4. Защиты трансформаторов собственных нужд.

   1. Общие положения

1. Источниками питания потребителей переменного тока СН электростанций являются реактированные линии 6кВ, понижающие трансформаторы с вторичным напряжением 6 кВ и трансформаторы напряжением 6/0,4 кВ.

2. Для повышения надежности работы электростанции электроснабжение СН осуществляется не менее чем двумя питающими элементами. Один из них является рабочим и постоянно включен в работу, другой-резервным, включение которого осуществляется автоматически с помощью АВР.

3. Рабочие ТСН 6 кВ присоединяются либо к шинам генераторного напряжения, либо к блокам генератор-трансформатор.

4. Резервные ТСН присоединяются либо к шинам генераторного напряжения, либо к шинам 110-330 кВ станции, которые имеют связь с энергосистемой.

5. Для защиты ТСН от внутренних повреждений, а так же от внешних кз на шинах распределительных устройств СН и на элементах питаемых от этих шин, применяются соответствующие типы релейной защиты, реагирующей на эти повреждения и действующей на отключение ТСН.

6. Кроме этого, на ТСН применяются защиты от ненормальных режимов работы.

7. На ТСН предусмотрены следующие виды защит:

   1. Дифференциальная защита, применяется на рабочих и резервных ТСН мощностью 6,3 МВА и выше, является основной быстродействующей защитой от всех видов кз в обмотках трансформатора и на его выводах;

   2. Токовая отсечка без выдержки времени, может применена в качестве основной быстродействующей защиты на рабочих и резервных ТСН мощностью 4 МВА и менее вместо дифференциальной защиты, устанавливается на стороне ВН, резервирует основные защиты ТСН при кз на стороне ВН;

   3. Газовая защита применяется как основная защита от витковых замыканий в обмотках трансформатора и других повреждений внутри бака трансформатора сопровождающихся выделением газа, и реагирует на понижение уровня масла; на ТСН с устройствами РПН предусматривается дополнительная газовая защита отсека РПН;

   4. Максимальная токовая защита или максимальная токовая защита с комбинированным пуском по напряжению на стороне ВН трансформатора от внешнихкз и для резервирования основных защит ТСН;

   5. Дистанционная защита на стороне ВН трансформатора применяется на ТСН 2,5÷63 МВА для резервирования основных защит;

   6. Максимальная токовая защита без пуска или с пуском по напряжению на стороне НН трансформатора для рабочих ТСН мощностью до 10 МВА включительно и резервных ТСН, кроме трансформаторов мощностью 40 и 63 МВА, от внешних кз на шинах секции СН 6 кВ и для резервирования защиты присоединений этой секции;

   7. Дистанционная защита на стороне НН трансформатора, применяется на рабочих ТСН при мощности 16 МВА и более на выводах резервного питания к секциям шин 6 кВ, а также на резервных ТСН мощностью 40 и 63 МВА;

   8. Защита от перегрузки, предназначена для сигнализации о симметричныхпергрузках;

   9. Дуговая защита, применяется для быстрого отключения кз с дугой в шкафах КРУ/6 кВ с целью снижения объема повреждений;

   10. Дифференциальная защита магистрали резервного питания, применяется от междуфазных кз на магистрали;

   11. Защита от однофазных кз на землю, применяется на стороне 6 кВ ТСН 6/0,4 кВ;

   12. Устройство резервирования отказа выключателей 6 кВ ТСН 6/0,4 кВ;

   13. Пуск устройства тушения пожара.

2. Релейная защита трансформаторов, питающих РУСН 6 кВ, мощностью 25-63 МВА.

   1. Защита рабочего ТСН (см.рис.4.2.1.)

Основные защиты ТСН (дифференциальная на реле ДЗТ-21 и газовая) выполняются аналогично защитам понижающего трансформатора.

1. Порядок расчета дистанционной защиты на стороне НН.

Защита выполняется на блок-реле БРЭ 2801. На рабочих вводах и секциям СН 6 кВ и на вводах магистрали резервного питания защита включается на ток и напряжение соответствующей расщепленной обмотки ТСН, на резервных вводах и секциям СН 6 кВ от магистрали резервного питания-на ток указанных вводов и напряжение соответствующей секции СН 6 кВ.

1. Первичное сопротивление срабатывания защиты определяется по условию отстройки от индуктивного сопротивления полностью оставленных электродвигателей, участвующих в самозапуске.

Zсз=*Хдв, где

Котс=0,85-коэффициент отстройки;

Кв=1,1-коэффициент возврата;

Хдв=- сопротивление двигателей, которое определяется при полностью оставленных двигателях по сумме их пусковых токов;

Uном.дв.=6кВ-номинальное напряжение двигателей.

