
- •Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения
- •Часть 1
- •1. Релейная защита систем электроснабжения
- •1.1. Назначение релейной защиты
- •1.2. Элементы, функциональные части и органы устройств релейной защиты и автоматики систем электроснабжения
- •2. Принципы построения электрических сетей
- •2.1. Принципы построения электрических сетей
- •2.2. Режимы нейтрали электрических сетей
- •2.2.1. Пять способов заземления нейтрали
- •2.2.2. Критерии выбора режима нейтрали
- •2.2.3. Электрическая сеть с изолированной нейтралью
- •2.2.4. Электрическая сеть с резистивным заземлением нейтрали
- •2.2.5. Электрическая сеть с компенсированной нейтралью
- •2.2.6. Электрическая сеть с глухо заземленной нейтралью
- •2.2.7. Электрическая сеть с эффективно заземленной нейтралью
- •2.2.8. Заключение
- •3. Токи коротких замыканий
- •3.1. Виды коротких замыканий
- •3.2. Короткие замыкания на выводах низшего напряжения понижающего трансформатора
- •4. Расчет токов короткого замыкания
- •4.1. Особенности расчетов токов короткого замыкания для релейной защиты в электрических сетях напряжением выше 1 кВ
- •4.1.1. Схемы замещения трансформаторов
- •4.1.2. Особенности определения сопротивления трансформатора с рпн
- •4.1.3. Расчеты токов трехфазного короткого замыкания
- •4.2. Пример расчета токов кз в электрических сетях напряжением выше 1 кВ
- •4.2.1. Исходные данные
- •4.2.2. Расчет сопротивлений элементов схемы замещения
- •4.2.3. Расчет токов кз в максимальном режиме
- •4.2.4. Расчет токов кз в минимальном режиме
- •4.3.2. Основные положения расчета токов трехфазного кз методом симметричных составляющих
- •4.3.3. Расчет сопротивлений различных элементов системы электроснабжения
- •4.3.4. Пример расчета токов трехфазного кз в электрической сети напряжением до 1 кВ
- •4.3.5. Расчет токов однофазного кз на землю в сетях до 1 кВ методом симметричных составляющих
- •4.3.6. Пример расчета токов однофазного кз на землю
- •4.3.7. Расчет токов однофазного кз на землю методом «петли фаза-нуль»
- •5. Источники оперативного тока
- •5.1. Источники оперативного тока на распределительных подстанциях
- •5.2. Постоянный оперативный ток
- •5.3. Переменный оперативный ток
- •5.3.1. Схемы с дешунтированием электромагнитов управления
- •5.3.2. Предварительно заряженные конденсаторы и зарядные устройства
- •5.3.3. Схемы питания оперативных цепей защиты на выпрямленном токе
- •6. Трансформаторы тока
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Схемы соединения трансформаторов тока и цепей тока измерительных органов
- •6.2.1. Общие положения
- •6.2.2. Схема соединения трансформаторов тока и измерительных органов в полную звезду
- •6.2.3. Схема соединения трансформаторов тока и измерительных органов в неполную звезду
- •6.2.4. Схема соединения трансформаторов тока в полный треугольник, а измерительных органов – в полную звезду
- •6.2.5. Схема с двумя трансформаторами тока и одним измерительным органом, включенным на разность токов двух фаз
- •6.2.6. Трехтрансформаторный фильтр токов нулевой последовательности
- •6.2.7. Однотрансформаторный первичный фильтр токов нулевой последовательности
- •6.2.8. Последовательное и параллельное соединение трансформаторов тока
- •6.2.9. Датчики фазного тока
- •6.3. Оценка чувствительности устройства защиты
- •6.3.1. Коэффициент чувствительности защиты
- •6.3.2. Оценка чувствительности защиты линии электропередачи
- •6.3.3. Оценка чувствительности защиты силовых трансформаторов напряжением 35–110–220/6–10 кВ
- •6.3.4. Оценка чувствительности защиты силовых трансформаторов напряжением 6–10/0,4 кВ
- •6.3.5. Области применения разных схем соединения тт и ио
- •6.4. Выбор трансформаторов тока и определение их допустимой нагрузки в схемах релейной защиты
- •7. Трансформаторы напряжения
- •Приложение п2.2. Нагрузочные характеристики входов блоков реле Sepam
- •Приложение п2.3. Кривые предельных кратностей первичного тока трансформаторов тока [25. 26]
6.3.4. Оценка чувствительности защиты силовых трансформаторов напряжением 6–10/0,4 кВ
Далее рассмотрим защиту трансформаторов напряжением 6–10/0,4 кВ, имеющих группы соединения обмоток Δ/YН–11 и Y/YН–0.
