Продольная дифференциальная токовая защита (ДТЗ) без торможения получила широкое применение в качестве основной защиты на линиях и других элементах электрических сетей и электростанций. Основным расчетным условием для выбора тока срабатывания ДТЗ является отстройка от тока небаланса, обусловленного погрешностями трансформаторов тока (ТТ) в переходном режиме внешнего короткого замыкания (КЗ) [1 и др.]:
где: Котс = 1,3–1,5 – коэффициент отстройки;
ε – относительное значение полной погрешности по току ТТ, соответствующее установившемуся режиму КЗ;
Кодн – коэффициент однотипности ТТ;
К пер – коэффициент, учитывающий переходный режим (апериодическую составляющую тока КЗ).
При использовании в защите однотипных ТТ, выбираемых по кривым предельной кратности при 10%-й погрешности, ε = 0,1, Кодн = 0,5. При отсутствии в измерительном органе тока отстройки от влияния апериодической составляющей К пер = 2. При указанных значениях ток небаланса
Целью работы явилась проверка обоснованности значений коэффициентов, входящих в расчетные выражения (1)–(3).
Из (1)–(3) можно видеть, что анализ методики расчета тока небаланса в схеме ДТЗ можно разделить на 2 подзадачи:
1) исследование тока небаланса в установившемся режиме, т. е. определение Кнб уст (или Кодн при известном значении ε = 0,1);
2) исследование влияния переходного процесса (апериодической составляющей тока КЗ) на вели чину Кнб пер (или К пер при известном Кнб уст).
Появление современных систем моделирования (например, Matlab, PSCAD и др.) позволяет проверить обоснованность значений коэффициентов, принимаемых при расчетах тока небаланса по (1)–(3). В данной работе используется моделирование в среде системы MatLab.
Модель ТТ выполнена с использованием стандартного блока Saturable Transformer (нелинейный трансформатор) пакета SimPowerSystem системы моделирования Matlab. Блок Saturable Transformer предназначен для моделирования нелинейных силовых трансформаторов, потому окно задания параметров модели ориентировано на использование каталожных технических данных последних. Для моделирования ТТ и силовых трансформаторов может быть использована одна и та же схема замещения (рис. 1), потому указанный блок можно применить также и для моделирования нелинейного ТТ.