2.6.1. Дифференциальная токовая защита на реле дзт-11

1. Реле ДЗТ-11 с магнитным торможением обеспечивает отстройку как от бросков тока намагничивания, возникающих при включении трансформаторов под напряжение, так и от токов небаланса, возникающих при внешних кз.

2. Важнейшим преимуществом реле является:

-простота конструкции;

-наличие тормозной характеристики;

-относительно небольшая зависимость тока срабатывания реле от фазы тормозных токов;

-надежная отстройка от апериодической составляющей токов намагничивания;

-возможность выполнения реле с тремя и более тормозными обмотками (для РЗ многообмоточных трансформаторов).

3. Реле ДЗТ-11 имеет одну тормозную обмотку и устанавливается на понижающих двухобмоточных и трехобмоточных трансформаторах.

Тормозную обмотку целесообразно присоединять:

- на двухобмоточныхтрансформаторах – к трансформаторам тока, установленным на стороне низшего напряжения;

- на двухобмоточных трансформаторах с расщеплённой обмоткой – на сумму токов трансформаторов тока, установленных в цепи каждой из расщеплённых обмоток;

- на трехобмоточных трансформаторах – на сумму токов трансформаторов тока, установленных на сторонах среднего и низшего напряжения;

- на автотрансформаторах – к трансформаторам тока, установленным на стороне низшего напряжения.

Использование тормозной обмотки дает возможность не отстраивать минимальный ток срабатывания защиты от токов небаланса при таких внешних повреждениях, когда имеется торможение, поскольку недействие защиты в этих случаях обеспечивается торможением. Недействие защиты при таких токах КЗ обеспечивается с учетом характеристики срабатывания реле, соответствующий минимальному торможеннию (2.6.1., кривая 2)

Рис. 2.6.1.

1-характеристика срабатывания, соответствующая максимальному торможению;

2- характеристика срабатывания, соответствующая мминимальному торможению.

Несрабатывание защиты будет обеспечиваться, если все точки, соответствующие возможным при внешнем кз отношением рабочей и тормозной МДС, будут лежать ниже этой характеристики.

4. Схемы внутренних соединений реле и примеры принципиальных схем его включения в защитах двух- и трехобмоточных трансформаторов показаны на рис 2.6.2 и 2.6.3.

Рис 2.6.3.

2.6.2. Порядок расчета защиты на реле дзт-11

1. определяется первичные токи для всех сторон защищаемого трансформатора

_где

Sном- номинальная мощность трансформатора;

Uном- номинальное напряжение обмотки той стороны трансформатора, для которой производится расчёт тока.

2. Определяется соответствующие вторичные токи в плечах защиты, исходя из коэффициентов трансформации трансформаторов тока К1 и коэффициентов схемы Ксх

_{3. Выбирается сторона, к трансформаторам тока котороый присоединяется тормозная обмотка (см. рекомендации 2.6.1. п.3.)}

_{4. Определяется ориентировочное значение первичного минимального тока срабатывания защиты без учета составляющей тока небаланса по условию отстройки от броска тока намагничивания при включении ненагруженного трансформатора под напряжение}

_где

_{Iном – номинальный ток, соответствующий номинальному напряжению среднего ответвления РПН и номинальной мощности трансформатора.}

_{5. Выбирается сторона, принимаемая в расчете за основную.}

_{За основную принимается сторона с наибольшим вторичным током (для трансформаторов с многосторонним питанием)}

_{Для понижающих трансформаторов целесообразно вести расчёт по стороне ВН.}

_{6. Определяется ток срабатывания реле на основной стороне}

_{7. Определяются числа витков рабочей обмотки НТТ реле для основной и других сторон}

_где

_{Fcp = 100А*В – минимальная магнитодвижущая сила срабатывания реле при отсутствие торможения.}

_{По расчетному значению принимается за Wосн ближайшее значение меньшее целое количество витков.}

_где

_{Iосн.в, I1в, I2в – вторичные токи в плечах защиты для основной и не основной защиты (см. п. 2.5.)}

_{За W1 и W2 принимается ближайшее большее целое число витков.}

_{8. Выбирается необходимое число витков тормозной обмотки НТ Т реле. Для этого рассматривается внешщнее трехфазное КЗ в максимальном режиме работы системы.}

_{При включении тормозной обмотки на сумму токов трансформаторов тока, установленных на сторонах среднего и низшего напряжений при параллельной работе трансформаторов, расчетным является кз на стороне НН.}

_где

_{Котс – 1.5 – коэффициент отстройки, учитывающий ошибку реле и необходимый запас;}

