Расчет параметров защиты трансформаторов

Продольная дифференциальная токовая защита с реле типов РНТ-560 и ДЗТ-11.

Основные условия выбора типа защит

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 - повышенную отстройку от периодических токов небаланса. Реле типа ДЗТ-20 создают 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 рекомендуется к установке, за исключением защиты двухобмоточных трансформаторов мощностью 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, рисунок 1.1). при двустороннем питании расчетным может быть и К3 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, рисунок 1.1). при двустороннем питании расчетной по чувствительности может оказаться и однофазное или двухфазное КЗ на стороне ВН (точка К6, рисунок 1.1). Заметим, что при нескольких трансформаторах на подстанции расчетным является режим раздельной работы. Это справедливо как для проверки чувствительности, так и для выбора тока срабатывания.

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:

(1.1)

где - коэффициент отстройки для реле типа РНТ; - номинальный ток той стороны трансформатора, напряжение которой принято в качестве расчетной; для автотрансформатора при определении берется типовая мощность.

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

(1.2)

где - коэффициент запаса по избирательности; - максимальный расчетный ток небаланса, определяемый как сумма трех составляющих, пропорциональных периодической слагающей тока КЗ,

(1.3)

Составляющая тока обусловлена погрешностью трансформатора тока:

(1.4)

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. Это составляющая определяется как сумма токов небаланса на сторонах, где имеется регулирование:

(1.5)

где - относительная погрешность регулировки напряжения, принимается равной половине диапазона регулирования стороны n трансформатора (если регулирование , то ); - максимальный периодический ток, протекающий по стороне n трансформатора (рисунок 1.1).

Составляющая обусловлена неточностью установки на реле расчетных чисел витков:

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

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

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

4. Если чувствительность оказывается достаточной, то продолжают расчет защиты с реле РНТ в соответствии с п.1.1.3. 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 и . Составляющую можно не учитывать, если регулирование коэффициента трансформации силового трансформатора производится редко. В этом случае уставки реле рассчитываются 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, имеющее магнитное торможение от сквозного тока КЗ. При выборе тока срабатывания защиты с реле ДЗТ-11 в выражении (1.1) принимается , а в (1.2) - . Причем, в качестве расчетного рассматривается внешнее КЗ, при котором торможение отсутствует.

6. Необходимо отметить, что расчетные коэффициенты для отстройки от броска намагничивающего тока после уточнений, рекомендованных в [3], могут быть снижены для реле РНТ-560 до при вторичном номинальном токе 5(1) А; для реле ДЗТ-11 до при вторичном номинальном токе 5(1) А.

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

Расчет уставок реле РНТ-560.

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

где - номинальная мощность трансформатора или проходная мощность автотрансформатора;

- номинальное напряжение стороны n защищаемого оборудования.

2. Определяются вторичные номинальные токи плеч защиты:

(1.10)

где - коэффициент схемы соединения вторичных обмоток ТТ на стороне n объекта (при соединении обмоток в звезду ; при соединении обмоток в треугольник ); - коэффициент трансформации ТТ, принятый на стороне 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:

(1.11)

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 и в числитель выражения (1.11).

4. Находится расчетное число витков для основной стороны:

(1.12)

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

5. Расчет числа витков для других сторон защиты выбираются по условиям баланса на реле МДС защиты при внешнем КЗ или нормальном режиме (рисунок 1.2, а)

откуда

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

6. Находится ток срабатывания защиты с учетом составляющей при КЗ на той стороне, где ток небаланса наибольший, и уточняется по выражению (1.11) 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 - номер варианта расчета при изменении .

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

где - вторичный ток плеча защиты со стороны n трансформатора при расчетном КЗ (определяется по схемам токораспределения, приведенным в [2,3]). Практически при сбалансированных МДС плеч защит коэффициент чувствительности может быть определен по первичным токам с погрешностью не более 10%:

Расчет уставок реле типа ДЗТ-11.

1. При использовании реле ДЗТ-11 тормозную обмотку включают обычно на той стороне, КЗ на которой дает наибольший ток небаланса (например, точка К1, рисунок 1.2, б). При этом указанный ток небаланса при выборе тока срабатывания не учитывается.

2. Определение числа витков , которые устанавливаются на рабочих обмотках разных сторон для обеспечения баланса МДС на реле, производится также, как и для реле РНТ (см. п.1.1.3, подп. 1-5).

3. Число витков тормозной обмотки, обеспечивающее надежную отстройку реле от тока небаланса при данном виде КЗ, определяется как

где ; - первичный тормозной ток стороны n трансформатора, на которой включена тормозная обмотка; - тангенс угла наклона касательной проведенной из начала координат к нижней расчетной по избирательности тормозной характеристике (рисунок 1.3).

4. Проверка чувствительности защиты при внутренних повреждениях без торможения (например, точка К4, рисунок 1.2, б) производится так же, как и для реле РНТ:

где - МДС срабатывания реле ДЗТ при отсутствии торможения;

где - вторичный ток плеча защиты при КЗ в расчетной точке; - число рабочих витков реле на стороне n трансформатора.

5. Чувствительность при внутреннем КЗ с торможением (например, точка К4 при наличии питания со стороны ) производится следующим образом. Первоначально определяется рабочая и тормозная МДС, подводимые к реле

.