7. На рис. 6.18,б приведена схема трансформатора с группой соединения обмоток Δ/YН–11. Его защита содержит три трансформатора тока ТАА, ТАВ, ТАС и три измерительных органа ИОА, ИОВ, ИОС, соединенных по схеме полной звезды и имеющих симметричный коэффициент схемы .
Рассмотрим однофазное КЗ на землю на стороне НН трансформатора. После прохождения токов КЗ через трансформатор на стороне ВН токи по фазам будут соответственно равны
|
(6.50) |
Следовательно, по вторичным обмоткам ТТ и ИО будут протекать токи
|
(6.51) |
а соответствующие коэффициенты схемы с учётом изменения токов КЗ в силовом трансформаторе будут равны
|
(6.52) |
Окончательно коэффициент чувствительности для данного случая имеем
|
(6.53) |
8. Рассмотрим коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ на стороне НН трансформатора с группой соединения обмоток Δ/YН–11. На стороне ВН на входе защиты установлены три ТТ и три ИО, соединённых по схеме полной звезды (см. рис. 6.18,б).
При двухфазном КЗ на стороне НН трансформатора токи на стороне ВН по фазам будут равны
, |
(6.54) |
по вторичным обмоткам ТТ и ИО будут протекать токи
, |
(6.55) |
соответствующие коэффициенты схемы с учётом изменения токов КЗ в силовом трансформаторе будут равны
, |
(6.56) |
а коэффициент чувствительности с учётом всех принятых условий
|
(6.57) |
9. Рассмотрим трансформатор с группой соединения обмоток Y/YН–0. На стороне ВН на входе защиты установлены три ТТ и три ИО, соединённых по схеме полной звезды и имеющих симметричный коэффициент схемы .
При двухфазном КЗ векторные диаграммы токов на стороне ВН полностью повторяют векторные диаграммы токов на стороне НН, сами токи по величине различаются на коэффициент трансформации по напряжению КU (см. раздел 3.2). Таким образом, на стороне ВН токи КЗ проходят только в двух поврежденных фазах, а их векторы направлены в противоположные стороны (см. рис. 6.19,а)
|
(6.58) |
по вторичным обмоткам ТТ и ИО будут протекать токи
|
(6.59) |
соответствующие коэффициенты схемы с учётом изменения токов КЗ в силовом трансформаторе будут равны
|
(6.60) |
а коэффициент чувствительности с учётом всех принятых условий
|
(6.61) |
|
|
Рис. 6.19. Защита трансформатора с группой соединения обмоток Y/YН-0 |
10. Рассмотрим трансформатор с группой соединения обмоток Y/YН–0. На стороне ВН на входе защиты установлены три ТТ и три ИО, соединённых по схеме полной звезды и имеющих симметричный коэффициент схемы (рис. 6.19,б).
При однофазном КЗ на землю фазы А на стороне НН трансформатора на стороне ВН появляются токи во всех фазах (см. раздел 3.2)
|
(6.62) |
по вторичным обмоткам ТТ и ИО будут протекать токи
|
(6.63) |
соответствующие коэффициенты схемы с учётом изменения токов КЗ в силовом трансформаторе будут равны
|
(6.64) |
а коэффициент чувствительности с учётом всех принятых условий
|
(6.65) |
Рассмотренные в п. 1–10 значения коэффициентов чувствительности сведены в табл. 6.2.
|
11. В настоящее время в электрических сетях для защиты питающих линий и силовых трансформаторов напряжением 6–10/0,4 кВ широко используется двухфазная, двухрелейная схема соединения вторичных обмоток ТТ и измерительных органов в неполную звезду (рис. 6.20) – такая схема позволяет уменьшать стоимость защиты, сокращая количество её элементов. В табл. 6.2 без вывода приведены значения коэффициентов чувствительности таких защит. Следует отметить, что отсутствие одного комплекта ТТ и ИО может приводить к снижению чувствительности |
Рис. 6.20. Защита трансформатора с использованием ТТ и ИО, соединённых по схеме неполной звезды |
защиты. Например, при защите трансформатора с группой соединения обмоток Δ/YН-11 при двухфазных КЗ на стороне НН чувствительность снижается в два раза (см. табл. 6.2). Аналогичная ситуация возникает при защите трансформатора с группой соединения обмоток Y/YН-0 при однофазном КЗ на землю на стороне НН. В тоже время включение измерительного органа ИОН в нулевой провод (см. рис. 6.8) позволяет получить чувствительность защиты, такую же как и при трёхфазной, трёхрелейной схеме соединения вторичных обмоток ТТ и измерительных органов в полную звезду.