_{Wраб.расч – расчетное число витков рабочей обмотки НТТ реле на стороне, к которой присоединена тормозная обмотка (см. п.3);}

_{tga – 0.75 – тангенс угла наклона касательной к характеристике реле, соответствующей минимальному торможению;}

_{Iторм – тормозной ток, подводимый к реле под током торможения должен приниматься результирующий ток в тормозной обмотке реле приведенной к расчётной стороне}

где

Iтормнн, Iтормсн –первичный ток соответственно на сторонах низшего и среднего напряжения при рассматриваемом внешнем кз на стороне низшего напряжения, приведенный к расчетной стороне;

Iсн.в.,Iнн.в– вторичные токи в плечах защиты на сторонах среднего и низшего напряжений, соответствующие номинальной мощности трансформатора (см. п. 2)

Iнб.расч – первичный ток небаланса

где

-составляющая тока небаланса, обусловленная погрешностью трансформаторов тока;

-составляющая тока небаланса, обусловленная регулированием напряжения;

-составляющая тока небаланса, обусловленная неравенством вторичных токов в плечах защиты.

Где Ikmax –максимальный ток внешнего трехфазного кз;

Кпер=1 коэффициент, учитывающий переходный режим;

Кодн-коэффициент однотипности трансформаторов тока;

Кодн = 0.5 если трансформаторы тока однотипны и при рассматриваемом внешнем кз обтекаются мало отличающимися токами;

Кодн = 1 при разнотипных трансформаторах тока, а также при однотипных, не обтекаемых резко различными по величине токами.

е=0.1 – относительное значение полной погрешности трансформаторов тока;

ΔUa,ΔUb – относительные погрешности, обусловленные регулированием напряжения на сторонах защищаемого трансформатора и принимаемые равными половине используемого диапазона регулирования на соответствующей стороне;

Ктока, Ктокб- коэффициенты токораспределения, равные отношению слагающих тока расчётного внешнего кз, проходящих на сторонах, где производится регулирование напряжения, к току на стороне, где рассматривается кз;

WIрасч, WIIрасч – расчетные числа витков обмоток НТТ реле для неосновных сторон (см. п.7)

WI, WII-принятые целые числа витков для соответствующих сторон;

KтокI, КтокII –коэффициенты токараспределения, равные отношению слагающих тока расчетного внешнего кз, проходящих на сторонах,, где используются соответственно числа витков WI и WII, к току на стороне, где рассматривается кз.

Примечание.

Формулы и даны для трехобмоточного трансформатора. Для двухобмоточного трансформатора из суммы в скобках исключаются вторые числа.

По расчету числа витков тормозной обмотки принимается ближайшее большее целое числло, которое можно установить на реле(см. рис. 2.6.2. и 2.6.3.)

9. Определяется чувствительность защиты при металлическом кз в защищаемой зоне при отсутствии торможения

Ikmin –ток между двумя фазами на стороне низшего напряжения в минимальном режиме работы системы; приведенный к стороне основного питания;

Icз – ток срабатывания защиты, приведенный к стороне основного питания;

-коэффициент схемы трансформатора тока на рассматриваемой стороне, который не зависит от вида повреждения, схемы соединения трансформатора тока и схемы соединения защищаемого трансформатора;

-коэффициент схемы для замыкания между тремя фазами для трансформаторов тока на рассматриваемой стороне. Значение коэффициентов см. табл. 2.6.1.

Таблица 2.6.1.

Вид кз	Место кз з	Значение			отношение
		На стороне Y		На сторонеΔ
Между тремя фазами нагрузочный режим	На стороне Y и Δ		1		1
Между двумя фазами	На стороне Y На стороне Δ	2(1)	1		1
Одной фазы на землю	На стороне Y	1

10. Определяется чувствительность защиты кз в защищаемой стороне, когда имеется торможение.

Рассматривается кз между двумя фазами на стороне низшего напряжения в минимальном режиме работы системы

где

- рабочая МДС НТТ с числом витков Wрабп

Fраб ср – рабочая МДС срабатывания реле, соответствующая максимальному торможению

Fраб ср определяется:

-определяется тормозная МДС НТТ при рассматриваемом

Где Iторм и Wторм – см.п.8

-на плоскость Fраб=⌠(Fторм) наносится точка, соответствующая пересечению определенных выше значений Fраб и Fторм (точка А);

-проводится прямая, соединяющая эту точку с началом координат, точка пересечения прямой с характеристикой срабатывания реле, соответствующей максимальному торможению, будет являться Fраб ср (см. рис. 2.6.4.)

Рис. 2.6.4.

2.6.3. Пример расчета дифференциальной токовой защиты трансофрматора на реле ДЗТ-11