1.3. Методические указания к выполнению контрольных работ по курсу «релейная защита и автоматИзация»

Согласно 4 для понижающих трансформаторов мощностью 6,3 МВА и выше основными защитами являются продольная дифференциальная и газовая защиты. В качестве резервной защиты являются максимальная токовая защита.

Для двухобмоточных трансформаторов без расщепления обмоток, согласно 4, можно применять только максимальная токовая защита, которая устанавливается со стороны ВН. При этом защита выполняется с двумя выдержками времени. Защита действует на отключение выключателя со стороны НН. В случае если короткое замыкание не ликвидировалось, то защита со второй выдержкой времени действует на отключение выключателя со стороны ВН.

Для защиты трансформаторов от перегрузок предусматривается также защита с действием на сигнал или разгрузку.

1.4. Дифференциальная продольная токовая защита трансформаторов

Дифференциальная (продольная) токовая защита является основной быстродействующей защитой трансформаторов с обмоткой высшего напряжения 3 кВ и выше от КЗ на выводах, а также внутренних повреждений. В соответствии с [4] продольная дифференциальная токовая защита без выдержки времени должна предусматриваться на трансформаторах мощностью 6,3 МВА и выше, а также на трансформаторах 4 МВА при их параллельной работе и на трансформаторах меньшей мощности (но не менее 1МВА), если токовая отсечка не удовлетворяет требованиям чувствительности, а максимальная токовая защита имеет выдержку времени более 0,5 с.

В настоящее время для дифференциальных защит трансформаторов распределительных сетей используют микропроцессорные блоки защит.

Выполнение схемы и расчет уставок дифференциальной защиты трансформаторов имеют ряд особенностей по сравнению с выполнением схемы и расчётами уставок дифференциальных защит других элементов:

1) необходимость отстройки от бросков намагничивающего тока, возникающих при включении ненагруженного трансформатора (автотрансформатора) под напряжение (на холостой ход) или при восстановление напряжения после отключения внешнего К.З. в питающей сети;

2) необходимость отстройки от токов небаланса, обусловленных неполным выравниванием действия неодинаковых вторичных токов в плечах дифференциальной защиты, что вызывается:

• невозможностью точной установки на измерительных трансформаторах тока расчетных чисел (дробных) коэффициентов трансформации; этим вызывается появление составляющей тока небаланса , обозначаемой I^”’_нб;

• регулировкой коэффициента трансформации защищаемого трансформатора (автотрансформатора) с РПН; этим вызывается изменение вторичных токов только в одном из плеч дифференциальной защиты, что приводит к появлению составляющей тока небаланса, обозначаемой I^”_нб.

Наряду с этими составляющими существует составляющая тока небаланса (I^’_нб), обусловленная разностью намагничивающих токов трансформаторов тока в плечах защиты (в практических расчётах её принято считать равной току намагничивания или полной погрешности худшего из трансформаторов тока). Эта составляющая, характерная для всех дифференциальных защит, может быть особенно значительной для дифференциальных защит трансформаторов, поскольку они характеризуются большими и значительно отличающимися друг от друга сопротивлениями нагрузки трансформаторов тока в плечах защиты и параметрами трансформаторов тока. Таким образом, ток небаланса дифференциальной защиты трансформаторов тока состоит из трёх составляющих:

I_нб =I^’_нб+I^”_нб+I^’’’_нб.

Первым условием выбора первичного тока срабатывания защиты является отстройка от этого тока небаланса:

I_с.з≥k_н*I_нб ,

где k_н – коэффициент надежности, учитывающий ошибку реле и необходимый запас, может быть принят равным 1,3 для реле РНТ.

Вторым условием выбора тока срабатывания защиты является отстройка от броска тока намагничивания при включении ненагруженного трансформатора (автотрансформатора) под напряжением:

I_с..з≥k_н*I_ном.тр ,

где k_н – коэффициент отстройки защиты от бросков тока намагничивания; I_ном.тр – номинальный ток трансформатора.

Коэффициент чувствительности дифференциальной защиты:

k_ч= I_р.мин/I_с.р ,

где I_р.мин – ток в первичной обмотке НТТ реле серии ДЗТ, который в целях упрощения расчета определяется в предположении, что весь ток повреждения проходит только по одной стороне трансформатора, вычисляется приведением первичного тока с учетом вида КЗ и схемы соединения трансформаторов тока; I_с.р – ток срабатывания реле, соответствующий числу витков первичной обмотки НТТ реле ДЗТ, используемых на той стороне, по которой проходит ток I_р.мин .