Пассивные линейные измерительные преобразователи синусоидальных напряжений и токов (стр. 4 из 6)
Этому соответствует векторная диаграмма токов. Здесь токи прямой последовательности
, проходящие по цепи тп, равны и имеют противоположные направления, поэтому 
При построении векторной диаграммы заданными являлись векторы токов прямой последовательности 
а определению подлежали их составляющие /ш, 1хС2и соответственно 
представляющие собой катеты треугольников тока, как и в фазопо-воротной схеме. Из векторной диаграммы следует
Так как сопротивления обратно пропорциональны токам, то
Для обеспечения равенства токовпо абсолютному значению необ-
ходимо, чтобы
при этом
Если на вход фильтра подать только токи обратной последовательности, то этому случаю будет соответствовать векторная диаграмма, показанная на рис. 15, е. 
Она отличается от векторной диаграммы токов прямой последовательности тем, что векторы токов
меняются местами.При этом на выходе фильтра в цепи тп появляется значительный ток
. Из рассмотрения векторных диаграмм следует, что если в токах, подводимых к фильтру, содержатся составляющие прямой и обратной последовательностей, то на выходе фильтра появляется ток 1т„, пропорциональный только току обратной последовательности..В нормальном режиме и при трехфазных коротких замыканиях к фильтру тока обратной последовательности подводятся токи, содержащие только составляющие прямой последовательности. Поэтому в этих режимах ток в нагрузке фильтра отсутствует. Однако в действительности за счет погрешностей в работе фильтра и наличия некоторой несимметрии подводимых токов в нагрузке фильтра, в частности в обмотке реле, имеется небольшой ток, называемый током небаланса.
Рассмотренный фильтр тока обратной последовательности превращается в фильтр тока прямой последовательности, если поменять местами токи на входных зажимах 1аи /с. Распространение получили также комбинированные фильтры, которые одновременно выделяют составляющие прямой и обратной последовательностей. Такой фильтр в общем случае можно получить, если расстроить фильтр'тока обратной последовательности, изменяя, например, сопротивление резистора R2.
Фильтр тока нулевой последовательности. В соответствии с методом симметричных составляющих первичный ток нулевой последовательности
Токи можно сложить, если вторичные обмотки трансформаторов тока, установленных в трех фазах, соединить параллельно одноименными выводами, а к точкам соединения подключить обмотку реле КА. При этом
Для реальных трансформаторов тока с учетом их токов намагничивания и коэффициентов трансформации ток в реле
или
Ток нулевой последовательности появляется при повреждениях на землю. В других режимах, когда он отсутствует, через реле проходит только ток небаланса
, который увеличивается с возрастанием первичного тока и появлением в нем апериодической слагающей. Рассмотренная схема соединения трансформаторов тока ТА 1—ТАЗ называется трехтрансформаторным первичным фильтром тока нулевой последовательности. Он используется обычно в защитах элементов сетей с заземленными нейтралями.Применяется также однотрансформаторный первичный фильтр, представляющий собой специальный измерительный трансформатор тока нулевой последовательности. Трансформатор состоит из тороидального магнитопровода М, на котором располагается вторичная обмотка. Магнитопровод надевается на трехфазный кабель К, который является первичной обмоткой ТИП. Изготовляются также трансформаторы тока нулевой последовательности с магнитопроводом прямоугольной формы для шинного токопровода.
Первичным током ТИП является сумма фазных токов, проходящих по проводам кабеля или шинам. В нормальном режиме и при многофазных коротких замыканиях сумма фазных токов равна нулю, поэтому магнитный поток в магнитопроводе отсутствует, а ЭДС вторичной обмотки и ток в реле КА тоже равны нулю.
При замыкании на землю эквивалентный первичный ток определяется токами нулевой последовательности. Он обусловливает в магнитопроводе поток, который наводит ЭДС во вторичной обмотке ТНП, возбуждающую ток в реле. Таким образом, ток в обмотке реле появляетс* только при замыкании на землю; он пропорционален току нулевой последовательности /0.
В действительности в ТНП осуществляется суммирование не токов IA, IBt£с, а соответствующих магнитных потоков Ф^, Ф_д и Ф_с, которые, замыкаяа по магнитопроводу, образуют результирующий поток первичной обмотю-Ф = + Ф_д + Ф_с. Взаимные индуктивности между проводами фаз защищаемой установки и вторичной обмоткой ТНП не одинаковы, что обусловливает наличие некоторого потока небаланса Фн6 в магнитопроводе и тока небалансе /н6 в обмотке реле при нормальной работе и многофазных коротких замыканиях, не связанных с землей.
Таким образом, существенное отличие ТНП от трехтрансформаторногс фильтра состоит в том, что его ток небаланса определяется только несимметрией расположения проводов фаз кабеля относительно магнитопровода и вторичной обмотки. Поэтому он значительно меньше тока небаланса трехтрансформа-торного фильтра и обычно не превышает /н6 = 8... 10 мА. Область применение ТНП определяется защитами от замыкания на землю в системах с изолированной и компенсированной нейтралью.
Для повышения чувствительности защиты трансформатор тока нулевой последовательности выполняют с подмагничиванием. Сущность подмагничивания состоит в том, что с помощью дополнительной обмотки в ТНП создается вспомогательный магнитный поток, благодаря которому трансформатор работает в оптимальном режиме, отдавая вс вторичную цепь наибольшую мощность. Первичная обмотка ТНП состоит из одного витка, поэтому магнитодвижущая сила F3, обусловленная первичным током замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, мала. Из характеристики намагничивания ТНП видно. что при отсутствии подмагничивания МДС F3создает во вторичной обмотке ТНП небольшую ЭДС £2.
При наличии подмагничивания магнитодвижущая сила FnMперемещает рабочую точку характеристики в область наибольшей крутизны, в результате при той же F3ЭДС во вторичной обмотке значительно возрастает до £2". Соответственно увеличивается ток в реле, т. е. повышается чувствительность защиты.
Источником тока подмагничивания служит первичный измерительный трансформатор напряжения. Для исключения трансформаторной связи между обмоткой подмагничивания и вторичной обмоткой магнито-провод ТНП выполняют из двух частей, имеющих самостоятельные секции обмотки подмагничивания wnM и вторичной обмотки w2. Секции обмотки wnM одна относительно другой включены встречно, а секции обмотки w2 — согласно. Поэтому ЭДС, наводимые в секциях вторичной обмотки магнитным потоком подмагничивания, компенсируются, а при отсутствии составляющих нулевой последовательности в первичных токах по обмотке реле проходит только ток небаланса /н6.