8.3.2. Максимальний струмовий захист трансформатора

Максимальним струмовим захистом називають струмовий захист з відносною селективністю, яка забезпечується вибором часу спрацювання.

Максимальний струмовий захист (МСЗ) призначений для захисту частини обмотки трансформатора та вводів на стороні низької напруги від міжфазних к.з. Власне цю зону не захищає струмова відсічка. Крім того, МСЗ реагує на к.з., які виникають на стороні високої напруги трансформатора, тобто резервує дію струмової відсічки без витримки часу (ближнє резервування), а також на пошкодження в приєднаннях до шин низької напруги – резервує дію захистів суміжних елементів (дальнє резервування). Типова схема під’єднання вимірних органів МСЗ для трансформаторів напругою до 35 кВ наведена на рис. 8.3. Вимірними органами захисту є реле КА1, КА2, КА3. Реле КА3 увімкнено в зворотній провідник схеми для підвищення чутливості захисту.

Рис. 8.3. Схема під’єднання вимірних органів струму максимального струмового захисту

Через обмоту реле КА3 протікає сума вторинних струмів фаз А та С. Таким чином через обмотку реле КА3 протікає струм, що дорівнює струмові фази В з протилежним знаком. Це справедливо для мереж з ізольованою нейтраллю. Таким чином, МСЗ буде мати однакову чутливість до всіх видів міжфазних к.з. в трансформаторі.

Розрахунок параметрів спрацювання МСЗ зводиться до визначення струму спрацювання захисту (первинного та вторинного), часу спрацювання та перевірки його чутливості.

Струм спрацювання МСЗ вибирається з умови неспрацювання в режимах післяаварійних перевантажень.

Для відлагодження від спрацювання в режимах післяаварійних перевантажень необхідно забезпечити струм спрацювання МСЗ більшим від струму самозапуску двигунів, які живляться від трансформатора. Тому струм спрацювання МСЗ визначається за формулою

,

(8.8)

де – коефіцієнт відлагодження, величина якого залежить від типів реле вимірних органів МСЗ, = 1,1-1,2 для реле типів РТ-40, РТ-80, = 1,2-1,4 для реле прямої дії типу РТВ; – коефіцієнт самозапуску, який враховує збільшення струму навантаження трансформатора в режимі самозапуску двигунів, значення якого залежить від характеру навантаження і може мати значення від 1 до 4; – коефіцієнт повернення реле вимірних органів струму, величина якого залежить від типу реле: = 0,8 для реле серії РТ-40, РТ-80, = 0,65 для реле РТВ; – робочий струм трансформатора в режимі найбільших навантажень. Його приймають на 5% більшим від номінального струму трансформатора, оскільки з таким навантаженням трансформатор з олійним охолодженням може працювати тривалий час. Для деяких трансформаторів з компаундною ізоляцією взагалі не допускається перевантаження. Для таких трансформаторів .

Час спрацювання МСЗ трансформатора вибирається з наступних умов:

• забезпечення термічної стійкості трансформатора. Для забезпечення цієї умови час спрацювання не повинен перевищувати 0,4  2 с;

• узгодження часу спрацювання з часами спрацювання МСЗ суміжних елементів:

,

(8.9)

де – найбільший час спрацювання МСЗ приєднань, що відходять від шин низької напруги трансформатора; t – ступінь селективності (0,4  0,6 с для електромеханічних реле часу; 0,3  0,4 с – для цифрових реле).

Чутливість максимального струмового захисту перевіряється для найгірших умов, тобто для режиму двофазного к.з. на стороні низької напруги трансформатора (точка К1 на рис. 8.3) в режимі найменших струмів к.з.. Коефіцієнт чутливості визначається за виразом

(8.10)

де – струм у вимірному органі захисту (реле КА1 – КА3 на рис. 8.3) під час двофазного к.з. на стороні низької напруги трансформатора (в точці К1) в режимі найменших струмів к.з.; – уставка спрацювання струмового реле. Струм у вимірному органі під час к.з. на стороні низької напруги трансформатора визначається наступним чином:

(8.11)

де – коефіцієнт схеми (для схеми рис. 8.3 =1); – коефіцієнт трансформації трансформатора струму; – струм на стороні високої напруги трансформатора під час трифазного к.з. на стороні низької напруги, (точка К1 на рис. 8.3) в режимі найменших струмів к.з.

Струм в реле для розрахованого первинного струму спрацювання МСЗ визначається за виразом

(8.12)

де – струм спрацювання МСЗ, визначений за (8.8).

Питання для самоперевірки

1. Які захисти від міжфазних к.з. встановлюються на трансформаторах потужністю до 6,3 МВА?

2. З яких умов розраховується струм спрацювання струмової відсічки?

3. Як перевіряється чутливість струмової відсічки?

4. Чому розрахунок коефіцієнта чутливості струмової відсічки необхідно здійснювати за вторинними значеннями струму?

5. Яку зону захищає максимальний струмовий захист трансформатора?

6. Як розраховуються уставка спрацювання максимального струмового захисту трансформатоа?

7. З яких умов вибирається час спрацювання максимального струмового захисту трансформатора?

8. Як перевіряється чутливість максимального струмового захисту?