3. Принцип действия и выбор уставок дифференциальной защиты трансформаторов.

В качестве основной быстродействующей РЗ трансформаторов от КЗ между фазами, однофазных КЗ на землю и от замыканий витков одной фазы широкое распространение получила дифференциальная РЗ. При внешнем КЗ и нагрузке токи IIиIIIнаправлены в одну сторону (рис. а) и находятся в определенном соотношении, равном коэффициенту трансформации защищаемого трансформатора: III/II= Кт.

При внешнем КЗзащита не должна действовать, при КЗ в трансформаторе - должна работать. С учетом этого и выполняется схема защиты. Трансформаторы тока TAI и TAII, питающие схему, устанавливаются с обеих сторон защищаемого трансформатора. Их вторичные обмотки соединяются разноименными полярностями так, чтобы при внешнем КЗ и нагрузке вторичные токи IIВиIIIВбыли направлены в контуре соединительных проводов последовательно (циркулировали по ним). Дифференциальное реле КА включается параллельно вторичным обмоткам трансформаторов тока. При таком соединении в случае внешнего КЗ и при токе нагрузки вторичные токи IIВиIIIВзамыкаются по обмотке реле КА и направлены в ней встречно, поэтому ток в реле равен разности вторичных токов: IР= IIВ– IIIВ.

При КЗ в защищаемом трансформаторе вторичные токи IIВиIIIВпроходят по обмотке реле в одном направлении (рис. б), в результате чего ток в реле равен их сумме: IР= IIВ+ IIIВ.

Если IР> IC.Р ,то реле срабатывает и отключает трансформатор.

Практически в режиме нагрузки, и особенно при внешнем КЗ, ток в реле КА не может быть равен нулю, поскольку трансформаторы тока TAI и TAII имеют разные значения полных погрешностей и даже при равных первичных токах вторичные токи IIВ и IIIВ не равны между собой. Ток в реле КА в режимах нагрузки и внешнего КЗ называется током небаланса.

Для обеспечения несрабатывания дифференциальной защиты в этих режимах ток срабатывания реле КА выбирается большим, чем ток небаланса: IC.Р>= kнIнб.

где kн— коэффициент надежности, принимаемый для современных дифференциальных защит примерно равным 1,3.

4 Основные требования, предъявляемые к элементам релейной защиты

Защита от повреждений должна удовлетворять четырем основным требованиям: действовать селективно, быстро, обладать необходимой чувствительностью к повреждениям и надежно выполнять свои функции.

Селективность.Селективностью, или избирательностью, называется действие защиты, обеспечивающее отключение только поврежденного элемента системы посредством его выключателей.

Таким образом, требование селективности является основным условием для обеспечения надежного питания потребителей.

Быстрота действия.Отключение КЗ должно производиться с возможно большей быстротой для ограничения размеров разрушения в месте повреждения, обеспечения термической стойкости оборудования, кабельных и воздушных ЛЭП, повышения эффективности АПВ ЛЭП и сборных шин, уменьшения влияния снижения напряжения на работу потребителей и сохранения устойчивости параллельной работы генераторов электростанций.

Для сохранения устойчивости энергосистем требуется весьма малое время отключения КЗ. На ЛЭП 750-1150 кВ междуфазные КЗ необходимо отключать через 0,06-0,08 с после их возникновения, на ЛЭП 330-500 кВ - за 0,1-0,12 с, на ЛЭП 110-220 кВ-за 0,15-0,3 с.

Чувствительность.РЗ должна обладать достаточной чувствительностью при возникновении КЗ в пределах зоны ее действия. Чувствительность РЗ должна быть достаточной для надежного действия ее при КЗ в конце установленной для нее зоны в минимальном режиме энергосистемы и при замыканиях через переходное сопротивление Rn. Требования к чувствительности РЗ для разных защищаемых объектов приведены в ПУЭ.

Надежность.Требование надежности состоит в том, что РЗ должна безотказно работать при повреждении в пределах установленной для нее зоны и не должна работать неправильно, когда работа ее не предусматривается. Отказ в работе или неправильное действие РЗ приводят к дополнительному нарушению электропитания потребителей, а иногда к авариям системного значения.