M_Melnikov_Rel_zash_2008

Выбирается ток срабатывания токовой отсечки с одним реле типа РТМ (реле 4), включенным на разность токов фаз С и В (рис. П. 5.4, а). Из примера П. 5.1 ток срабатывания отсечки равен 2200 А. Ток срабатывания реле

Для определения коэффициента чувствительности отсечки при двухфазном КЗ на стороне 6 кВ вычисляется расчетный ток в реле

(табл. 2.1, а):

Коэффициент чувствительности равен 1,1, т. е. отсечка неэффективна. При установке трех реле отсечки (схема рис. П. 5.4, в), как видно из табл. 2.1,а , можно увеличить чувствительность в 2 раза, но выполнение этой схемы потребует больших затрат.

При выполнении отсечки по более простой схеме – неполной звезды с двумя реле (4 и 5 – рис. П. 5.4, в) – Iс.р = 2200/40 = 55 А;

kч(2) =106/55 =1,93. Эта схема обычно и применяется. При выполнении

этой отсечки на реле типа РТ-40 Iс.о ≈ 1850 А (пример П. 5.1) и чувствительность отсечки значительно выше.

Расчетная проверка трансформаторов тока и проверка чувствительности с учетом действительной токовой погрешности для варианта выполнения защиты на реле прямого действия РТВ и РТМ производится, с учетом того, что устанавливаются три реле РТВ (1, 2, 3 на рис. П. 5.4, в) и фактическое расчетное сопротивление нагрузки zн.расч =

2rпр + zРТМ + 2zРТВ + rпер (при двухфазном КЗ на выводах 6 кВ трансформатора). Принимая значения сопротивлений из предыдущего примера,

zн.расч = 0,1 + 0,11 + 2 0,8 0,56 + 0,05 = 1,15 Ом, что больше допустимо-

го (0,7 Ом из предыдущего примера для k10 = 1,1 2200/200 = 12). Следовательно, погрешность трансформаторов тока превышает 10 % и это может привести к недопустимому снижению чувствительности отсечки и даже к отказу срабатывания. Для обеспечения необходимой чувствительности отсечки следует либо снизить токовую погрешность трансформаторов тока, либо выполнить защиту на реле РТ-85 (с дешунтированием ЭО) или РТ-81, РТ-40 (при наличии оперативного постоянного или выпрямленного тока), или использовать цифровые реле.

191

При выполнении защиты на реле РТ-85 с током срабатывания 320 А (уставка на реле 8 А) и током срабатывания отсечки 2200 А (kотс ≈ 7) могут быть установлены 2 реле, поскольку при этом коэффициент чувствительности 2,15 (см. выше). Расчетная проверка трансформаторов тока, проверка чувствительности реле защиты и ЭО после дешунтирования по условиям (5.5) и (5.5а), а также проверка допустимости применения реле РТ-85 по максимальному значению тока КЗ производится так же, как в примере П. 5.1.

При необходимости повышения чувствительности защиты в основной зоне и в зоне резервирования могут устанавливаться три реле РТ-85, но при этом в одном из реле (третьем, дополнительном) должна быть изменена схема внутренних соединений по сравнению с заводской. Проверка чувствительности ЭО по выражению (5.5) должна производиться с учетом kу = 2, т. к. обычно в приводе устанавливаются два ЭО. Таким образом, трехрелейная схема эффективна, если ток срабатывания ЭО по крайней мере в 2 раза меньше тока срабатывания реле защиты.

Расчетная проверка трансформаторов тока до дешунтирования ЭО производится при токе срабатывания отсечки (2200 А), так же, как в примере 1 ε < 10 %. После дешунтирования ЭО следует проверить чувствительность отсечки (так же, как в примере П. 5.1, а) также чувствительность максимальной токовой защиты с учетом действительной токовой погрешности трансформаторов тока и коэффициента возврата реле РТ-85. Расчетным током является ток перехода характеристики РТ-85 на независимую часть, для 1-секундной характеристики примерно 4Iс.з ≈ 4 320 = 1280 А. Расчетное сопротивление нагрузки при двухфазном КЗ за трансформатором /Υ-11 по данным предыдущих примеров

zрасч = 3rпр + 3zр + zЭО + rпер = 0,15 + 0,3 + 2,3 +0,05 = 2,8 Ом. Принимая во внимание небольшие значения сопротивлений реле РТ-85, а также

соединительных проводов в комплектных распределительных устройствах 6(10) кВ по сравнению с сопротивлением ЭО, расчетное сопротивление лишь немного возросло по сравнению с сопротивлением при КЗ

до трансформатора (на 0,15 Ом). При zрасч = 2,8 значение k10 = 3,5. Максимальная кратность тока kмакс = 1280/200 = 6,4, коэффициент А =

6,4/3,5 = 1,9, погрешность f ≈ 40 %. Чувствительность защиты, определяемая по выражению (5.4), не снижается благодаря низкому значению коэффициента возврата электромагнитного элемента реле типа РТ-85.

