3.3. Пример расчета дифференциальной токовой защиты трехобмоточного трансформатора

3.3.1. В настоящем примере дан расчет дифференциальной токовой защиты понижающего трехобмоточного трансформатора 115/38,5/11 кВ мощностью 40 MB-А Трансформатор имеет встроенное регулирование напряжения под нагрузкой (РПН) в нейтрали высшего напряжения в пределах +16% номинального и переключения (ПБВ) ответвлений обмотки среднего напряженно трансформатора в пределах +(2x2,5%) номинального напряжения.

Трансформатор установлен на двухтрансформаторной подстанции; предусматривается питание трансформаторов со стороны ВН и параллельная работа транс­форматоров на стороне ПО и 35 кВ. Исходная схема для примера расчета, а также схема замещения прямой (обратной) последовательности приведены на рис. 3.4

Пример рассчитан в именованных единицах. Сопро­тивления, приведенные к стороне высшего напряжения, на рис. 3.4,6 указаны в Омах.

Сопротивления защищаемого трансформатора рас­считаны при двух крайних реально возможных положе­ниях регулятора.

3.3.2. Расчет защиты, выполненной с реле типа ДЗТ-11, производится в следующем порядке.

3.3.2.1. Определяются первичные токи для всех сто­рон защищаемого трансформатора, соответствующие его номинальной мощности. По этим токам определяются соответствующие вторичные токи в плечах защиты_; исходя из коэффициентов трансформации трансформа-

торов тока Ki и коэффициентов схемы k_tx (см. табл. 2.1).

Расчеты выполнены в соответствии с п. 3.2.1 и све­дены в табл. 3.1,

3.3.2.2. Выбирается сторона, к трансформаторам то­ка которой целесообразно присоединить тормозную обмотку реле.

В соответствии с рекомендациями п. 3.1.5 тормоз­ную обмотку целесообразно включить на сумму токов трансформаторов тока, установленных на сторона» среднего и низшего напряжений, так как при подключе­нии тормозной обмотки только к трансформаторам то­ка, установленным на одной из сторон (среднего или низшего напряжения) защищаемого трансформатора, определяющим условием для выбора тока срабатывания защиты остается отстройка от внешнего КЗ.

Рис. 3.4. Пример расчета дифференциальной токовой защиты трехобмоточного трансформатор а:

с — исходная схема; б — схема замещения прямой (обратной) последовательности; я —схемы замещения для определения та­нов в трансформаторе при внешних трехфазных КЗ в точка К1 и K2 в максимальном режиме работы системы при раздельно! в параллельной работе трансформаторов на подстанции: г — то же при трехфазных КЗ в защищаемой зоне. в минимальном режиме работы системы; д – схема включения реле типа ДЗТ-11 в дифференциальной токовой защите трехобмоточного трансформатора

Примечание. В схеме замещения на рис. 34.б напряжения питающей системы и сопротивления трансформатор» указаны для крайних, реально возможных отклонений регулятора в сторону уменьшения и увеличения (в скобках) напряже­ния регулируемое обмотки; сопротивления системы указаны для максимального и минимального (в скобках) режима работы

Минимальный ток срабатывания защиты определяет­ся по условию отстройки от бросок; намагничивающего тока при включении ненагруженного трансформатора под напряжение в соответствии с п. 3.2.3

3.3.2.3. Определяются числа витков рабочей обмот­ки НТТ реле для основной стороны 110 кВ (стороны с наибольший вторичным током в плече защиты) и для других сторон — 35 и 10 кВ, исходя из значения мини­мального тока срабатывания защиты (=301,5 А), полученного в п. 3.3.2.2.

Расчеты производятся в соответствии с п. 3.2.4 по (2.18). (2.20) и (2.21) и сведены в табл. 32.

