Читать онлайн «Математическое моделирование трансформаторов тока в режимах с глубоким насыщением магнитопроводов»

Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем 01 – 05 июня 2015 г. , Сочи С. 3-5. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА В РЕЖИМАХ С ГЛУБОКИМ НАСЫЩЕНИЕМ МАГНИТОПРОВОДОВ С. Л. КУЖЕКОВ, А. А. ДЕГТЯРЁВ, P. FORSYTH, C. PETERS, J. ZAKONJSEK, М. А. ШАМИС, Ф. А. Релейная защита и автоматика (РЗА) электроэнергети- ческих систем (ЭЭС) должны правильно функционировать при максимально возможных токах короткого замыкания (КЗ). По этой причине нагрузка на ТТ выбирается по условию 10%-ной или 5%-ной погрешности. Однако в переходных режимах КЗ с наличием значительной аперио- дической составляющей в первичном токе и остаточной магнитной индукции в сердечниках ТТ, совпадающей по знаку с направлением перемагничивания, обусловленного вышеуказанной составляющей, погрешности ТТ могут существенно превышать 10%. В частности, в стандартах США [2] и Великобритании [3] нормировано минимальное время насыщения ТТ в переходном режиме, равное 2 мс. На современном уровне развития науки и техники основным методом исследования пе- реходных процессов в ТТ является математическое моделирование и испытания устройств РЗА с помощью программно-аппаратных средств, моделирующих процессы в реальном времени, в частности, RTDS simulator. Математическое моделирование процессов в трансформаторах тока затрудняется сле- дующими обстоятельствами: неоднозначность и нелинейность характеристики намагничива- ния; наличие остаточной магнитной индукции в сердечниках. Всё многообразие работ по моделированию процессов перемагничивания ферромагнит- ных материалов можно разделить на две группы: - учитывающие перемагничивание по частным петлям (циклам) гистерезиса; - использующие в расчетах однозначные характеристики намагничивания. В программных комплексах при моделировании процессов в ТТ часто используется мо- дель гистерезиса Jiles D. C. , Atherton D. L. [4]. Достоинство указанной модели заключается в возможности реализации частных циклов перемагничивания, что важно для процессов, при которых магнитная индукция не выходит за предельную петлю гистерезиса. Однако расчеты процессов в ТТ с учетом частных циклов гистерезиса весьма трудоемки и могут вызвать за- труднения при моделировании процессов во вторичных цепях ТТ в режиме реального времени. Другим недостатком моделей ТТ, используемых в моделирующих комплексах, является неучет взаимного влияния ТТ при работе их в группах. 1 Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем 01 – 05 июня 2015 г. , Сочи В [5] предложено усовершенствование модели трансформатора тока (ТТ), основанной на модифицированной теории гистерезиса Jiles D. C. , Atherton D. L.