Основные условия выбора типа защит

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 28Следующая ⇒

Эти условия определяют расчетные режимы и требования, предъявляемые к защите в зависимости от параметров трансформатора или автотрансформатора.

1. Продольная дифференциальная защита применяется для трансформаторов мощностью 6, 3 МВА и выше, а также для всех автотрансформаторов (при мощности трансформатора менее 6, 3 МВА применяется токовая отсечка в сочетании с МТЗ). Для двухобмоточных трансформаторов используется двухрелейная схема защиты, для трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов - трехрелейная схема (на стороне низшего напряжения, для повышения чувствительности ТТ соединяются в полную звезду). Защита выполняется с использованием дифференциальных реле типа РНТ, ДЗТ. Реле типа РНТ-560 обеспечивают повышенную отстройку от переходных режимов с апериодической составляющей, реле типа ДЗТ-11 обеспечивают повышенную отстройку от периодических токов небаланса. Реле типа ДЗТ-20 обеспечивают отстройку от апериодических и периодических токов небаланса.

2. Выбор типа реле определяется расчетом с учетом следующих условий. Реле типа РНТ-560 имеют повышенную отстройку от токов небаланса с апериодической составляющей, в том числе и при однополярных бросках тока намагничивания трансформатора или автотрансформатора. Такие реле широко эксплуатируются, но на вновь проектируемых подстанциях не рекомендуются к установке, за исключением двухобмоточных трансформаторов мощностью менее 25 МВА. Реле типа ДЗТ-11 имеют магнитное торможение, что обеспечивает отстройку от периодических токов небаланса, в том числе на трансформаторах с регулировкой напряжения под нагрузкой (РПН).

3. Для выбора тока срабатывания защиты по условиям отстройки от тока небаланса рассматриваются такие режимы, при которых ток небаланса будет наибольшим. Выбор расчетных условий определяется параметрами системы. Для трансформаторов с односторонним питанием расчетными являются трехфазные КЗ на шинах среднего (СН) и низшего (НН) напряжений (точки К1 и К2, рис.30). При двухстороннем питании расчетным может быть и КЗ на шинах высшего (ВН) напряжения (точка К3).

4. Для проверки чувствительности рассматриваются такие режимы, при которых чувствительность будет минимальной. При одностороннем питании коэффициент чувствительности проверяется при внутреннем двухфазном КЗ на сторонах СН и НН в минимальном режиме работы системы (точки К4 и К5, рис.30). При двухстороннем питании расчетной по чувствительности может оказаться и однофазное или двухфазное КЗ на стороне ВН (точка К6, рис.30). Заметим, что при нескольких трансформаторах на подстанции расчетным является режим раздельной работы. Это справедливо как для проверки чувствительности, так и для выбора тока срабатывания.

Рис.30. Поясняющая схема к расчету дифференциальной токовой защиты трансформатора

Предварительный расчет защиты

Первоначально определяется ток срабатывания защиты с реле РНТ по большему из двух условий.

1. Отстройка от броска тока намагничивания, возникающего при включении трансформатора и автотрансформатора на холостой ход или при восстановлении напряжения после отключения КЗ, а также от переходных токов небаланса при внешних КЗ:

(6.1)

где к₀ = 1, 3 – коэффициент отстройки для реле типа РНТ; I_ном – номинальный ток той стороны трансформатора, напряжение которой принято в качестве расчетной; для автотрансформатора при определении I_ном берется типовая мощность.

2. Отстройка от максимального периодического тока небаланса, возникающего при внешних КЗ:

(6.2)

где коэффициент запаса по избирательности; I_{нб.расч} - максимальный расчетный ток небаланса, определяемый как сумма трех составляющих, пропорциональных периодической слагающей тока КЗ,

(6.3)

Составляющаяобусловлена погрешностью трансформаторов тока:

(6.4)

где – максимальный ток внешнего КЗ, приведенный к расчетной ступени напряжения.

Составляющая обусловлена регулировкой коэффициента трансформации силового трансформатора (автотрансформатора) после того, как защита была сбалансирована на средних отпайках. Эта составляющая определяется как сумма токов небаланса на сторонах, где имеется регулирование:

(6.5)

где DU_n – относительная погрешность регулировки напряжения, принимается равной половине диапазона регулирования стороныn трансформатора (если регулирование 10%, то U_n=0, 1); – максимальный периодический ток, протекающий по стороне n трансформатора (рис.30).

Составляющая обусловлена неточностью установки на реле расчетных чисел витков:

(6.6)

где – погрешность выравнивания для стороны n трансформатора. При предварительном расчете эта составляющая не учитывается.

3. Выбор типа реле производится на основе оценки чувствительности защиты, которая определяется приближенно, полагая, что весь ток повреждения (приведенный ко вторичной стороне) попадает в реле:

к_ч= (6.7)

Допускается снижение коэффициента чувствительности против нормируемого значения для трансформаторов и автотрансформаторов, имеющих токоограничительный реактор на стороне низшего напряжения (НН), входящей в зону дифференциальной защиты до 1, 5 при КЗ за реактором. Кроме того для трансформаторов мощностью менее 80 МВА такое же снижение коэффициента чувствительности допускается при КЗ на стороне НН.

