Лекция 5. Защиты трансформаторов от внешних кз. Релейная защита трансформатора «Сириус» (2 часа)

Защита от токов внешних КЗ служит для отключения трансформаторов при КЗ на сборных шинах или на отходящих от неё присоединениях, если защиты или выключатели этих элементов отказали. Одновременно защита от сверхтоков используется и для отключения при повреждении в самом трансформаторе. Однако, имея выдержку времени (по условиям селективности) она может использоваться лишь в качестве резервной.

Наиболее простой защитой от внешних КЗ является МТЗ. В тех случаях, когда чувствительность её недостаточна, применяют МТЗ с блокировкой по напряжению.

Максимальная токовая защита трансформаторов

Принципиальная схема МТЗ двухобмоточных понизительных трансформаторов представлена на рис. 1. По соображениям надежности целесообразно воздействовать на оба выключателя Q1 и Q2, с тем, чтобы при внешних КЗ один выключатель резервировался вторым.

Рисунок 1. МТЗ трансформатора

Выбор уставок

Ток срабатывания защиты должен быть больше тока перегрузки, не требующей быстрого отключения трансформатора.

где: I_{раб.макс} – рабочий максимальный ток в режиме длительно возможной перегрузки.

Коэффициент чувствительности:

где: I_кз.мин – минимальный ток сквозного КЗ при повреждении в конце зоны действия МТЗ, установленной на трансформаторе.

Выдержка времени:

t_TP = t_W + t

где: t_W – наибольшая выдержка времени защиты присоединения (линий, отходящих от шин низкого напряжения трансформатора);

t – ступень селективности.

Токовая защита с пуском по напряжению

Принципиальная схема защиты представлена на рис. 2.

а) б)

в)

Рисунок 2. Схема МТЗ с пуском по напряжению: а) схема включения токовых реле; б) пусковой орган напряжения; в) исполнительная схема

Реле KV2,включенное на фильтр обратной последовательности, срабатывает при 2-х фазных КЗ, размыкая контакт KV2.1. Реле KV1 замыкает свой контакт KV1.1 и промежуточное реле KL срабатывает. При трехфазном КЗ реле KV1 замыкает свой контакт KV1.1.

Защита трансформаторов от перегрузки

Защита действует на сигнал при наличии персонала на подстанции. Токовое реле включено на ток одной фазы.

где: k_H – составляет – 1,05

Время срабатывания защиты отстраивается от выдержек времени максимальных защит присоединений, чтобы избежать излишних сигналов при КЗ и кратковременных перегрузках.

t_ПЕР = t_МТЗ + t Релейная защита трансформатора «Сириус»

Устройство микропроцессорной защиты «Сириус-Т» предназначено для выполнения функций основной защиты двухобмоточного (в том числе с расщепленной обмоткой) трансформатора с высшим напряжением 35-220 кВ.

Реализуемые защиты.

Двухступенчатая дифференциальная токовая защита трансформатора (токовая отсечка и защита с торможением от сквозного тока и отстройкой от бросков тока намагничивания).

Ненаправленная двухступенчатая МТЗ высшей стороны трансформатора с возможностью комбинированного пуска по напряжению от стороны низшего напряжения (по дискретному входу). Предусмотрен автоматический ввод ускорения при включении выключателя ВН.

Одна ступень ненаправленной МТЗ низшей стороны трансформатора с возможностью комбинированного пуска по напряжению от стороны низшего напряжения (по дискретному входу). Действие на отдельное реле и на общие реле отключения с разными временами. Предусмотрен автоматический ввод ускорения при включении выключателя НН.

Имеется возможность блокировки МТЗ НН по содержанию второй гармоники для отстройки от бросков тока намагничивания при подаче напряжения со стороны НН.

Защита от перегрузки с действием на сигнализацию.

Дифференциальная защита трансформатора (ДЗТ)

Продольная дифференциальная токовая защита является быстродействующей защитой абсолютной селективности и выполняет функцию основной токовой защиты трансформатора.

Дифференциальная защита имеет две ступени: ДЗТ-1 (быстродействующая дифференциальная токовая отсечка) и ДЗТ-2 (чувствительная дифференциальная токовая защита с торможением от сквозного тока и отстройкой от бросков тока намагничивания).

Дифференциальная токовая отсечка предназначена для быстрого отключения повреждений, сопровождающихся большим дифференциальным током. Она работает без каких–либо блокировок и не имеет торможения.

Ступень срабатывает, когда действующее значение первой гармоники дифференциального тока превышает. Уставка срабатывания задается как отношение дифференциального тока к вторичному базисному току стороны ВН.

Характеристика торможения второй ступени приведена на рис.3.

Рисунок 3. Характеристика торможения второй ступени