Проверка чувствительности ЭО производится без учета погрешности трансформаторов тока, т. к. ε < 10 % (пример П. 5.1). Коэффициент чувствительности ЭО по выражению (2.1, а) при kу = 2:

192

kчЭО = 0,5 35/5 = 3,5, где Iр(3.мин) = 1400 / 40 = 35 А. Чувствительность

выше требуемой (1,8).

Расчетная проверка точности работы реле РТ-85 и определение максимальных значений напряжения и тока производится так же, как в примере П. 5.1.

При выполнении защиты трансформатора на постоянном оперативном токе с реле РТ-40 или РТ-81 расчетная проверка трансформаторов тока производится в соответствии с [25] и состоит из проверки на 10%-ную погрешность (ε ≤ 10 %), проверки надежности работы контак-

тов реле РТ-40 (fрасч ≤ 50 %) при Iк.макс = 4900 А и проверки отсутствия опасных перенапряжений при том же максимальном значении тока КЗ.

193

Приложение 6

П р и м е р П.6.1. Расчет дифференциальной токовой защиты силового трансформатора (без торможения). Выбрать уставки диф-

ференциальной токовой защиты с реле РНТ–565 двухобмоточного трансформатора 6,3 МВ А 110/10 кВ (рис. П.6.1).

Исходные данные приведены на схеме. Для расчета дифференциальной защиты с реле РНТ–565 рекомендуется следующий порядок.

Р е ш е н и е

1. Определяются первичные токи на сторонах защищаемого трансформатора в номинальном режиме работы, выбираются трансформаторы тока и определяются соответствующие вторичные токи в плечах защиты (табл. П.6.1).

Примечание: для компенсации углового сдвига токов силовых трансформаторов, соединенных по схеме «звезда–треугольник» или «тре- угольник–звезда» трансформаторы тока на стороне звезды силового трансформатора необходимо соединить по схеме треугольника, а на стороне треугольника – по схеме звезды.

2.Рассчитываются токи КЗ в точках К1 и К2. Их значения приведены на схемах рис. П.6.1 и рис. П.6.2, соответственно.

3.Определяется первичный ток небаланса, приведенный к регулируемой стороне высокого напряжения:

194

без учета составляющей I"нб' , т. к. неизвестно, насколько точно удастся в ходе расчета подобрать число витков обмоток реле НТА.

Рис. П.6.1. Схема к примеру П.6.1

Здесь I'нб – составляющая, обусловленная погрешностью трансформаторов тока; I"нб – составляющая, обусловленная наличием РПН у силового трансформатора.

тельные погрешности, обусловленные регулированием напряжения на

195

сторонах защищаемого трансформатора, принимаются равными половине диапазона регулирования; Кток1, Кток2 – коэффициенты токораспределения, представляют собой отношение тока КЗ на стороне, где производится регулирование, к полному току внешнего КЗ. Для двухобмоточных трансформаторов всегда принимаются равными 1,0. При одностороннем питании трансформатора (двухобмоточный трансформатор) второе слагаемое в (6.3) отсутствует.

К

A B C

Рис. П.6.2. Токораспределение в цепях дифференциальной токовой защиты трансформатора при двухфазном КЗ в К2 ( к примеру П.6.1)

196

I нб = I 'нб + I "нб = (1 1 0,1 + 0,1) 320 = 64 А.

4. Определяется предварительное, без учета I"нб' , значение тока срабатывания защиты по условию отстройки от тока небаланса:

где Кнад – коэффициент надежности, учитывающий ошибку реле и необходимый запас, может быть принят равным 1,3 для реле РНТ Iс.з ≥ 1,3 64 = 83 А.

По условию отстройки от броска тока намагничивания

Iс.з ≥ 1,3 31,7 = 41,2 А, т. е. меньше, чем по условию (3.4). Таким образом, расчетным условием для выбора Iс.з является отстройка от тока небаланса Iс.з = 83 А.

релейном исполнении) определяется по табл. 2.1 (см. выше раздел 2.2)

для схем треугольника с тремя реле или треугольника с двумя реле Ip.min = 1,5 220/20 = 16,5 А. Токи в цепях дифференциальной защиты при этом

КЗ показаны на рис. П.6.2.

ку в обоих случаях Кч > 2, расчет можно продолжить.

6. Определяется число витков обмоток реле с учетом того, что на коммутаторе реле РНТ–565 можно подобрать практически любое число витков как рабочей, так и уравнительных обмоток. Расчет начинается с выбора числа витков основной стороны 110 кВ, так как это питающая сторона с регулируемым напряжением. Результаты расчетов сведены в табл. П.6.2. Схемы включения обмоток реле типа РНТ в дифференциальной защите трансформатора приведены на рис. П.6.3.

197

Рис. П.6.3. Схема включения обмоток реле типа РНТ в дифференциальной защите трансформатора (для одной фазы) без использования рабочей (дифференциаль-

ной) обмотки: (а) – с использованием рабочей обмотки; (б) – в режиме сквозного тока

Таблица П.6.2 Определение числа витков обмоток насыщающегося трансформатора

198

7Расчетное число витков обмотки НТА реле для неосновной стороны

Расчет повторяется для нового значения Iс.з.осн

13Расчетное число витков обмотки НТА реле для основной стороны

199

200