В тех случаях, когда чувствительность не обеспечивается при КЗ за реактором дифференциальную токовую защиту выполняют с двумя комплектами реле: грубым и чувствительным. Грубый комплект, действующий без выдержки времени рассчитывается как для обычной дифференциальной токовой защиты объекта. Чувствительный комплект действует с выдержкой времени 0, 5-1, 0 с, что позволяет производить отстройку от броска намагничивающего тока объекта из условия

(6.8)

4. Если чувствительность оказывается достаточной, то продолжают расчет защиты с реле РНТ в соответствии с п.6.1.3. В процессе расчета уставок реле уточненный ток срабатывания (с учетом ) может оказаться больше предварительно найденного, а чувствительность защиты недостаточной. В этом случае проверяется возможность снизить ток срабатывания за счет составляющих Составляющую можно не учитывать, если регулирование коэффициента трансформации силового трансформатора производится редко. В этом случае расчет уставок реле производится для каждого положения переключателя напряжения (обычно для верхнего и нижнего ответвлений). Т.е. при изменении положения переключателя должна изменяться и уставка, выполняемая на реле. Составляющую можно уменьшить за счет более рационального выбора числа витков реле путем изменения коэффициентов трансформации ТТ отдельных сторон силового трансформатора.

5. Если дифференциальная защита с реле РНТ не обеспечивает необходимой чувствительности, а расчетной является отстройка от тока небаланса, то принимают реле типа ДЗТ-11, имеющие магнитное торможение от сквозного тока КЗ. При выборе тока срабатывания защиты с реле ДЗТ-11 в выражении (6.1) принимается Причем, в качестве расчетного рассматривается внешне КЗ, при котором торможение отсутствует.

Необходимо отметить, что расчетные коэффициенты для отстройки от броска намагничивающего тока после уточнений, рекомендованных в / 19 /, могут быть снижены для реле РНТ-560 до к₀ = 0, 9 (0, 8) при вторичном номинальном токе 5 (1) А. Для реле ДЗТ-11 до к₀ = 1, 0 (0, 8) при вторичном номинальном токе 5 (1) А.

При недостаточной чувствительности защиты с реле ДЗТ-11 применяют реле ДЗТ-20.

Расчет уставок реле РНТ

1. Определяются первичные номинальные токи для всех n сторон защищаемого оборудования

(6.9)

где S_ном – номинальная мощность трансформатора или проходная мощность автотрансформатора; U_ном._n – номинальное напряжение стороны n защищаемого оборудования.

2. Определяются вторичные номинальные токи плеч защиты:

(6.10)

где к_сх._n – коэффициент схемы соединения вторичных обмоток ТТ на стороне n объекта (при соединении обмоток в звезду к_сх = 1, 0; при соединении обмоток в треугольник к_сх₌ ); К_In – коэффициент трансформации ТТ, принятый стороны n объекта (при выборе коэффициента ТТ надо учитывать, чтобы вторичные номинальные токи существенно не превышали паспортные значения токов 5 А или 1 А). Сторона с наибольшим вторичным током принимается в качестве основной, что обеспечивает наименьшую погрешность выравнивания для реле РНТ-560 и ДЗТ-11.

3. Определяется ток срабатывания реле для основной стороны трансформатора:

(6.11)

где номинальное напряжение стороны, соответствующей расчетной ступени напряжения. Если расчет защиты выполняется для разных положений переключателя напряжения трансформатора, то это учитывается при определении тока срабатывания защиты введением коэффициента в числитель выражения (6.11).

4. Находится расчетное число витков для основной стороны:

(6.12)

Если расчетное число витков оказывается дробным, то принимается ближайшее меньшее целое значение w_осн, что обеспечивает запас избирательности.

5. Расчетные числа витков для других сторон защиты выбираются по условиям баланса на реле МДС защиты при внешнем КЗ или нормальном режиме (рис.31, а)

откуда

(6.13)

Для неосновных сторон к установке на реле принимается ближайшее целое значение w_n, что обеспечивает наименьшую погрешность выравнивания.

Рис.31. Упрощенные схемы токораспределения дифференциальных защит с реле РНТ-560 (а) и ДЗТ-11 (б)

6. Находится ток срабатывания защиты с учетом составляющей при КЗ на той стороне, где ток небаланса наибольший и уточняется по выражению (6.11) ток срабатывания реле.

Если полученное значение тока срабатывания окажется больше ранее найденного, то число витков на основной стороне принимается на один меньше, а для неосновных сторон принимается ближайшее целое число витков.

Расчет повторяется до тех пор, пока не обеспечится условие

где i – номер варианта расчета при изменении w_осн.

7. Чувствительность защиты проверяется при внутренних КЗ в расчетных точках:

(6.14)

где I_n_._в – вторичный ток плеча защиты со стороны n трансформатора при расчетном КЗ (определяется по схемам токораспределения, приведенным в /18, 19/). Практически при сбалансированных МДС плеч защит коэффициент чувствительности может быть определен по первичным токам с погрешностью не более 10%:

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 101112 13 14 15 Следующая ⇒