonym. Jeśli warunek ten jest niespełniony, to przekładnik ulega czasowemu nasyceniu, błąd transformacji zwiększa się, a przebieg prądu wtórnego staje się odkształcony (rys. 8.6). W takich przypadkach zabezpieczenia mogą działać poprawnie tylko wtedy, kiedy zdążą podjąć właściwą decyzję zanim przekładnik ulegnie nasyceniu (w czasie t,) lub w tych interwałach czasu powtarzających się w każdym cyklu, w których przekładnik jest nienasycony: (r, — r₂), (^f3^— *4)-

Rys. 8.6. Kształt fali prądu wtórnego przy przejściowym nasyceniu przekładnika w stanie nieustalonym

Przekładniki, które powinny poprawnie transformować nawet w czasie trwania stanu nieustalonego muszą być wykonywane w sposób specjalny. Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna IEC w swych dokumentach proponuje oznaczać jc literami TP, z dodaniem litery X lub Y, lub Z—w zależności od stosowanego sposobu zapewnienia ich poprawnej pracy. Przekładniki TPX muszą mieć tak znaczny przekrój rdzenia, aby spełniały warunek (8.17) wówczas, gdy współczynnik remanentu K, osiąga wartość 0,7, współczynnik b zaś jest równy jedności.

Przekładniki TPY mają niewielkie szczeliny poprzeczne w rdzeniu, co powoduje zmniejszenie współczynnika remanentu K_r do wartości mniejszej niż 0,1, współczynnika b zaś do wartości 0,8 -4- 0,9. Przekładniki TPZ mają duże szczeliny poprzeczne, praktycznie linearyzujące charakterystykę magnesowania. Szczeliny te zmniejszają współczynnik