Параметры схемы замещения

; (14)

. (15)

Расчет первичных токов и вторичных токов в плечах защиты приведен в табл.1

Таблица 1

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение
115 кВ	11 кВ
1. Первичный ток на сторонах защищаемого трансформатора, А
2. Схема соединения трансформаторов тока	-	Δ	Y
3.Коэффициент трансформации трансформаторов тока		200/5	2000/5
4. Вторичный ток в плечах защиты, А

а)

б)

Рис. 125 Пример расчета дифференциальной токовой защиты двухобмоточного трансформатора:

а- параллельная работа ; б – раздельная работа ; в – схемы замещения

Ток внешнего к.з. в точке К1 (см. рис. 125, в) при раздельной работе

А.

Ток внешнего к.з. в точке К1 (см.рис. 125, а) при параллельной работе

А.

Ток через трансформатор А.

Предварительное определение первичного тока срабатывания защиты производится по формулам (3) и (4).

Определяем токи небаланса при расчетном к.з. К1 по (6) и (8) по наибольшему значнию :

=1 А;

= А;

= А .

Определим предварительно по (3) и (4):

а) =104,5 А;

б) =248,04 А.

Принимаем наибольшее значение =248,04 А.

Предварительное определение коэффициента чувствительности

(16)

где - ток двухфазного металлического к.з. в зоне действия защиты (точка К2,рис. 125, а).

А;

Коэффициент чувствительности больше требуемого ПУЭ, поэтому расчет защиты с реле типа РНТ-560 можно продолжить.

Определение числа витков обмоток БИТ приведено я табл. 2. Основная сторона 115, т.к. 3,47>2,1 (табл. 1).

Критерием окончания расчета служит сравнение токов пп. 10 и 3 табл. 2. Если (п.10) > (п.3) более, чем на 5%, то необходимо провести коррекцию числа витков, уменьшив W_OCH на 1 виток. Расчет повторить с п. 2. Если W_OCH<8, то необходимо изменить коэффициенты трансформации трансформаторов тока, увеличив их для снижения вторичных номинальных токов и .

Окончательное определение коэффициента чувствительности

а) б)

Рис. 126 Пример расчета токов к.з. для трансформатора с расщепленной обмоткой

а) раздельная работа; б) параллельная работа

Рассмотренная защита может быть использована для защиты двухобмоточного трансформатора, т.к. имеет достаточную чувствительность.

Расчет защиты трансформатора с расщепленной вторичной обмоткой аналогичен расчету защиты двухобмоточного трансформатора. Отличие заключается только в определении

токов внешнего к.з. При расчете нужно учесть следующие возможные режимы работы (рис. 126).

Для случая, представленного на рис. 126, а:РИС

Таблица 2

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение
1. Ток срабатывания реле на основной стороне , А
2. Число витков обмотки НТТ реле для основной стороны: -расчетное -предварительно принятое
3. Ток срабатывания реле на основной стороне
4.Число витков обмотки НТТ реле для неосновной стороны: - расчетное -предварительно принятое
5.Составляющая первичного тока небаланса, обусловленная округлением расчетного числа витков неосновной стороны для расчетного случая повреждения, А
6. Первичный расчетный ток небаланса с учетом составляющей		190,8+6,4=197,2
7. Ток срабатывания защиты на основной стороне, А
8. Коэффициент отстройки защиты (окончательное значение)
9. Окончательно принятое значение числа витков обмотки БНТ реле для установки на основной и неосновной сторонах
10. Уточненный

(17)

где ; ; - определяется по выражению (15).

Для случая, представленного на рис. 126,б :

, (18)

- ток внешнего к.з. через защищаемый трансформатор.

Номинальные токи, первичные и вторичные, определяются по полной учитывается возможность отключения одной из обмоток низкого напряжения защищаемого трансформатора.

Схемы подключения реле РНТ к двухобмоточному трансформатору с расщепленной обмоткой низкого напряжения представлены на рис. 127 и 128.

