Методика расчета защиты с балансировкой намагничивающих сил плеч на трансреакторе реле

⇐ ПредыдущаяСтр 14 из 28Следующая ⇒

Выравнивающие автотрансформаторы тока позволяют изменять коэффициент трансформации токов в плечах защиты, а реализация дифференциального принципа защиты осуществляется в трансреакторе реле (аналогично реле РНТ-560 и ДЗТ-11), путем взаимной компенсации (балансировке) МДС плеч защиты при внешних КЗ. Поскольку промежуточные автотрансформаторы тока обеспечивают более ста комбинаций отводов и коэффициентов трансформации, то с их помощью можно получить соответствие приведенных к реле вторичных токов номинальным токам ответвлений трансреактора реле с погрешностью 2-3%. Это обеспечивает практическую сбалансировать плеч защиты, что упрощает расчет уставок.

Кроме того, поскольку все параметры реле даны для вторичных токов, то расчет уставок срабатывания защиты и реле целесообразно вести по токам, приведенным ко вторичной стороне защиты. При этом используются следующие расчетные выражения.

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

(6.42)

где к₀ = 0, 3 – коэффициент отстройки от режимов n.1 для реле ДЗТ-21 I_{В.ном.осн} – вторичный ток стороны защиты, принятый в качестве основной, определяется по (6.10).

При выборе основной стороны для уменьшения погрешности рекомендуется принимать сторону с наибольшим вторичным током. При наличии выравнивающих автотрансформаторов тока ТL выбор основной стороны должен производиться по приведенным к реле вторичным номинальным токам

(6.43)

где К_TL _n = коэффициент трансформации выравнивающего автотрансформатора тока ТL, определяется по данным табл.6.1 и 6.2 по формуле (6.27)

На стороне, где выравнивающие автотрансформаторы тока не устанавливаются и ответвления на трансреакторе ТАV выбираются по формуле

I_{отв.ном ТА}_V £ I_в_.ном. (6.44)

Условие (6.44) позволяет выполнить на реле минимальную уставку I_ср_* = 0, 3 (а не несколько большее значение), но при этом может возрастать погрешность выравнивания на неосновной стороне. Поэтому, если значения токов в (6.44) отличаются менее 5%, то выбирается ближайшее I_{отв.ном ТА}_V. Если же значения токов различаются на 0, 5 А и более, то для снижения погрешности выравнивания и на этой стороне целесообразно установить выравнивающие автотрансформаторы тока.

Поскольку наличие выравнивающих автотрансформаторов тока позволяет сбалансировать намагничивающие силы на трансреакторе ТАV достаточно хорошо, то выбор основной стороны не сказывается существенно на погрешности выравнивания. Поэтому в качестве основной стороны удобно принять сторону питания, что упрощает расчет чувствительности защиты. При наличии на стороне питания выравнивающих автотрансформаторов тока подбор ближайших ответвлений (табл.6.1, 6.2) следует производить для значений К_TL, обеспечивающих больший приведенный вторичный ток.

2. Отстройка от расчетного периодического тока небаланса внешнего КЗ

(6.45)

где к_з = 1, 5 – коэффициент запаса по избирательности для реле ДЗТ-21; I_{нб.расч.}_В – ток небаланса дифференциальной зашиты в расчетном режиме, приведенный к реле для основной стороны.

Расчетный ток небаланса определяется как сумма трех составляющих, пропорциональных периодической составляющей тока КЗ

(6.46)

Составляющая обусловлена погрешностью трансформаторов тока

(6.47)

где к_пер = (1-3) – коэффициент, учитывающий переходной режим; к_одн = 1, 0 – коэффициент однотипности трансформаторов тока; x – относительная полная погрешность трансформаторов тока;

(6.48)

– полный ток внешнего КЗ в расчетном режиме, приведенный к реле для основной стороны.

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

(6.49)

где DU_n – относительная погрешность регулирования напряжения, принимаемая равной половине диапазона регулирования на стороне n трансформатора; I_к.расч._В._n – ток внешнего КЗ, протекающий по стороне n трансформатора в расчетном режиме и приведенный к реле для основной стороны.

