Studiul Schemelor de Conexiune Ale Înfășurărilor Secundare ale Transformatoarelor de Curent și ale Bobinelor Releelor de Curent

1. Scopul lucrării: studiul schemelor de conexiune ale înfăşurărilor secundare ale transformatoarelor de curent (TC) şi ale bobinelor releelor de curent.

2. Generalităţi şi formule de calcul:

Există diferite scheme de conexiune ale înfăşurărilor secundare, ale transformatoarelor de curent şi ale bobinelor releelor funcţie de tipul protecţiei şi de numărul de faze (figura 1) :

Pentru fiecare schemă poate fi determinat raportul curentului în releu (Ir) către curentul secundar în fază (I2f). Acest raport se numeşte coeficient de schemă Ksch= Ir / I2f şi se utilizează în calculul reglajelor releelor şi aprecierea sensibilităţii protecţiilor.

Pentru schema din fig.1a, în regim normal şi de scurtcircuit (s.c.) trifazat, în releele KA1, KA2, KA3 circulă curenţii de fază Ia=IA / KI , Ib=IB / KI , Ic=IC / KI , unde KI este raportul de transformare al TC, iar prin conductorul neutru circulă curentul Icn , care este egal cu suma geometricăa curenţilor secundari de fază : Icn= Ia+ Ib+ Ic.

În schema analizată, releele conectate în faze acţionează la toate tipurile de s.c., iar releul instalat în firul neutru – numai la s.c. nesimetrice (cu/şi fără punere la pământ). Această schemă se utilizează în protecţii care acţionează la toate tipurile de s.c. Curentul în releu este egal cu curentul secundar de fază, de aceea coeficientul de schemă pentru acest tip de conexiune este egal cu unu.

În schema din fig.1b, transformatoarele de curent se instalează în două faze A şi C. Prin releele KA1 şi KA2 circulă curenţii fazelor respective Ia=IA / KI şi Ic=IC / KI, iar prin

conductorul neutru curentul este egal cu suma lor geometrică Icn= - ( Ia+ Ic) cu alte cuvinte, curentul în acest conductor pentru schema dată este egal cu curentul în faza B cu semn opus: Ib= - ( Ia+ Ic) (conform diagramei fazorilale).

Avantajul acestei scheme constă în aceea că cu ajutorul a două transformatoare de curent pot fi măsuraţi curenţii în toate trei faze, deoarece ampermetrul conectat în conductorul neutru va indica valoarea curentului în faza în care lipseşte TC (faza B). Dezavantajul schemei este că ea nu acţionează la punerea la pământ a fazei în care TC lipseşte. Această schemă se utilizează pentru protecţia care acţionează la defectele polifazate. Coeficientul de schemă pentru toate tipurile de s.c. polifazate este egal cu unu.

Pentru schema din fig.1c, curentul în fiecare releu este egal cu diferenţa geometrică a curenţilor din două faze :

Pentru sarcina simetrică şi s.c. trifazat, prin releu circulă curentul de linie care este de ori mai mare decât curentul de fază şi este defazat de acesta cu 30 o. Coeficientul de schemă pentru pentru conexiunea dată este egal cu :

Schema dată acţionează la toate tipurile de s.c. Coeficientul de schemă depinde de tipul de s.c. şi anume: , respectiv sensibilitatea protecţiei este diferită. Curenţii de secvenţă homopolară nu vor ieşi din triunghiul transformatoarelor de curent neavând căi de curgere bobinele releelor. Această schemă se utilizează, în particular, pentru protecţiile transformatoarelor (autotransformatoarelor) de putere.

Conform schemei din fig.1d, TC se instalează în fazele A şi C, înfăşurările secundareale cărora se conectează între ele cu bornele opuse, la care este cuplată bobina releului. Curentul în releu este egal cu diferenţa geometrică a curenţilor în fazele A şi C : . La s.c. trifazat curentul în releu este de ori mai mare decât curentul secundar de fază şi coeficientul de schemă va fi:

Cea mai mică valoare a curentului în releu va fi la s.c. între fazele AB sau BC, deoarece în faza B nu este TC. Comparativ cu schemele precedente, schema dată are cea mai mică sensibilitate în cazul s.c. între fazele AB şi BC.

Schema analizată nu acţionează la s.c. monofazate în faza B, în care lipseşte TC şi se utilizează numai pentru protecţia împotriva s.c. polifazate, în particular, când nu se cere acţiunea ei la s.c. după transformatorul de forţă cu schema de conexiune a înfăşurărilor în triunghi.