Рис. 127 Подключение двухобмоточного трансформатора к реле РНТ

Рис. 128 Подключение трансформатора с расщепленной обмоткой низкого напряжения к реле РНТ

При подключении двухобмоточного трансформатора или трансформатора с расщепленными обмотками можно использовать только две уравнительные обмотки (рис. 127) или обе уравнительные и рабочую (рис. 128). В последнем случае сторона 110 кВ подключена на две обмотки и и соответственно . Сторона 10 кВ подключена на и и =8+7=15.

18.3. Дифференциальная токовая защита трансформаторов, выполненная с реле серии ДЗТ-11

Реле серии ДЗТ в схемах дифференциальной защиты применяется в тех случаях, когда реле РНТ не позволяет обеспечить необходимое значение .Увеличение при использовании ДЗТ достигается снижением , т.к. введение торможения дает возможность отстраивать от . В реальных условиях < .

Ниже даны основные указания по расчету дифференциальной токовой защиты, выполненной с реле серии ДЗТ-11 (типов ДЗТ-11, ДЗТ-11/2, ДЗТ-11/3 и ДЗТ-11/4), применительно к двухобмоточным трансформаторам и двухобмоточным трансформаторам с расщеплением.

Реле серии ДЗТ-11 характеризуются наличием одной тормозной обмотки в БНТ реле, что дает возможность обеспечить торможение от тока в одном комплекте трансформаторов тока. Характеристика срабатывания реле при наличии торможения неоднозначна и зависит от утла между рабочим и тормозным токами в БНТ реле.

На рис. 129 приведены характеристики реле для таких углов между рабочими и тормозными токами, при которых обеспечивается максимальное (кривая I) и минимальное (кривая II) торможение.

Рис. 129 Характеристики реле ДЗТ-11:

1-зона срабатывания;

2-зона срабатывания или торможения;

3-зона торможения

Порядок расчета дифференциальной защиты состоит в следующем.

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 трансформаторов тока n_т и коэффициентов схемы.

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

Для ряда случаев схема присоединения тормозной обмотки может быть выполнена на основании непосредственного рассмотрения схемы электрических соединений. Так, например, в следующих конкретных случаях тормозную обмотку, как правило, рекомендуется присоединять: на двухобмоточных трансформатоpax - к трансформаторам тока, установленных на стороне низшего напряжения, а на двухобмоточных трансформаторах с расщепленной обмоткой - на сумму токов трансформаторов тока, установленных в цепи каждой из расщепленных обмоток. Целесообразность такого присоединения тормозной обмотки объясняется тем, что при этом минимальный ток срабатывания защиты определяется по

; ; (19)
а при к.з. в защищаемой зоне торможение от тока системы отсутствует.

3. Определяется ориентировочное значение первичного минимального тока срабатывания защиты по выражению (19).

4. Определяются числа витков рабочих обмоток БНТ реле, соответствующие минимальному току срабатывания защиты для основной стороны и для другой стороны защищаемого трансформатора.

Расчет проводится в той последовательности, что и для защиты, выполненной с реле серии РНТ-560. При этом учитывается, что минимальная МДС срабатывания при отсутствии торможения для реле серии ДЗТ-11 также равна 100 AW.

5. В случае необходимости полученные числа витков БНТ реле уточняются за счет учета составляющей тока небаланса аналогично тому, как для реле серии РНТ-560. При этом в расчет вводится составляющая > соответствующая внешнему к.з. при отсутствии торможения, являющемуся расчетным для определения минимального тока срабатывания защиты .

6. Определяется необходимое число витков тормозной обмотки БНТ реле. Для этого при внешнем к.з., отстройка от которого производится с помощью торможения, определяется первичный тормозной ток I_тор и первичный ток небаланса так же, как и для реле серии РНТ-560.

Определяется необходимое число витков тормозной обмотки БНТ реле :

, (20)

где tg - тангенс угла наклона касательной к оси абсцисс при 200 А , исходя из заводских характеристик реле, можно принять tg =0,75; =1,5 - коэффициент запаса. При этом исходными являются наибольшее отношение вышеуказанных токов и число витков рабочей обмотки БНТ реле для стороны, к которой присоединится тормозная обмотка.

7. Определяются коэффициенты чувствительности при металлическом к.з. на выводах НН защищаемого трансформатора в режимах работы, когда отсутствует торможение. Расчет производится так же, как и для защиты с реле серии РНТ-560 по формуле (16).

8. Определяются первичные токи в месте к.з., соответствующие токи в реле на отдельных сторонах защищаемого трансформатора и ток в тормозной обмотке БНТ реле при металлическом к.з. на выводах НН защищаемого трансформатора для случая, когда имеется торможение.

9. Определяется рабочая МДС и тормозная МДС БНТ реле в рассматриваемых случаях металлических к.з. по:

; , (21)

где -число витков рабочей (дифференциальной и уравнительной) обмотки БНТ реле, используемое на стороне n; - ток, подводимый к рабочей обмотке БНТ реле с числом витков сучетом его знака при рассматриваемом металлическом к.з.; - тормозной ток, подводимый к реле; -используемое число витков тормозной обмотки БНТ реле.

10. Графически определяется рабочая МДС срабатывания реле . Она определяется по характеристике срабатывания реле, соответствующей максимальному торможению (кривая I на рис. 129), следующим образом:

- определяется тормозная МДС БНТ реле;

- на плоскость , наносится точка, соответствующая , определенной выше, и , т.е. соответствующая рассматриваемому случаю металлического к.з. (точка А
на рис. 129);

- проводится прямая, соединяющая эту точку с началом координат (прямая ОА на рис. 129). Эта прямая является геометрическим местом точек, соответствующих рассматриваемому случаю к.з. через различные переходные сопротивления;

- точка пересечения этой прямой с расчетной по чувствительности характеристикой срабатывания реле, соответствующей максимальному торможению (точка А на рис. 129), будет являться точкой, где защита находится на грани срабатывания, и, следовательно, соответствующая этой точке рабочая МДС будет являться рабочей МДС срабатывания при рассматриваемом случае к.з., но через переходное сопротивление.

11. Определяется значение коэффициента чувствительности в рассматриваемых случаях повреждения с торможением по формуле

. (22)

В соответствии с ПУЭ требуется обеспечить наименьший коэффициент чувствительности .

18.4 Расчет дифференциальной токовой защиты двухобмоточного трансформатора с расщеплением

В примере дан расчет дифференциальной токовой защиты двухобмоточного трансформатора 220/11 кВ мощностью 100 МВА. Трансформатор имеет встроенное регулирование напряжения под нагрузкой в нейтрали высшего напряжения в пределах ±16% поминального. Схема замещения приведена на рис. 130, 12% .

Сопротивления (Ом), приведенные к стороне высшего напряжения, показаны на рис. 130.

Ом

Ом Ом

Рис. 130 Пример расчета дифференциальной токовой защиты двухобмоточного трансформатора:

а) при раздельной работе трансформаторов;

б) при параллельной работе трансформаторов

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

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 трансформаторов тока n_т и коэффициентов схемы . Расчеты сводятся в табл. 3.

Выбирается сторона, к которой целесообразно присоединить тормозную обмотку реле. В соответствии с рекомендациями п. 2 параграфа 18.3 тормозная обмотка включается на сумму токов трансформаторов тока, установленных в цепи каждой из расщепленных обмоток низшего напряжения и ограничивающих всю защиту в целом.

Определяется минимальный ток срабатывания для защиты.

Для основной зоны минимальный ток срабатывания защиты определяется по условию отстройки от броска намагничивающего тока при включении нагруженного трансформатора под напряжение: А

Таблица 3

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение
220 кВ	11 кВ
1. Первичный ток на сторонах защищаемого трансформатора, А
2. Схема соединения трансформаторов тока	-		Y
3. Коэффициент трансформации трансформаторов тока
4. Вторичный ток в плечах защиты, А

Определяются числа витков рабочей обмотки БНТ реле для основной стороны 220 кВ и для стороны 11 кВ, исходя из значения минимального тока срабатывания защиты. Расчеты сводятся в табл. 4.

