8.3.2. Схемы и расчет диф.Защиты.

1. Расчет токов небаланса в схемах диф.Защиты.

Токи небаланса в схемах диф.защиты трансформаторов имеют место из-за погрешностей ТТ, изменения коэффициента трансформации защищаемого трансформатора при регулировании напряжения, неточного выравнивания вторичных токов. Для отстройки от тока небаланса при сквозном к.з. ее ток срабатывания должен удовлетворять условия:

где к_н – коэффициент надежности равный 1,3.

Величина расчетного тока небаланса, определяемого погрешностью ТТ вычисляется по формуле:

где к_а – коэффициент апериодичности, для реле с БНТ и короткозамкнутой обмоткой к_а=1, для реле без БНТ к_а=1;

к_одн – коэффициент однотипности ТТ к_одн=0,5 при обтекании ТТ близкими по величине токами, к_одн=1 в остальных случаях;

f – погрешность ТТ, удовлетворяющие 10% погрешности;

I_кз.max – наибольший ток к.з. при сквозном к.з.

Величина расчетного тока небаланса, определяемая изменением к_т защищаемого трансформатора при регулировании напряжения, вычисляется по формуле:

при регулировании с одной стороны трансформатора ;

при регулировании с двух сторон трансформатора .

где ΔN – половина регулировочного диапазона соответствующей стороны от среднего значения, для которого производится выравнивание вторичных токов, например при половине регулировочного диапазона N=10% ΔN=0,1.

Величина расчетного тока небаланса определяемая неточным выравниванием вторичных токов, вычисляется по формуле:

где - расчетные числа витков обмоток БНТ реле РНТ для неосновных сторон ( стороны с меньшим вторичным током);

- принятые числа витков обмоток БНТ реле РНТ для неосновных сторон (ближайшие большие или меньшие сила витков);

I_кз.max – наибольшее значение сквозного тока к.з. со стороны, где включены обмотки БНТ с витками .

Таким образом, суммарный расчетный ток небаланса определяется, как сумма трех составляющих:

Обычно при расчете сначала определяют сумму , а после выбора тока срабатывания и определения расчетных витков БНТ реле РНТ определяют дополнительно суммарный ток небаланса и производят уточнение ранее выбранного тока срабатывания.

2. Дифференциальная отсечка.

Дифференциальная отсечка – это диф.защита мгновенного действия, имеющая ток срабатывания больше броска намагничивающего тока. Ток срабатывания диф.отсечки определяется главным образом условием отстройки от броска тока намагничивания:

где к_н – коэффициент надежности равный 3-4.

Ток срабатывания диф.отсечки определяется также и по условию отсройки от тока небаланса, который вычисляется по формуле:

Из двух условий выбора тока срабатывания принимается больший.

Основным достоинством диф.отсечки является простота схемы и быстродействие. Недостатком является больший ток срабатывания, вследствие чего защита в ряде случаев оказывается недостаточно чувствительной:

3. Диф.Защита с рнт-565.

Быстронасыщающийся трансформатор реле РНТ-565 является одновременно и промежуточным трансформатором для компенсации неравенства вторичных токов в плечах диф.защиты и имеет для этой цели специальные уравнительные обмотки. Ток во вторичной обмотке БНТ, к которой подключено реле, определяется суммарным магнитным потоком в сердечнике, который создается как рабочей, так и уравнительными обмотками. Чтобы при сквозном к.з. не сработала ложно диф.защита нужно правильно включить правильно рабочую и уравнительные обмотки в схему и так подобрать число витков обмотках, чтобы скомпенсировать неравенство токов в плечах. Токи в обмотках направлены встречно. Расчет производится в следующем порядке:

1. Определяется ток срабатывания защиты по условиям:

а)

к_н=1-1,3

б)

к_н=1,3;

Принимается большее значение тока срабатывания.

2. Определяются первичные токи во всех обмотках защищаемого трансформатора и вторичные токи в плечах диф.защиты.

3. Определяется вторичный ток срабатывания, отнесенный к стороне с большим вторичным током:

где n_T1 – коэффициент трансформации ТТ с большим вторичным током.

4. Определяется расчетное число витков обмоток БНТ со стороны с большим вторичным током, которая называется основной:

В соответствии с имеющимися на обмотках отпайками для регулирования числа витков выбирается ближайшее меньшее число витков:

5. Определяется число витков со стороны с меньшим вторичным током, которая называется неосновной из условия, чтобы при прохождении через трансформатор сквозного тока, ток во вторичной обмотке был равен нулю. Это выполняется, когда суммарный магнитный поток в сердечнике БНТ равен нулю. Что имеет место при:

Принимается меньшее или большее значение числа витков, которое можно установить на этой обмотке.

6. После расчета числа витков обмоток БНТ и подбора отпаек вычисляется ток небаланса, вызванный неточной компенсацией вторичных токов в плечах диф.защиты. Определяют суммарный I_нб..

Вновь определяют I_с.з. по . если он получается больше, определенного по 1-му условию расчет производят снова ( пересчитать число витков обмоток БНТ). Расчет повторяется до тех пор пока ток срабатывания защиты с учетом I_{3нб.расч.} станет равным или меньшим тока срабатывания, определенного предыдущим расчетом.

7. Определяется к_ч. Коэффициент чувствительности можно определить по полному току к.з. отнесенному к основной стороне по формуле:

где I_ср.1 – вторичный ток срабатывания, отнесенный к основной стороне