16.Дифференциальная защита трансформатора

Особенности:

1. Токи обмоток силовых трансформаторов на стороне высшего и низшего напряжений не равны по величине и в дифференциальной защите приходится принимать специальные меры для выравнивания вторичных токов на высшей и низшей стороне трансформатора.

2. Токи обмоток высшего и низшего напряжений силовых трансформаторов сдвинуты по фазе, если группа соединения трансформатора отличается от нулевой.

3. М ногие силовые трансформаторы имеют регулирование под нагрузкой, поэтому в процессе работы коэффициент трансформации силового трансформатора может изменяться.

Для того, чтобы избавиться от фазового сдвига в токах в разных плечах дифференциальной защиты трансформатора используют специальную схему включения вторичных обмоток трансформатора тока. А именно вторичные обмотки трансформаторов тока соединены по противоположной схеме, т.е. на стороне звезды силового трансформатора вторичные обмотки трансформатора тока соединены в треугольник, а со стороны треугольника силового т рансформатора вторичные обмотки трансформатора тока соединены в звезду с той же группой соединения.

Как видно из векторных диаграмм, направления векторов вторичных токов на стороне низшего и высшего напряжения совпадают.

Для того, чтобы избавится от тока небаланса обусловленного разными значениями токов в плечах защиты используют уравнительные трансформаторы.

В качестве основной стороны дифференциальной защиты трансформатора, где вторичный ток наибольший. Как правило, стараются подобрать коэффициенты трансформации трансформатора тока так, чтобы основной стороной была та, к которой присоединена нагрузка трансформатора. А сторона источника питания трансформатора, следовательно является не основной.

Выбор уставок Учитывая особенность дифференциальной защиты трансформатора, ток срабатывания защиты определяется следующим образом:

k_a – учитывает погрешность апериодической составляющей;

k_одн – коэффициент однотипности трансформаторов тока в плечах;

 - предельно-допустимая погрешность трансформатора тока (0,1);

U_рег – диапазон регулирования силового трансформатора в относительных единицах;

f_выр – составляющая тока небаланса обусловленная неточностью выравнивания м.д.с. вторичных токов плеч;

I⁽³⁾_max,внеш – максимальное значение внешнего тока короткого замыкания

17.Защита от внешних коротких замыканий

Выполняется аналогично защите от внутренних коротких замыканий, но устанавливается и на тех трансформаторах, где есть дифференциальная защита. Выбор уставок выполняется так же, как в защите от внутренних коротких замыканий.

Токовая защита от перегрузок. Перегрузка обычно является симметричной, поэтому защита от перегрузки выполняется одним реле тока КА1, включенным в цепь одного из трансформаторов то­ка защиты от внешних коротких замыканий (рис. 13.7, а). Ток сра­батывания реле определяется по выражению I_с.р=(k_зап/k_в)(I_т.ном/K_I ). Коэффициент k_зап учитывает только погрешность в токе срабатывания и принимается равным k_зап = 1,05. Для от­стройки от кратковременных перегрузок и коротких замыканий предусматривается реле времени КТ1, рассчитанное на длительное прохождение тока в его обмотках. Выдержка времени принимается на ступень селективности больше, чем время срабатывания защи­ты трансформатора от внешних коротких замыканий.

На трехобмоточных трансформаторах с обмотками равной мощности и односторонним питанием защита от перегрузки уста­навливается только со стороны питания. Если обмотки имеют раз­ную мощность, то дополнительно устанавливается защита на пита­емой обмотке меньшей мощности. При возможности передачи мощности в любых направлениях защита от перегрузки устанавли­вается со всех сторон (см. рис. 13.7, а, реле КА1, КТ1). Защита от перегрузки предусматривается при параллельной работе несколь­ких трансформаторов мощностью по 400 кВА и более, а также при раздельной работе и наличии УАВР [31].

Рассмотренная защита от перегрузок не позволяет полностью использовать перегрузочную способность трансформатора. Наибо­лее объективным критерием перегрузки является не ток, а темпе­ратура изоляции обмотки трансформатора. На основе разработок Рижского политехнического института [73] созданы температур­ные реле с токовой коррекцией. Реле контролирует температуру изоляции с учетом температурыокружающей среды (масла) и на­грузки трансформатора до появления перегрузки. Температура масла контролируется непосредственно с помощью измерительного преобразователя (датчика) температуры, а температура изоляции обмоток — косвенно электрическим моделированием. Реле рекомендуется применять на двухтрансформаторных подстанциях, где при аварийном отключении одного трансформатора возникают послеаварийные перегрузки оставшегося в работе трансформа­тора.

Выбор уставок

k_a – учитывает погрешность апериодической составляющей;

k_одн – коэффициент однотипности трансформаторов тока в плечах;

 - предельно-допустимая погрешность трансформатора тока (0,1);

U_рег – диапазон регулирования силового трансформатора в относительных единицах;

f_выр – составляющая тока небаланса обусловленная неточностью выравнивания м.д.с. вторичных токов плеч;

I⁽³⁾_max,внеш – максимальное значение внешнего тока короткого замыкания;

k_Т – коэффициент