Таблица 4

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение
1. Ток срабатывания реле на основной стороне, А
2.Число витков обмотки БНТ реле для основной стороны: - расчетное - предварительно принятое
3.Число витков обмотки БНТ реле для неосновной стороны: - расчетное - предварительно принятое

Принимаются к использованию следующие числа витков: =12 витков, что соответствует А.

Выбирается необходимое число витков тормозной обмотки БНТ реле. Для этого рассчитывается схема замещения, которая соответствует параллельной работе двух трансформаторов при к.з. на стороне низшего напряжения одного из них.

Определение токов . В случае раздельной работы трансформаторов (рис. 130, а): А. Это величина тока, протекающего через защиту при внешнем к.з.

В случае параллельной работы (рис.130, б): А.

Ток, протекающий через один трансформатор: А.

Для определения расчетным является наибольшее значение 1024,1 А. Расчеты сводятся в табл. 5.

Таблица 5

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение
1. Первичный расчетный ток небаланса с учетом составляющей при к.з. на шинах НН, А
2. Число витков тормозной обмотки БНТ реле: - расчетное - принятое

Определяется чувствительность защиты при к.з. между двумя фазами в минимальном режиме работы системы, когда торможение отсутствует (рис. 130, б):

А; .

Определяется чувствительность защиты при к.з. в защищаемой зоне, когда имеется торможение. При наличии торможения и двухфазном к.з. в зоне действия защиты ток в тормозной обмотке реле существует при параллельной работе трансформаторов и равен =790,4 А. Этот же ток, пересчитанный на 11 кВ А. Определим ток через тормозную обмотку, которая включена на сторону НН

А.

Рассчитаем АW.

По рабочей обмотке протекает сумма токов с ТА высокой стороны и ТА с низкой стороны (см. рис. 131)

;

А;

А.

Тогда =17,09•12+16,5•12=205,08+198=403,08 AW.

По кривым торможения (рис. 129) определим . Значения и нанесем на график (точка В). Пересечение отрезка 0В с кривой I позволяет определить =120 AW. Следовательно, .

Схема подключения трансформатора к реле ДЗТ-11 приведена на рис. 131

Рис. 131 Схема включения реле типа ДЗТ-11 в дифференциальной защите трансформатора

18.5. Максимальная токовая защита с пуском напряжения для трансформатора

Приводятся основные указания по расчету МТЗ с комбинированным пуском напряжения, выполненной с помощью реле тока (типа РТ-40), фильтра - реле напряжения обратной последовательности (типа РНФ-1М) и минимального реле напряжения (типа РН-54).

МТЗ с минимальным пуском напряжения в трехфазном трехрелейном исполнении устанавливается на стороне ВН и НН трансформатора.

Первичный ток срабатывания защиты определяется по условию отстройки от номинального тока трансформатора на стороне, где установлена рассматриваемая защита, по выражению

, (23)

где - коэффициент надежности, учитывающий ошибку в определении токов и необходимый запас, принимаемый равным 1,2; - коэффициент возврата токового реле, может быть принят равным 0,85.

При установке защиты на стороне, где предусмотрено регулирование напряжения, в (23) следует учитывать возможность увеличения номинального тока, который не должен превышать номинальный ток для среднего ответвления более чем на 5%. В тех случаях, когда максимальный рабочий ток стороны трансформаторов, на которой установлена рассматриваемая защита, меньше номинального , вместо последнего ( ) в (23) следует использовать .

Реле минимального напряжения включается на трансформаторы напряжения шин низшего напряжения. Напряжение срабатывания защиты определяется по выражениям

(24)

(25)

Если пуск реле по напряжению выполнен с помощью реле минимального напряжения и реле обратной последовательности, то

(26)

Выдержка времени МТЗ согласуется с временем действия защит отходящих присоединений соответствующей стороны. Так, МТЗ на НН согласуется с МТЗ присоединений низкой стороны защищаемого трансформатора

; с (27)