Для приближенных расчетов можно принять суммарную мощность электродвигателей, участвующих в самозапуске, равной

ΣSдв=1,2Sт. Где

Sт-мощность расщепленной обмотки ТСН, питающего данную секцию.

Тогда Хдв=, где

Кн.ср.=6-среднее значение пускового коэффициента двигателей;

Iном.т.-номинальный ток расщепленной обмотки ТСН.

С учетом всех известных значений

Хдв=; Zсз=

В защите используется круговая характеристика сопротивления срабатывания с центром в начале координат.

2. Вторичное сопротивление срабатывания реле

Zср=Zсз, где

К_I, K_U- коэффициент трансформаии, соответсвенно, трасформаторов тока и напряжения.

По Zср выбирается Zуст реле (см.табл. 4.2.1.)

3. Зона надежного резервирования защиты с коэффициентом чувствительности Кч=1,2

Zдист=Zcз/Кч=Zсз/1,2

Если полное сопротивление кабелей каких либо присоединений превышает Zдист, то для защиты этих присоединений необходимо предусматривать дополнительные мероприятия, например пуск УРОВ.

Чем больше мощность ТСН, тем меньше зона резервирования защиты (см. табл. 4.2.2.)

Таблица 4.2.1.

Iном,реле, А	Zуст min,Ом/фазу
1	0,25	0,5	1	2	4
5	1,25	2,5	5	10	20

Таблица 4.2.2. зона резервирования при кз на кабелях присоединений к секциям 6 кВ РУСН (lкаб., м.)

мощность ТСН, МВА сечение кабеля, мм2	10	16	25	32	40		63
3*70	750	-	-	-	-		-
3*95	1010	630	805	630	-		-
3*120	1250	780	1000	780	625	-
3*150	-	-	1225	955	770	480
3*185	-	-	-	1170	940	585

3. Коэффициент чувствительности по току точной работы проверяется при минимальном значении тока двухфазного кз в конце зоны действия защиты

Кч.т.=Iр/Iт.р.≥1,3, где

Iр=I⁽²⁾/K_I-ток в реле

I⁽²⁾-минимальное значение тока двухфазного в конце защищаемой зоны;

I⁽²⁾=, где

Uном=6 кВ-номинальное напряжение ТСН,

Хт.мах-сопротивление ТСН при таком положении РПН, когда Хт наибольшее;

Zсз-сопротивление срабатывания защиты;

Кi-коэффициент трансформации трансформатора тока;

Iт.р.-минимальный ток десятипроцентной точности реле сопротивления.

Для блока-реле сопротивления БРЭ2801

Iт.р.=0,5А-при Iном.р.=5А,

Iт.р.=0,1А-при Iном.р.=1А.

5. Выдержка времени срабатывания защиты, как и для максимальной токовой защиты, выбирается по ступенчатому принципу со ступенью селективности Δt=0,3÷0,5с

2. Порядок расчета дистанционной защиты со стороны ВН.

Защита выполняется на блок-реле БРЭ2801. На стороне ВН ТСН с расщепленными обмотками устанавливается по два комплекта дистанционной защиты. На каждый из них подается ток со стороны ВН и напряжение от трансформаторов напряжения на выводах одной из расщепленных обмоток НН.

Сопротивление срабатывания защиты принимается в 2 раза меньше Zсз для защиты со стороны НН того же ТСН.

2. Сопротивление срабатывания реле

2.1. Для трансформатора со схемой соединения обмоток Δ/Δ-Δ

Zср=Zсз, где K_I-коэффициент трансформации трансформатора тока со стороны ВН трансформатора;

K_U-коэффициент трансформации трансформатора напряжения;

N_T-коэффициент трансформации ТСН.

2.2. Для трансформатора со схемой соединения обмоток Y₀/Δ-Δ

Zср=Zсз

По Zср выбирается Zуст реле (см. табл. 4.2.1.)

3. Выдержка времени срабатывания защиты принимается на ступень больше чем выдержка времени срабатывания защиты на стороне 6 кВ

4.2.1.3. Порядок расчета защиты от перегрузки.

Защита выполняется с помощью одного токового реле и действует на сигнал. Защита устанавливается на каждой обмотке трансформатора в связи с возможностью неравномерной нагрузки расщепленных обмоток трансформатора.

1. Ток срабатывания защиты отстраивается от номинального тока трансформатора

Iсз=Iном, где

Котс=1,05-коэффициент отстройки;

Кв=0,8-коэффициент возврата;

Iном-номинальный ток обмотки той стороны трансформатора, на которой установлена защита.

2. Ток срабатывания реле

Iср=, где

Ксх=1-коэфициент схемы трансформатора тока;

Кi-коэффициент трансформации трансформатора тока.

По Iср выбирается тип токового реле.