Приложение б Амплитудное согласование, согласование токов по фазе и фильтрация токов нулевой последовательности для устройства micom p63х

Б.1 Амплитудное согласование

Прежде чем выполнить сравнение фазных токов каждой из обмоток, необходимо выполнить согласование измеряемых токов в соответствии с фактической трансформацией слагающейся из номинального коэффициента трансформации силового трансформатора (автотрансформатора) и измерительных ТТ.

Рисунок Б.1 – Пример амплитудного согласования

Амплитудное согласование, представленное на рисунке Б.1, соответствует выравниванию по величине вторичных токов дифзащиты отечественного производства.

Для амплитудного согласования необходимо вначале в качестве базисной мощности S_БАЗ установить для всех сторон номинальную мощность защищаемого объекта (трансформатора, автотрансформатора, шунтирующего реактора). Если обмотки защищаемого объекта имеют разные мощности, в качестве базисной для всех сторон принимается мощность наиболее мощной обмотки объекта (трансформатора, автотрансформатора). Во всех случаях общая базисная мощность должна быть установлена для всех сторон. Поскольку для ШР задаются одинаковые базисная мощность и напряжение, соответственно и базисный ток будет иметь одинаковое значение, кроме случая применения ШР с расщепленной обмоткой.

Исходя из установленной базисной мощности, устройства MICOM P63х рассчитывают при помощи заданного первичного напряжения обмоток базисные токи сторон I_БАЗ,Z для дифференциальных защит и 3I_0,БАЗ,Z для дифференциальных защит нулевой последовательности (от замыканий на землю) по выражениям:

, , (Б.1)

где S_БАЗ – базисная мощность;

U_НОМ,Z – номинальные напряжения защищаемой стороны Z;

Z – сторона A, B, C или D.

Базисный ток соответствует номинальному току защищаемой стороны при протекании по ней номинальной мощности защищаемого объекта. Соответственно при выполнении защищаемого объекта с расщепленной обмоткой в каждой расщепленной обмотке будет протекать уменьшенный вдвое номинальный ток объекта. В этой связи не будет разницы при задании базисных напряжений сторон для продольной дифференциальной защиты ШР, подключаемой на сумму токов встроенных ТТ со стороны нейтрального вывода или отдельно на каждый ТТ.

Базисная мощность и номинальные напряжения сторон задаются в качестве параметров срабатывания в устройстве защиты.

На основании вычисленных базисных токов устройства MICOM P63х рассчитывают коэффициент согласования токов по амплитуде К_AM,Z и К_AM,0,Z при помощи устанавливаемых первичных номинальных токов ТТ защищаемой стороны:

, , (Б.2)

где I_{НОМ,ТТ,Z} – первичный номинальный ток ТТ, установленного в защищаемой обмотке Z;

I_БАЗ,Z – базисный ток стороны Z;

3I_0,БАЗ,Z – базисный ток дифференциальной защиты нулевой последовательности стороны Z;

Z – сторона A, B, C или D.

Амплитудно-согласованные фазные токи формируются путем скалярного умножения, при этом фазные токи сторон умножаются на соответствующие сторонам коэффициенты амплитудного согласования:

, (Б.3)

Правильность расчета абсолютных значений коэффициентов амплитудного согласования выражается в рассчитанных номинальных токах защищаемого объекта.

Коэффициенты амплитудного согласования рассчитываются автоматически в устройстве защиты. Устройство MICOM P63х выполняет автоматическую проверку того, что рассчитанные коэффициенты К_AM,Z находятся в допустимых пределах. Коэффициенты амплитудного согласования должны быть в пределе 0,5≤ К_AM,Z ≤ 16,0.

В том случае, если коэффициент амплитудного согласования не попадает в эти пределы, возможны два варианта:

• установить промежуточный ТТ, погрешность которого необходимо учесть при расчете тока небаланса;

• при возможности математически изменить базисную мощность, необходимо уменьшить или увеличить ее, соответственно при К_AM,Z < 0,5 или К_AM,Z > 16,0.

Если устройством MICOM выполнен расчет базисного тока или коэффициентов согласования, которые не отвечают вышеназванным условиям, то выдается предупредительный сигнал, и устройство MICOM автоматически блокируется.

Примечание – Измеряемые величины умножаются на соответствующие коэффициенты согласования, и в таком виде обрабатываются дальше. Поэтому все параметры срабатывания и измеренные величины всегда относятся к соответствующему базисному току, а не к номинальному току ТТ, или к равному ему номинальному току устройства.

Б.2 Согласование токов по фазе (для защит трансформаторов и автотрансформаторов)

Так как вторичные токи ТТ на стороне низшего напряжения защищаемого объекта отстают от вторичных токов ТТ на стороне его высшего напряжения на угол, соответствующий группе соединения обмоток защищаемого трансформатора, то в устройстве производят согласование групп соединений, чтобы вновь добиться совпадения фаз вторичных токов сторон дифференциальной защиты.

На стороне трансформатора, соединенной в «звезду», вторичные обмотки соединяют в «треугольник», а на стороне «треугольника» ТТ собирают в «звезду». В зависимости от группы соединения обмоток защищаемого объекта, вектора токов стороны А и сторон B, C и D могут отличатся как по величине, так и по направлению.

Группа соединений идентифицирует вид соединений обмоток трансформатора и соотношения сдвига фаз соответствующих им фаз напряжения Для трехфазной системы переменного тока различаются следующие виды соединения обмоток:

• Delta (D,d) – треугольник (Δ);

• Wye (Y,y) – звезда (Y);

• Zigzag (Z,z) – зигзаг (Z).

Для определения сдвига фаз в качестве опорного используется вектор напряжения стороны ВН. В устройстве MICOM P63x предусмотрено программное выравнивание векторного сдвига плеч, путем выставления уставок, при условии стандартного подключения фазных токов на сторонах высшего и низшего напряжения – включение по схеме «звезды» с нормальной фазировкой трансформаторов тока:

ДИФФ Гр. соед. стор. A-B ППх 0;

ДИФФ Гр. соед. стор A-С ППх 11;

ДИФФ Гр. соед. стор. A-D ППх 11.

В случае нестандартных схем подключения необходимо соблюдать особые правила, описанные в Приложении В. При выполнении параметров срабатывания в устройстве взамен принятой в ЗАО «АРЕВА Передача и Распределение» группы «12» устанавливается группа «0».

При стандартном подключении устройства MICOM P63x необходимо ввести номер группы соединения. Если ТТ на отдельной стороне подключены противоположно, это можно учесть, установив программную накладку «Подкл. цепей Iф,z».

Стоит также отметить, что при использовании однофазных АТ, в зависимости от места установки ТТ должна меняться и группа соединения обмоток АТ (см. рисунок Б.2).

а) ДИФФ Гр.соед.стор.А-С: 0

б) ДИФФ Гр.соед.стор.А-С: 11

Рисунок Б.2 – Параметр группы соединения в зависимости от места установки ТТ

Б.3 Фильтрация токов нулевой последовательности

Для предотвращения ложной работы дифференциальной защиты, из-за попадающих в защиту токов нулевой последовательности, протекающих к месту внешнего КЗ на землю (через заземленную нейтраль обмотки трансформатора, подключенной к сети с КЗ) необходимо из вторичных фазных токов, подаваемых на защиту, вычитать эти токи нулевой последовательности (выполнять компенсацию фазных токов током нулевой последовательности).

В соответствии с теорией симметричных составляющих ток нулевой последовательности образуется следующим образом:

, (Б.4)

где Z – сторона A, B, C или D;

I_AM – согласованный по амплитуде ток фаз A, B и C.

Так как токи нулевой последовательности в каждой фазе имеют одну и ту же величину и один и тот же угол, то при геометрическом вычитании токов любых двух фаз, что имеет место для трансформаторов с нечетными группами соединения обмоток, происходит автоматическая компенсация токов нулевой последовательности. Для трансформаторов, имеющих четные группы соединения обмоток, необходимо дополнительно из каждого фазного тока вычитать ток нулевой последовательности.

В устройстве MICOM P63х предусмотрено вычитание из фазных токов стороны А, а в случае всех четных групп соединения из фазных токов сторон B, C и D соответствующего тока нулевой последовательности, который выделяется устройством из всех фазных токов соответствующей стороны. В случае незаземленной нейтрали компенсация тока нулевой последовательности можно отключить отдельно для каждой обмотки трансформатора с четными группами соединения обмоток.

Фильтрация токов нулевой последовательности должна быть введена для тех сторон трансформатора, на которых возможно заземление нейтрали по условиям режима работы сети.