3.4. Расчет дифференциальной защиты трансформатора (с торможением)
Дифференциальная защита применяется для защиты обмоток трансформаторов от короткого замыкания между фазами и на землю, при этом в зону защиты попадают выводы, ошиновка и выключатели со всех сторон трансформатора. Селективность защиты абсолютная.
Для защиты трансформаторов с регулированием под нагрузкой применяют реле типа ДЗТ (с торможением).
По исходным данным и схеме трансформатора (рис. 3.4) требуется рассчитать продольную дифференциальную защиту ДЗТ-11 трехобмоточного трансформатора.
|
Трансформатор получает одностороннее питание от системы Sс = ∞; предположим, что мощность трансформатора равна Sн.т, МВ∙А. Расчет защиты трансформатора целесообразно производить в следующем порядке. 1) Определяются значения первичных и вторичных номинальных токов для всех сторон защищаемого трансформатора (табл. 3.1); 2) Вычисляются значения максимального тока при внешнем трехфазном коротком замыкании, приведенного к напряже- |
Рис. 3.4. Схема трансформатора для расчета дифференциальной защиты
|
нию обмотки ВН трансформатора:
|
|
(3.19) |
.
Таблица 3.1
Формулы для определения значений номинального тока
Наименование величины |
Расчетная формула для стороны |
|||
ВН |
СН |
НН |
||
Первичный номинальный ток |
|
|
|
|
Выбранный коэффициент трансформации трансформатора тока |
|
|
|
|
Схема соединения обмоток трансформатора
тока (коэффициент схемы
|
«Треугольник»
(
=
«Звезда» ( = 1) |
«Треугольник» ( = ), «Звезда» ( = 1) |
«Треугольник» ( = ), «Звезда» ( = 1) |
|
Вторичный номинальный ток в плече защиты |
|
|
|
|
)
),
3) Рассчитывается предварительно значение максимального первичного тока небаланса (без учета Iнб'''):
|
Iнб max СН(НН) = I'нб СН(НН) + I''нб СН(НН) = = kоднЕI(3)к max СН(НН) + (Uα + Uβ)I(3)к max СН(НН), |
(3.20) |
где I'нб СН(НН) – составляющая тока небаланса, обусловленная погрешностью трансформаторов тока, А; I''нб СН(НН) – составляющая тока небаланса, обусловленная регулированием напряжения трансформатора (автотрансформатора), А; kодн – коэффициент однотипности трансформаторов тока, kодн = 1; Е – относительная погрешность трансформаторов тока, Е = 0,1; Uα, Uβ – половина диапазонов регулирования напряжения.
4) Определяется предварительное значение первичного тока срабатывания защиты.
Принимается схема включения тормозной обмотки реле ДЗТ-11 на сумму токов двух сторон. В связи с этим дифференциальная защита не будет срабатывать при коротком замыкании на сторонах среднего и низкого напряжения, поэтому принимают ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания. В этом случае предварительное значение тока срабатывания защиты определится по выражению:
|
Iс.з ≥ kнIн.т ВН, |
(3.21) |
где kн – коэффициент надежности, kн = 1,5.
5) Определяется число витков обмоток реле ДЗТ-11.
Рассчитываемые параметры и расчетные формулы приведены в табл. 3.2.
Принципиальная схема и схема включения обмоток насыщающегося трансформатора тока реле ДЗТ-11 в токовые цепи дифференциальной защиты трехобмоточного трансформатора представлены на рис. 3.5.
Таблица 3.2
Расчетные формулы для определения числа витков обмоток реле ДЗТ-11
Наименование параметра |
Расчетная формула |
Результаты расчета |
1 |
2 |
3 |
Расчетное число витков обмотки насыщающегося трансформатора тока (НТТ) для стороны ВН |
|
|
Принятое число витков обмотки НТТ для установки на стороне ВН (округляется до ближайшего меньшего целого) |
|
|
Ток срабатывания реле при принятом числе витков обмотки на стороне ВН |
|
|
Ток в реле от трансформаторов тока стороны ВН в минимальном режиме работы системы при двухфазном коротком замыкании в зоне действия защиты: в точке К2 на стороне СН
в точке К1 на стороне НН |
|
|
Минимальное значение коэффициента чувствительности защиты должно быть не менее |
|
|
Окончание табл. 3.2
1 |
2 |
3 |
Расчетное число витков обмотки НТТ для стороны НН |
|
|
Принятое значение
|
|
|
Составляющая первичного тока небаланса, обусловленная неточностью установки на коммутаторе реле ДЗТ-11 расчетного числа витков стороны НН |
|
|
Максимальный первичный ток небаланса
(с учетом
|
|
|
Расчетное число витков обмотки НТТ для стороны СН |
|
|
Принятое значение
|
|
|
Составляющая первичного тока
небаланса
|
|
|
Максимальный первичный ток небаланса
(с учетом
|
|
|
Расчетное число витков тормозной обмотки по условию несрабатывания реле при внешнем коротком замыкании в точке К2 на шинах 38,5 кВ |
|
|
Расчетное число витков тормозной обмотки по условию несрабатывания реле при внешнем коротком замыкании в точке К1 на шинах 27,5 кВ |
|
|
Принятое число витков тормозной
обмотки в результате округления
большего из
|
|
|
Окончательно принятые числа витков обмоток НТТ при выбранной схеме включения |
|
|
в результате округления
до ближайшего целого числа
)
при коротком замыкании на шинах 27,5 кВ
в
результате округления его до ближайшего
целого
обусловленная неточностью установки
на коммутаторе реле ДЗТ-11 расчетного
числа витков стороны СН
)
при коротком замыкании на шинах 38,5 кВ
и
до ближайшего целого числа, которое
можно выставить на коммутаторе
тормозной обмотки
;
;
Рис. 3.5. Принципиальная схема включения реле ДЗТ-11:
схемы подключения обмоток (а) и выходного реле (б);
в – рабочие контакты