В дальнейшем на чертеже тормозной характеристики откладывают точку А (), соответствующую внутреннему КЗ с торможением. Точку А соединяют с началом координат прямой линией. Пересечение этой линии с верхней расчетной по чувствительности тормозной характеристикой дает точку Б (рисунок 1.3). Проекция точки Б на ось ординат соответствует МДС срабатывания реле при наличии торможения для данного режима.

Коэффициент чувствительности определяется как

Продольная дифференциальная токовая защита с реле ДЗТ-20

Основные характеристики защиты и реле.

Дифференциальные токовые защиты с реле типа ДЗТ-20 используются в качестве основных защит трансформаторов и автотрансформаторов (включая защиту этих объектов в составе блоков с генераторами) от междуфазных повреждений на стороне с изолированной нейтралью и от всех видов КЗ на сторонах с эффективно заземленной нейтралью.

Защита в трехфазном трехрелейном исполнении с общим выходом трех фаз у реле ДЗТ-21 и пофазным выходом у реле ДЗТ-23 для защиты группы однофазных силовых трансформаторов или автотрансформаторов.

У реле ДЗТ-20 применены времяимпульсный способ распознания форм дифференциального тока и торможения от второй гармоники, что обеспечивает повышенную отстройку от бросков намагничивающего тока и переходных токов небаланса и позволяет снизить минимальный ток срабатывания защиты до 30% номинального тока трансформатора или автотрансформатора. Кроме того, у реле ДЗТ-20 для повышения быстродействия предусмотрена токовая отсечка, а чувствительный орган имеет торможение от сквозного тока КЗ, что обеспечивает отстройку от установившихся токов небаланса. Собственно реле ДЗТ-20 обеспечивает двухстороннее торможение, но с помощью трехфазных приставок ПТ -1 для дополнительного торможения создается требуемое многостороннее торможение (стороны , рисунок 1.4). Реле ДЗТ-20 выполнено для вторичного номинального тока 5 А и имеет номинальные токи ответвлений трансреактора на выводах 6-1 (рисунок 1.4) соответственно 2,5; 3,0; 3,63; 4,25; 4,6; 5,0А при номинальных токах ответвлений в цепях трансформатора тока , , на выводах 4-1 (рисунок 1.4) соответственно 2,5; 3,0; 3,75; 5,0А.

Особенностью выполнения дифференциальной защиты с реле ДЗТ-20 по сравнению с реле РНТ-560 и ДЗТ-11 является применение промежуточных автотрансформаторов тока , (рисунок 1.4), обеспечивающих согласование вторичных номинальных токов сторон защиты , до величин , , соответствующих уставкам реле ДЗТ-20. Изменение приведенного вторичного тока в автотрансформаторах тока , происходит за счет различного числа витков, включенных в цепь трансформаторов тока , (рисунок 1.4) и в цепь реле ДЗТ-20, исходя из баланса намагничивающих сил подводимых и отводимых токов (ток намагничивания промежуточных автотрансформаторов тока мал и в балансе намагничивающих сил не учитывается).

Промежуточный автотрансформатор тока типа АТ-31 (рисунок 1.4) выполнен повышающим для увеличения приведенного вторичного тока, в том числе и при применении трансформаторов тока со вторичным номинальным током 1 А. Условие баланса намагничивающих сил для АТ-31 (рисунок 1.4) , и, поскольку , приведенный ток увеличивается. Комбинацией ответвлений на автотрансформаторе и трансформаторе можно получить с малым шагом до 100 значений тока срабатывания реле (таблица 1.1).

Промежуточный автотрансформатор тока типа АТ-32 (рисунок 1.4) выполнен понижающим для уменьшения приведенного вторичного тока при вторичных номинальных токах более 5 А. Условие баланса намагничивающих сил для АТ-32 (рисунок 1.4) , и, поскольку , приведенный ток снижается. Комбинацией ответвлений на автотрансформаторе и трансреакторе можно получить с малым шагом более 100 значений тока срабатывания реле (таблица 1.2).

Для выбранных номинальных ответвлений реле ДЗТ-20 ( - на трансреакторе , - на трансформаторах тока ) предусмотрены следующие регулировки уставок срабатывания:

для токовой отсечки - 6 или 9 ступенчато

для чувствительного органа по цепям срабатывания - от 0,3 до 0,7 плавно

для чувствительного органа по цепям торможения - 0,6 или 1,0 ступенчато

Отстройка от периодических токов небаланса при сквозных коротких замыканиях обеспечивается автоматическим увеличением тока срабатывания с помощью тормозной характеристики, приведенной на рисунке 1.5. Тормозная характеристика приведена в осях

Таблица 1.1

Номинальные токи для ответвлений автотрансформатора тока типа АТ-31 при подключении к различным ответвлениям трансреактора

Таблица 1.2

Номинальные токи ответвлений автотрансформатора тока типа АТ-32 при подключении к различным ответвлениям трансреактора

и состоит из горизонтального и наклонного участков характеристики с координатами точки перегиба (). Наличие горизонтального участка повышает чувствительность защиты при внутренних повреждениях с торможением. Наклон характеристики определяется коэффициентом торможения, который может плавно регулироваться от 0,3 до 0,9, и в реальной расчетной области определяется выражением

Расчет уставок срабатывания с балансировкой токов плеч на автотрансформаторах тока.

В отличие от методик расчета дифференциальной защиты с реле РНТ-560 и ДЗТ-11 расчет защиты с реле ДЗТ-20 дополнительно учитывает наличие выравнивающих автотрансформаторов тока, возможность изменения параметров срабатывания реле и специфику выполнения тормозной характеристики. