0. Проверка трансформаторов тока на 10-процентную погрешность.

Для этого согласно схеме защиты по табл.5 выбираем формулу для расчета вторичной нагрузки трансформатора тока. Например, для схемы неполной звезды при трехфазном к.з., вторичная нагрузка определяется по формуле:

Где:

— сопротивление соединительных проводов;

— сопротивление реле, включенных в фазу;

— сопротивление приборов, включенных в фазу;

Ом— сопротивление переходных контактов;

где:

— длина провода (кабеля) от трансформатора тока до реле, м;

— сечение провода (жилы кабеля), ;

— удельная проводимость провода (жилы кабеля), См/м;

— потребляемая мощность реле, В

— квадраты тока срабатывания соответственно реле в фазе, реле в обратном проводе, А.

Кратность расчетного первичного тока к первичному номинальному току трансформатора тока определяется по формуле:

=0,8— коэффициент, учитывающий возможное ухудшение характеристики намагничивания установленного трансформатора тока; — коэффициент, учитывающий неточность расчетов и влияния апериодической составляющей тока К.З. на работу трансформаторов тока, принимаемый по таблице№6.

Таблица №5 формулы определения вторичной нагрузки ТТ

Схема соединения трансформаторов тока и вторичной нагрузки	Вид к.з.	Вторичная нагрузка трансформаторов тока
Полная звезда	Трёхфазное, двухфазное	Zн=Rпр+Rпер+Zpф Rпер=0,1 Ом
	Однофазное	Zн=Rпр+Rпер+Zpф+Zo
Неполная звезда	Трёхфазное,	Zн=√3·Rпр+Rпер+Zpф+Zр.oбр.
	Двухфазное	Zн=2·Rпр+Rпер+Zp.ф+Zр.oбр
	Двухфазное	Zн=3·Rпр+Rпер+Zp.ф+2Zр.oбр
На разность токов двух фаз	Трёхфазное	Zн=√3·(2Rпр +Zp.ф)+Rпер
	Двухфазное	Zн=4·Rпр+Rпер+2Zp.ф
	Двухфазное	Zн=2·Rпр+Rпер+Zp.ф
Треугольник	Трёхфазное	Zн=3·(Rпр +Zp.ф)+Rпер
	Двухфазное	Zн=2·(Rпр +Zp.ф)+ Rпер
Последовательное соединение вторичных обмоток ТТ	Z1=0,5·Zн где Zн- определяется по вышеприведенным формулам
Параллельное соединение вторичныхобмоток ТТ	Z1=2·Zн где Zн- определяется по вышеприведенным формулам

I_1макс –максимальное значение первичного тока, при котором должна обеспечиваться работа трансформатора тока с погрешностью не более 10%;

I_1макс выбирают в зависимости от вида и принципа работы защиты.

Таблица №6 значение коэффициента к₂

Тип защиты	Время действия защиты	коэффициента к2
Максимальная токовая и токовая осечка	любое	1,2-1,3
Все направления осечки	0,5	1,2-1,3
Направления дистанционные	0,5	1,8-2
Дифференциальные с НТТ	0	1,2-1,3
Дифференциальные без НТТ	0	1,8-2
Любые устройства, не требующие точной трансформации тока	любое	1,2-1,3

Выбор I_1макс производят на основании следующих положений:

1. для токовой отсечки и максимальной токовой защиты с независимой характеристикой: I_1макс=1,1· I_СЗ

2. для максимальной токовой защиты с независимой характеристикой I_1макс должен соответствовать току К.З., при котором производят согласование по времени защит

3. смежных элементов и определяют необходимую степень селективности ∆ t; однако на практике обычно I_1макс принимают равным току, при котором начинается независимая часть характеристики;

4. для дифференциальной защиты I_1макс принимают равным наибольшему значению тока при внешнем (сквозном) К.З.

По кривой 10% погрешности для трансформатора тока ТПЛ-10 (рис,3) для К₁₀ находим допустимую нагрузку Z_{н. доп.}

Если Z_{н. доп.} больше Z_н. расчетный. То трансформатор тока удовлетворяет требованиям 10% погрешности.

Если Z_н. больше Z_{н. доп.}, то необходимо уменьшить Z_н. путем уменьшения сопротивления соединительных проводов за счет увеличения их сечения.

4 .8. Расчет релейной защиты силовых трансформаторов цеховых подстанций.

Цеховые трансформаторы защищают при следующих повреждениях и ненормальных режимах:

при междуфазных к.з в обмотках и на их выводах;при внешних к.з.при замыкании на землю; при перегрузке;при замыканиях между витками одной фазы;при понижении уровня масла в трансформаторах ТМ или при повышении давления азотного заполнения в трансформаторах ТМ3.

В сетях напряжением 10 кВ для защиты трансформаторов мощностью до 1000 кВА от междуфазных К.З. в обмотках и на их выводах применяют предохранители с выбором плавкой вставки из условия:

I_ПВ= (1,5 2)·I_HT

Где I_HT номинальный ток трансформатора;I_HT=S_H/√3·U_H где

S_H– номинальная мощность трансформатора

U_H–номинальное напряжение.

По расчетному току в каталоге выбирают ток плавкой вставки. Время сгорания предохранителя определяется по кривым, приведенным на рис.4 Зависимость времени отключения предохранителя типа ПК-10 от тока к.з.

С елективность действия предохранителя с автоматом на стороне 0,4 кВ проверяют по условию:

где t_П.В – время перегорания предохранителя с автоматом на стороне 10 кВ;

t_QF1 –время срабатывания автомата на стороне 0,4 кВ трансформатора.