Составляющая обусловлена неточным соответствием расчетных вторичных токов неосновных сторон защиты, принятым ответвлениям трансреактора для этих сторон. Эта составляющая определяется как алгебраическая сумма погрешностей выравнивания неосновных сторон

(6.50)

(6.51)

погрешность выравнивания стороны n трансформатора;

I_{отв.расч.}_n = I_{отв.ном.осн}_× (6.52)

– расчетное значение тока ответвления на стороне n трансформатора ТАV; I_{отв.ном.осн} – принятые ответвления трансформатора ТАV на неосновных (n) сторонах; I_к._расч.В._n – ток внешнего КЗ, протекающий по стороне n трансформатора в расчетном режиме и приведенный к реле для основной стороны.

3. Выбор минимального тока срабатывания реле производится по большему из условий (6.42) и (6.45). При этом периодический ток небаланса определяется для режима отсутствия торможения, когда ток внешнего КЗ (6.48) принимается равным току начала торможения (I_к.расч = I_{торм.нач}), а относительная полная погрешность трансформаторов тока не превышает 0, 05. При определении составляющих тока небаланса (6.49) и (6.50) распределение полного тока внешнего КЗ по сторонам трансформатора (I_к_.расч._n) принимается для расчетного случая, обеспечивающего наибольший суммарный ток небаланса.

4. Выбор относительного тока начала торможения определяется выбранной схемой включения тормозных обмоток в плечах защиты:

– торможение осуществляется от всех

плеч защиты ……………………………………..

– торможение осуществляется не от всех

плеч защиты………………………………………

Подбор ответвлений трансформаторов тока ТА реле ДЗТ-20 производится по приведенному вторичному току

(6.53)

На трансформаторах тока ТА принимаются ближайшие к ответвления I_{отв.торм.}_n_.Для этого случая рекомендуется принимать

для – I_{торм.нач} = I_{ном.осн}

для – I_{торм.нач} = 1, 2× I_{ном.осн}

5. Коэффициент торможения реле ДЗТ-20 определяется по (6.22) в расчетном режиме внешнего КЗ, при котором К_торм получается максимальным. Из (6.22) следует, что расчетный режим должен соответствовать максимальному току небаланса (6.46), (6.45) и минимальному суммарному току торможения (6.21), в режиме сквозного КЗ, когда

6. Ток срабатывания отсечки определяется по большему из токов, найденных по (6.42) и (6.45). При этом в (6.42) принимается к₀ = 6, если приведенные вторичные токи примерно соответствуют ответвлениям рабочей цепи трансреактора ТАV (I_{отв.ном.}_n = I'_n_._B_.ном), и к₀ = 9, если выбранные ответвления существенно меньше приведенного вторичного номинального тока. При отстройке от периодических токов небаланса в (6.45) принимается к_з = 1, 5 и вводится сомножитель к_пер, учитывающий переходный процесс, поскольку отсечка реагирует на среднее значение напряжения трансреактора ТАV. Значения к_пер зависят от группы соединения и типа высоковольтных трансформаторов тока. При наиболее характерном соединении трансформаторов тока по сторонам защиты, – в звезду и треугольник, – и однотипных трансформаторах тока (только встроенных или только выносных) к_пер = 2, 5, при разнотипных трансформаторах тока к_пер = 3, 0.

7. Коэффициент чувствительности защиты (чувствительного органа) определяется при внутренних металлических КЗ при отсутствии и наличии торможения в расчетных режимах, соответствующих минимальным значениям к_ч. Выбор расчетных режимов производится также как и для защит с реле РНТ-560 и ДЗТ-11.

При внутренних КЗ без торможения коэффициент чувствительности определяется как

(6.54)

где – приведенный рабочий (дифференциальный) ток реле; I_{к.мин.В.}_n – ток внутреннего КЗ в минимальном режиме, протекающий по стороне n трансформатора и приведенный к реле для основной стороны.

