Продольная дифференциальная токовая защита.

Продольная дифференциальная токовая защита основана на принципе сравнения токов в начале и конце защищаемого участка. Для силового трансформатора это участок между трансформаторами тока, установленными на высшей и низшей его сторонах. Дифференциальная защита надежна, обладает высокой чувствительностью и является быстродействующей, так как по условиям селективности для нее не требуется выдержка времени.

При установке дифференциальной защиты на трансформаторах необходимо учитывать то, что первичные и вторичные обмотки силовых трансформаторов имеют разные схемы соединения, поэтому их токи имеют сдвиг по фазе. Для его компенсации вторичные обмотки трансформаторов тока должны иметь схему соединения, обратную схеме соединения обмоток защищаемого трансформатора;

Если при дифференциальной защите ЛЭП ток небаланса определяется только погрешностями трансформаторов тока, то при дифференциальной защите трансформаторов неравенство токов обуславливается:

1. броском тока в питающей обмотке при включении трансформатора под напряжение.

2. погрешностями трансформаторов тока;

3. неравенством сравниваемых первичных токов;

4. изменением коэффициента трансформации силового трансформатора при автоматическом регулировании напряжения (РПН);

При включении силового трансформатора в его первичной обмотке происходит появление броска тока намагничивания, максимальные мгновенные значения которого достигают 6-8 кратных значений амплитуды номинального тока. Время полного затухания переходного тока намагничивания 0,3-0,5 сек. Отстройка дифференциальной защиты от бросков тока намагничивания является первым условием при выборе тока срабатывания. В этом случае другими слагающими тока небаланса, малыми по сравнению с I_бр.нам. можно пренебречь.

Отстройка защиты от броска тока намагничивания достигается загрублением защиты по току срабатывания или включением реле через промежуточные насыщающиеся трансформаторы тока. При этом ток срабатывания выбирают исходя из значения номинального тока трансформатора по условию

(2.13)

В зависимости от используемых реле и способа отстройки коэффициент принимается равным 0,3-4,5.

Разнотипность трансформаторов тока, установленных со стороны высшего и низшего напряжений, обуславливает различие их характеристик намагничивания и в связи с этим приводит к появлению составляющей тока небаланса I_нб.пгр, определяемого полной погрешностью трансформаторов тока ε(%):

(2.14)

Расчетные коэффициенты трансформации трансформаторов тока выбираются из равенства абсолютных значений сравниваемых вторичных токов. Получающиеся расчетные коэффициенты в общем случае отличаются от коэффициентов трансформации, которые принимаются по шкале номинальных токов как ближайшие большие. В связи с этим токи в цепях циркуляции могут быть различными и обуславливают дополнительную составляющую тока небаланса:

(2.15)

выравнивание величин вторичных токов в плечах дифференциальной защиты достигается подбором коэффициентов трансформации трансформаторов тока и параметров промежуточных автотрансформаторов или уравнительных обмоток реле с насыщающимися трансформаторами

Регулирование коэффициента трансформации нарушает соотношение между первичными токами силового трансформатора, что приводит к появлению дополнительной составляющей тока небаланса, пропорциональной диапазону изменения напряжения в одну сторону от номинального:

(2.16)

В худшем случае все рассмотренные составляющие складываются арифметически, образуя при внешнем коротком замыкании максимальный расчетный ток небаланса:

(2.17)

При максимальных , , и

(2.18)

Выражение определяет второе условие выбора тока срабатывания:

(2.19)

Ток срабатывания принимают большим из двух полученных значений. Коэффициент чувствительности, определяемый при двухфазном коротком замыкании на выводах низшего напряжения трансформатора, должен быть . допускается снижение коэффициента чувствительности до значения .