Обеспечение селективного действия предохранителя с максимальной токовой защитой (ТМЗ) питающей линии выполняется, если I_{п. в}=0,7·I_{с. з.}

где: I_ПВ -ток плавкой вставки;

I_СЗ.- ток срабатывания ТМЗ питающей линии

Выдержка времени ТМЗ питающей линии при селективной работе с плавкой вставкой, защищающей трансформатор, выбирается по условию:

где:t_ПВ – время перегорания плавкой вставки предохранителя;

∆ t = 0,5-0,7 ступень селективности.

Селективность по времени между ТМЗ линии, защищающей силовой трансформатор, и автоматном на стороне 0,4 кВ трансформатора, определяется по условию:

t_МТЗлин= t _{Q S1}+ ∆ t

где: t_QS1 – выдержка времени автомата;

∆ t –ступень селективности

Для защиты трансформатора при междуфазных К.З в обмотках трансформатора и на выводах высокого напряжения (ВН) применяется МТЗ двухступенчатая.

Перваяступень МТЗ (токовая отсечка). В качестве первой ступени используется токовая отсечка с реле РТ-40 или электромагнитным элементом реле РТ-80.

Схема соединений обмоток реле и трансформаторов тока - непол­ная звезда.

Токи срабатывания защиты (отсечки) и реле определяются по формулам:

;

где Кн=1,3-1,4 - коэффициент надежности для реле РТ-40;

Кн=1,5-1,6 - для реле РТ-80.

-ток, переходящий через трансформаторы тока защиты при трехфазном к.з. на стороне низкого напряжения (НН):

- ток трехфазного к.з. на стороне 0,4 кВ трансформатора.

напряжение трансформатора на стороне 0,4 кВ;

напряжение трансформатора на высокой стороне, кВ.

Если неизвестно значение трехфазного к.з. на НН, то определяется по формуле:

Где: номинальный первичный ток трансформатора;

напряжение к.з. трансформатора,

- ток трехфазного к.з.

Втораяотупей в МТЗ с выдержкой времени. Схема соединений трансформаторов тока и реле - неполная звезда. Токи срабатывания защиты в рале находим по формулам:

;

где Кн= 1,2-коэффициент надежности для реле РТ-40, РТ-80;

К_В= 0,8 - коэффициент возврата для реле РТ-40, РТ-80;

К_СЗП =3-3,5 коэффициент самозапуска.

Принимаем реле РТ-40 с реле времени или РТ-80. Коэффици­ент чувствительности защиты определяем при трехфазном к.з. за трансформатором (т.е. на стороне НН) по формуле:

Эта формула справедлива для МТЗ в двухфазном трехлинейном исполне­нии трансформаторов со схемой соединения обмоток треугольник-звез­да с нулем. В этом случае два токовых реле включают на фазные то­ки, а третье реле в нулевой провод - на сумму токов двух фаз; за счет такого включения повышается чувствительность защиты к двухфазным к.з. на стороне НН цехового трансформатора.

Для МТЗ в двухфазном исполнении для трансформаторов со схе­мой соединения обмоток звезда-звезда с нулевым проводом К_ч находят по фор­муле

Выдержку времени МТЗ трансформатора выбирают из условия се­лективности на ступень Δt выше наибольшей выдержки времени защит присоединений tпр , питающихся от трансформатора, т.е.

где - выдержка времени защит линий, отходящих от трансформа­тора;

Δt =0,5-0,7с - ступень селективности.

Если МТЗ не удовлетворяет требованию чувствительности, то ее выполняют с пуском от реле минимального напряжения или применяют токовую защиту обратной или нулевой последовательности.

Для защиты цехового трансформатора при однофазных замыканиях. в об­мотке и на выводах НН, а также в сети НН применяют токовую защиту нулевой последовательности с выдержкой времени.

Защиту выполняют с помощью одного токового реле РТ-40, под­ключенного к трансформатору тока, установленному в цепи нейтрале цехового трансформатора.

Токи срабатывания защиты и реле определяют по формулам

;

где - ток срабатывания защиты нулевой последовательности на стороне 0,4 кВ, который согласуется, в свою очередь, с током отсеч­ки автомата;

= 1,1 - коэффициент надежности согласования,

= 1,2 - коэффициент надежности согласования;

- ток отсечки автомата наиболее мощного потребителя на стороне 0.4 кВ

- ток срабатывания защиты, с которой производится согла­сование, на основании расчетного тока срабатывания выбираем пара­метра тока реле РТ-40. Коэффициент чувствительности защиты нулевой последовательности определяем при однофазном к.з. на вы­водах НН трансформатора по формуле

,

где – I_К⁽¹⁾ минимальный ток однофазного к.з. на шинах НН; для цеховых трансформаторов с соединением обмоток треугольник-звезда с нулем ;

Где - номинальный ток трансформатора на стороне НН.

Выдержку времени защиты нулевой последовательности, установ­ленной в нейтрале цехового трансформатора, отстраивают от времени срабатывания автоматических выключателей двигателей и принимают равной 0,5 с.

Для защиты цехового трансформатора от перегрузки принимаем

МТЗ, установленную со стороны ВН трансформатора, выполняемую с помощью одного реле, включенного на фазный ток и действующую на сигнал с выдержкой времени.

Где К_Н = I, 0,5 – коэффициент надежности; Кв = 0,8 коэффициент возврата; – номинальный ток трансформатора BH. Выдержку времени МТЗ в этом случае выбирают на ступень се­лективности больше выдержки времени защиты трансформатора при к.з.

Защита при замыканиях между витками одной фазы и при пониже­нии уровня масла выполняется с помощью газового реле типа РГ-43-66. Для трансформаторов с азотным заполнением типа ТМЗ эта защита вы­полняется с помощью электроконтактного манометра ЭКМ-1, реагирую­щего на повышение давления.