Принимаются к использованию следующие числа витков: _УР=15 витков, что соответствует

минимальному току срабатывания защиты и _УР=19витков

3.3.2.4. Выбирается необходимое число витков тор­мозной обмотки НТТ реле в соответствии с п. 3.2.5. Для этого рассматриваются внешние КЗ между тремя фазами в максимальном режиме работы системы. При включения тормозной обмотки на сумму токов транс­форматоров тока, установленных на сторонах среднего н низшего напряжений, расчетным является КЗ на сто­роне НН при параллельной работе трансформаторов. Исходя из полученных значений токов (рис. 3.4 ,в), определяется первичный ток небаланса и необходимое число витков тормозной обмотки. Расчеты сведены в таблице 3.3

Таблица 3.1

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение для стороны
		110кВ	35кВ	10кВ
Первичный ток на сторонах защи­щаемого трансформатора, соответст­вующий его номинальной мощности, А
Схема соединения трансформаторов тока	--	Д	Д	У
Коэффициент трансформации транс­форматоров тока	К1	400/5	1500/5		3000/5
Вторичный ток в плечах защиты, соответствующий номинальной мощности защищаемого трансформатора, А

Принимается ближайшее большее к рассчитанным число витков w_торм=18 витков. Схема включения реле с указанием числа использованных витков рабочих и тормозной обмоток НТТ реле приведена на рис 3.4,3.

3.3.2.5. Определяется чувствительность защиты при металлических КЗ в защищаемой зоне, когда торможе­ние отсутствует, в соответствии с п. 3.2.6. Рассматри­вается КЗ между двумя фазами на стороне низшего напряжения трансформатора (в точке Кз на рис.3.4,а) при раздельной работе трансформаторов в минимальном режиме работы системы

Первичный ток в защите при рассматриваемом КЗ равен (рис. 3.4,г).

Коэффициент чувствительности по (2.26)

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение для стороны
Ток срабатывания реле на основной сто­роне, А
Число витков обмотки НТТ реле для основной стороны: Расчетное принятое	По (2.18)	15
Число витков обмотки НТТ реле для стороны 35 кВ: Расчетное принятое	По (2.20)	19
Число витков обмотки НТТ реле для стороны 10 кВ: Расчетное принятое	По (2.20)	19

3.3.2.6. Определяется чувствительность защиты при КЗ в защищаемой зоне, когда имеется торможение, в соответствии с п. 3.2.7. Рассматривается КЗ между двумя фазами на стороне! низшего напряжения {в точ­ке К4 на рис. 3.4,а) и на параллельной работе трансфор­маторов в минимальном режиме работы системы.

Первичный ток в защите на сторонах 110 и 35 кВ при рассматриваемом КЗ (рис. 3.4,г)

Вторичный ток, подводимый к НТТ реле на стороне 110 кВ,

Вторичный ток, подводимый к рабочей обмотке НТТ реле на стороне 35 кВ и тормозной обмотке,

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение для стороны
Результирующий ток в тормозной обмотке, А	По 3.7
Первичный расчетный ток небаланса с учетом составляющей	По (2.3 -2.6)
Число витков тормозной обмотки НТТ реле: расчетное принятое	П о (3.4)	18

Таблица 3.3

В соответствии с п. 3.2.8 определяются рабочая и тормозная МДС НТТ реле do (3.10) и (3.12)

=8,85-15-J-7,73-I9=279,6 A;

=7,73-18= 139.14 А.

В соответствии с п. 3.2.9 по характеристике сраба­тывания реле, соответствующей максимальному тормо­жению, графически определяется рабочая МДС сраба­тывания реле ; для рассматриваемых условий =279,6 А, =139,14 А —по характеристике, соответствующей максимальному торможению, = =166 А.

В соответствии с п. 3.2.10 по (3.9) определяется ко­эффициент чувствительности защиты при рассматривае­мом КЗ с торможением

3.3.2.7. Как следует из приведенных расчетов, во всех рассмотренных случаях КЗ в защищаемой зове как при отсутствии (см. п. 3.3.2.5), так и ори наличии (см. п. 3.3.2.6) торможения защита, выполненная с реле се­рии ДЭТ-11, обеспечивает минимально допустимый по ПУЭ коэффициент чувствительности.