Методика определения коэффициента переходного режима при выборе параметров трансформаторов тока для устройств релейной защиты

Андрей Александрович Дегтярев; Станислав Лукьянович Кужеков; Николай Анатольевич Дони; Алексей Александрович Шурупов

Методика определения коэффициента переходного режима при выборе параметров трансформаторов тока для устройств релейной защиты

Андрей Александрович Дегтярев, Станислав Лукьянович Кужеков, Николай Анатольевич Дони, Алексей Александрович Шурупов

Аннотация

В отечественной технической литературе и регламентирующих документах отсутствуют чёткие, обоснованные рекомендации как по определению минимально необходимого времени достоверного измерения значения тока (t_рз), так и по расчёту соответствующих значений коэффициента переходного режима K_п.р(t_рз) с учётом влияния начальной фазы периодической составляющей тока короткого замыкания (). Актуальными остаются также вопросы применения упрощённых выражений для расчета K_п.р(t) с допустимой для практического применения погрешностью.

Выполнен анализ особенностей существующих подходов к определению K_п.р(t_рз) и предложена наилучшая по соотношению трудозатрат и точности расчёта модификация методики МЭК для определения K_п.р(t_рз). Показано, что для корректного расчёта значения K_п.р(t_рз) в задачах определения параметров трансформатора тока (ТТ), обеспечивающих правильное функционирование быстродействующих защит в переходных режимах КЗ, важно учитывать значение , для которого производитель устройств релейной защиты (УРЗ) указывает значения t_рз. Кроме того, приведены результаты испытаний поведения модели ТТ с немагнитным зазором в цикле неуспешного автоматического повторного включения (АПВ), выполненных с помощью программно-аппаратного комплекса реального времени (ПАК РВ). При этом показано, что при определении параметров ТТ, обеспечивающих правильное функционирование УРЗ в цикле неуспешного АПВ, ни одно из известных выражений при значениях t_рз, превышающих 50_мс, не позволяет обеспечить выполнение критерия: время до насыщения ТТ больше t_рз.

Рукопись поступила в редакцию 11.04.2025, утверждена редколлегией в печать 7.07.2025.

DOI: 10.71841./ EP.elst.2025.1129.8.08

Ключевые слова

трансформатор тока, короткое замыкание, переходный режим, время до насыщения, минимально необходимое время достоверного измерения тока, время принятия решения, коэффициент переходного режима, коэффициент размерности, релейная защита, неуспешное автоматиче

Полный текст:

PDF

Литература

Об утверждении Правил технологического функционирования электроэнергетических систем и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации: пост. Правительства Российской Федерации от 13 августа 2018 г. № 937.

Трансформаторы измерительные. Часть 2. Технические условия на трансформаторы тока [Электронный ресурс]: ГОСТ Р 70507.2: введ. 1.08.2024. -- https://protect.gost.ru.

Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Методические указания по определению параметров электромагнитных трансформаторов тока для обеспечения правильного функционирования релейной защиты в переходных режимах [Электронный ресурс]: ГОСТ Р 71403-2024: введ. 1.08.2024. -- https://protect.gost.ru.

Instrument Transformers. Part 100 Guidance for Application of Current Transformers in Power System Protection: IEC TR 61869-100: 2017.

О мерах по недопущению неправильной работы устройств релейной защиты [Электронный ресурс]: письмо зам. министра энергетики от 02.04.2019 № ЧА-3440/10. – https://docs.cntd.ru.

. Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита. Трансформаторы тока измерительные индуктивные с замкнутым магнитопроводом для защиты. Методические указания по определению времени до насыщения при коротких замыканиях [Электронный ресурс]: ГОСТ Р 58669-2019: введ. 1.01.2020 – https://docs.cntd.ru.

. Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита. трансформаторы тока измерительные индуктивные для защиты с нормируемой погрешностью в переходных режимах и с ограниченным остаточным потокосцеплением. Методические указания по определению времени до насыщения при коротких замыканиях [Электронный ресурс]: ГОСТ Р 71879-2024: введ. 1.02.2025. – https://docs.cntd.ru.

Требования к оснащению линий электропередачи и оборудования объектов электроэнергетики классом напряжения 110 кВ и выше устройствами и комплексами релейной защиты и автоматики, а также к принципам функционирования устройств и комплексов релейной защиты и автоматики: приложение к приказу Минэнерго России от 13.02.2019 № 101.

Технические требования к устройствам РЗА [Электронный ресурс]: СТО 56947007-29.120.241-2017. – М.: ПАО «ФСК ЕЭС». – https://www.fsk-ees.ru.

Дегтярев, А.А. Минимально необходимое время достоверного измерения тока устройствами релейной защиты в перехоных процессах коротких замыканий / А.А. Дегтярев, С.Л. Кужеков, Н.А. Дони, А.А. Шурупов // Электрические станции. – 2023. – № 4. – С. 48 – 57.

Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита и автоматика. Требования к работе устройств релейной защиты линий электропередачи классом напряжения 110 кВ и выше в переходных режимах, сопровождающихся насыщением трансформаторов тока [Электронный ресурс]: ГОСТ Р 70358-2022: введ. 1.02.2023. -- https://protect.gost.ru/.

Панащатенко, А.В. Методика определения требуемого для корректной работы устройств релейной защиты времени точной трансформации тока в переходных режимах, сопровождающихся насыщением магнитопроводов трансформаторов тока / А.В. Панащатенко, А.А. Яблоков, С.Е. Бобров // Релейная защита и автоматизация. – 2025. – № 1(58). – С. 26 – 38.

Кужеков, С.Л. Универсальные характеристики трансформаторов тока в переходном режиме короткого замыкания / С.Л. Кужеков, Ю.И. Иванков [и др.] // Электричество. – 1975. -- № 2. -- С. 9 – 14.

Шкафы РЗА серий ШЭ2607, ШЭ2710. Методические указания по проверке и выбору трансформаторов тока. ЭКРА.650323.085 Д. – Чебоксары: ООО НПП «ЭКРА», 2022.

Яблоков, А.А. Разработка методики выбора трансформаторов тока с учётом их работы в переходных режимах / А.А. Яблоков, А.В. Панащатенко, А.С. Лифшиц, А.Е. Петров // Энергетик. – 2024. – № 2. – С. 40 – 47.

. Instrument transformers. Part 2: Additional requirements for current transformers: IEC 61869-2: 2012.

Циглер, Г. Цифровая дифференциальная защита. Принципы и область применения / Г. Циглер; перевод с англ. под ред. А.Ф. Дьякова – М.: Знак.2008. –216 с.