2.12. Расчёт уставок дифференциальной защиты трансформатора собственных нужд

Продольная дифференциальная защита трансформатора собственных нужд является основной быстродействующей защитой трансформатора от всех видов коротких замыканий в обмотках трансформатора и на его выводах.

Определение номинальных токов плеч. Первичные токи на всех сторонах защищаемого трансформатора вычисляются в соответствии с его номинальной мощностью. По этим токам определяются токи в плечах защиты исходя из коэффициентов трансформации трансформаторов тока и коэффициентов схемы [1]. Расчёты сведены в табл. 8.

Таблица 8 – Определение токов плеч ТСН

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение для стороны
		10,5 кВ	6 кВ
Первичный ток на сторонах защищаемого трансформатора, соответствующий его номинальной мощности, А
Схема соединения трансформаторов тока	-	Y	Y
Коэффициент трансформации трансформаторов тока		1000/5	1500/5
Вторичный ток в плече защиты, соответствующий номинальной мощности защищаемого трансформатора, А

На стороне высшего напряжения трансформатора собственных нужд приняты к установке трансформаторы тока, встроенные в его выводы, типа ТВТ-35-I-1000/5 [2, стр. 318, табл. 5.11] с номинальным первичным током 1000 А.

На стороне низкого напряжения используются трансформаторы тока, установленные в ячейках комплектного распределительного устройства 6,3 кВ. В соответствии с максимальным током нагрузки в этой цепи приняты трансформаторы тока с номинальным первичным током 1500 А.

На всех сторонах защищаемого трансформатора используется схема соединения трансформаторов тока «звезда».

Определение коэффициента торможения. Сначала находим коэффициент небаланса. Составляющая коэффициента небаланса, обеспечивающая отстройку от небаланса, вызванного погрешностями трансформаторов тока:

где - коэффициент, учитывающий переходный режим, принимается равным 1,5…2,0; - относительное значение полной погрешности трансформаторов тока в режиме КЗ.

Составляющая коэффициента небаланса, обеспечивающая отстройку от небаланса, вызванного регулированием коэффициента трансформации защищаемого трансформатора:

Составляющая коэффициента небаланса, обеспечивающая отстройку от небаланса, вызванная неточностью согласования токов плеч:

Суммарный коэффициент небаланса:

Расчетный коэффициент торможения:

где - коэффициент надежности.

К установке принимается ближайшее большее значение коэффициента торможения

Определение минимального тока срабатывания. Для надежной отстройки от однополярных бросков тока намагничивания принимаем значение уставки минимального тока срабатывания, равное .

Определение начального тока торможения. Значение начального тока торможения при принятых значениях коэффициента торможения и минимального тока срабатывания защиты равно:

Определение тока блокировки. Ток торможения, при котором осуществляется блокирование защиты в режиме внешнего повреждения, для рабочих трансформаторов собственных нужд, вычисляется с учетом его возможных перегрузок. Поскольку рабочие трансформаторы собственных нужд выбираются по максимально возможной нагрузке, с некоторым запасом принимается:

Определение тока срабатывания отсечки. Сначала находим расчётный ток небаланса.

Ток при коротком замыкании на стороне низшего напряжения трансформатора собственных нужд составляет:

Составляющая тока небаланса, обусловленная погрешностями трансформаторов тока:

где =1,5…2,0 - коэффициент, учитывающий переходный режим [1]; - коэффициент однотипности трансформаторов тока [1]; - относительная полная погрешность трансформаторов тока в рассматриваемом режиме [1].

Составляющая тока небаланса, обусловленная регулированием коэффициента трансформации защищаемого трансформатора:

Составляющая тока небаланса, обусловленная неточностью согласования токов плеч:

где - коэффициент согласования токов плеч [1].

Суммарный ток небаланса:

Ток срабатывания отсечки по условию отстройки от максимального тока небаланса, выраженный в относительных номинальных единицах:

Ток срабатывания отсечки по условию отстройки от броска намагничивающего тока:

Ток срабатывания дифференциальной токовой отсечки регулируется в диапазоне от 5,0 до 12,0 с шагом 0,1 [1, стр. 69].

Окончательно принимаем уставку дифференциальной токовой отсечки:

Чувствительность обычно не проверяется, поскольку при токе срабатывания чувствительной части защиты (0,3…0,4) она обеспечена ко всем внутренним повреждениям [1].