Необходимо отметить, что использование выравнивающих трансформаторов тока TL позволяет сбалансировать вторичные токи защит достаточно точно. Это приводит к тому, что относительные токи срабатывания реле для различных сторон

будут практически одинаковы и их отдельное вычисление не требуется. Кроме того при сбалансированности плеч защиты суммарный рабочий ток реле с погрешностью менее 5% равен приведенному вторичному току полного тока внутреннего КЗ, поэтому оценку чувствительности защиты при отсутствии торможения можно производить по первичным токам c extnjv c[tvs cjtlbytybz NN yf cnjhjyf[ pfobns /19/

, (6.55)

где I_с.з = I_с.р× К_I_осн× К_TL_._осн/к_с.х.осн – ток срабатывания защиты.

При наличии торможения коэффициент чувствительности определяется по графику тормозной характеристики, для чего на рис.34 наносится точка А с координатами ( ), которая соединяется с началом координат. Прямая АО является геометрическим местом точек, соответствующих изменяющемуся переходному сопротивлению в месте КЗ (от 0 до ¥ ). Поскольку эта прямая во всех случаях пересекает горизонтальный участок тормозной характеристики (что соответствует срабатыванию защиты на пределе чувствительности), то коэффициент чувствительности определяется по (6.36), но требования к нему в соответствии с ПУЭ / 1 / снижены до 1, 8.

Отметим, что для реле ДЗТ-20 при выборе I_с.з = 0, 3× I_ном чувствительность защиты обеспечивается с большим запасом и контрольную проверку чувствительности следует производить в минимальном режиме, при КЗ за наибольшим сопротивлением трансформатора или автотрансформатора и неблагоприятном коэффициенте трансформации.

Чувствительность дифференциальной токовой отсечки не определяется, так как она является вспомогательным элементом, предназначенным дублировать чувствительный орган защиты при больших кратностях тока КЗ, когда последний может работать с недопустимым замедлением.

Рекомендуется следующий порядок расчета.

1. Определяются первичные номинальные тока для всех n сторон защищаемого оборудования по (6.9).

2. Определяются вторичные номинальные токи плеч защиты по (6.10).

3. Выбираются ответвления промежуточных автотрансформаторов тока TL ближайшие к значениям вторичным номинальных токов сторон защиты по табл.6.1 и 6.2, при которых рекомендуемые ответвления на TAV будут больше.

4. Выбираются ответвления на трансреакторе TAV на сторонах, где отсутствуют промежуточные автотрансформаторы тока по (6.44).

5. Определяется коэффициент трансформации автотрансформаторов тока К_TL _n по (6.27).

6. Находятся вторичные номинальные токи, приведенные к реле по (6.43).

7. Выбирается основная сторона защиты по большему из токов с учетом замечаний п.6.2.3, п.п.1.

8. Находятся расчетные значения ответвлений трансреактора TAV для неосновных сторон защиты по (6.52).

9. Выбираются ответвления трансреактора TAV для неосновных сторон и определяются по (6.51) – DI_n – относительные погрешности выравнивания для этих сторон.

10. Определяются стороны, на которых используется торможение, находятся по (6.53) номинальные ответвления трансформаторов тока ТА и принимаются токи начала торможения в соответствии с п.6.2.3, п.п.4.

11. Находится минимальный ток срабатывания реле по большему из значений, полученных по (6.42) и (6.45). При определении составляющих токов небаланса по (6.49) и (6.50) значение I_{к.расч.В} находится по (6.48) при I_к.расч = =I_{нач.торм} и токораспределению внешнего КЗ по сторонам защиты в режиме, обеспечивающем наибольший суммарный ток небаланса.

12. Определяется по (6.18) относительный минимальный ток срабатывания для выполнения уставки на реле.

13. Находится коэффициент торможения защиты по (6.22). Входящие в (6.22) значения и определяются по (6.20), (6.45) и (6.21) в режиме сквозного КЗ при токораспределении по сторонам объекта, обеспечивающим наибольший ток небаланса при минимальном торможении.

14. Определяется ток срабатывания отсечки по большему из (6.42) и (6.45) в расчетных режимах с учетом замечаний п.6.2.3, п.п.6. Находится по (6.17) относительный ток срабатывания и принимается установке ближайшее большее значение.

15. Вычисляются по (6.54), (6.55) значения коэффициентов чувствительности при внутренних КЗ в расчетных точках с минимальными токами.

⇐ Предыдущая 9 10 11 12 131415 16 17 18 Следующая ⇒