5.2 Максимальная токовая защита

Максимальная токовая защита является резервной защитой силового трансформатора.

На трансформаторах понизительной подстанции устанавливаются одноступенчатые максимальные токовые защиты с каждой стороны. Максимальные токовые защиты выводов низшего напряжения могут применяться с двумя выдержками времени. С первой выдержкой времени защита действует на отключение выключателя ввода, со второй выдержкой времени ˗ на отключение выключателя стороны высшего напряжения.

Максимальная токовая защита, устанавливаемая на всех сторонах трансформатора, выполняется с пуском или без пуска по напряжению. Пуск по напряжению осуществляется с помощью реле минимального напряжения, реагирующего на уменьшение междуфазных напряжений (U_ав < или U_вс <) и с помощью реле максимального напряжения, реагирующего на увеличение напряжения обратной последовательности (U₂ >). По цепям напряжения защита подключается к трансформаторам напряжения на шинах низшего напряжения.

Методика расчёта параметров срабатывания пусковых органов по напряжению приведена в таблице 6.

В выражениях (6.24) – (6.35) используются следующие обозначения:

– ток срабатывания максимальных токовых защит, установленных на стороне низшего напряжения;

– ток срабатывания максимальной токовой защиты стороны высшей стороны;

K_отс – коэффициент отстройки, учитывающий ошибку реле и необходимый запас (может быть принят равным 1,2);

K_в – коэффициент возврата реле (для терминалов БЭ 2704 V04x, БЭ 2704 V073 и БЭ 2504 А03x может быть принят равным 0,9);

K_пер – коэффициент, учитывающий увеличение номинального тока при регулировании напряжения (может быть принят равным 1,05);

I_{раб.макс} – максимальный рабочий ток нагрузки, питаемой от шин соответствующего напряжения трансформатора;

U_с.з – уставка органа пуска по минимальному напряжению;

U_2с.з – уставка органа пуска по напряжению обратной последовательности;

U_мин – междуфазное напряжение в месте установки защиты в условиях самозапуска после отключения внешнего короткого замыкания (ориентировочно может быть принято равным (0,9 0,85) U_ном);

U_зап – междуфазное напряжение в месте установки защиты в условиях самозапуска заторможенных двигателей нагрузки при включении их от АПВ или АВР (ориентировочно может быть принято равным 0,7U_ном);

– первая выдержка времени максимальной токовой защиты низшего напряжения;

– вторая выдержка времени максимальной токовой защиты низшего напряжения;

– время срабатывания максимальной токовой защиты стороны высшего напряжения;

– ступень выдержки времени, для терминала БЭ 2704 041 может быть принята при малых (до 2,0 с) выдержках времени равной 0,4 с, при больших выдержках времени максимальной токовой защиты принимается равной 0,5 с; при согласовании цифровых реле и применении вакуумных или элегазовых выключателей с полным временем отключения (0,04 0,05) секунд можно принять в диапазоне от 0,15 до 0,20 с;

K_в – коэффициент возврата реле (может быть принят равным 1,1);

K_отс – коэффициент отстройки (может быть принят 1,2).

При наличии пусковых органов по напряжению в расчете тока срабатывания максимальной токовой защиты не нужно учитывать увеличение тока нагрузки вследствие самозапуска электродвигателей, поэтому чувствительность защиты к коротким замыканиям повышается.

Максимальные рабочие токи нагрузки, питаемой от шин соответствующего напряжения для трансформатора с расщепленной обмоткой:

; (24)

. (25)

Если S_{раб.макс} неизвестна, можно использовать S_{Т ном}, тогда по (6.24) и (6.25):

;

.

Методика выбора уставок по току максимальной токовой защиты от междуфазных коротких замыкания по напряжению [14] приведена в таблице 6.7.

Производится также оценка чувствительности пусковых органов по напряжению [12].

Чувствительность минимального измерительного органа напряжения проверяют по выражению:

, (26)

Чувствительность измерительного органа напряжения обратной последовательности оценивается по выражению:

. (27)

При ближнем резервировании K_{ч.мин доп} = 1,5, при дальнем резервировании K_{ч.мин доп}=1,2 [2].

Таблица 7 – Обоснование выбора уставок пусковых органов по напряжению

Параметр срабатывания	Задаваемая функция	Расчётное условие	Расчетное выражение
	Несрабатывание в нагрузочных режимах без короткого замыкания	1.Обеспечение устойчивого и немедленного возврата реле после отключения короткого замыкания		(6.28)
		2.Отстройка от напряжения самозапуска при включении от АПВ или АВР заторможенных двигателей нагрузки		(6.29)
	Несрабатывание в нагрузочных режимах без короткого замыкания	3. Отстройка от напряжения небаланса фильтра напряжений обратной последовательности в нагрузочном режиме		(6.30)

Таблица 8 – Обоснование выбора уставок максимальной токовой защиты с пуском по напряжению

Параметр срабатывания	Задаваемая функция	Расчётное условие	Расчетное выражение
	Несрабатывание в нагрузочных режимах без короткого замыкания	1. Обеспечение устойчивого и немедленного возврата защиты в исходное состояние при протекании максимального тока нагрузки		(6.31)
	Несрабатывание в нагрузочных режимах без короткого замыкания	2. Обеспечение устойчивого и немедленного возврата защиты в исходное состояние при протекании номинального тока трансформатора		(6.32)
	Несрабатывание при внешних коротких замыканиях	3.Отстройка от времени срабатывания защиты секционного выключателя соответствующего напряжения		(6.33)
	Несрабатывание при внешних коротких замыканиях	4.Отстройка от первой выдержки времени		(6.34)
	Несрабатывание при внешних коротких замыканиях	5.Согласование с временем срабатывания максимальной токовой защиты, установленных на стороне низшего напряжения		(6.35)

Таблица 9 – Расчет уставок пусковых органов по напряжению

Параметр срабатывания	Расчётное условие	Расчётное выражение	Расчет	Принятое значение
	1	(6.28)		6,13
	2	(6.29)
	3	(6.30)		0,63

Таблица 10 – Расчет уставок максимальной токовой защиты с пуском по напряжению

Параметр срабатывания	Расчётное условие	Расчётное выражение	Расчет	Принятое значение
	1	(6.31)		1131 А
	2	(6.32)		184,1 А
	3	(6.33)		1,7 с
	4	(6.34)		2 с
	5	(6.35)		2,3 с

Чувствительность пусковых органов по напряжению в данных расчетных точках можно не проверять, т.к. в месте ИО напряжение будет минимальным.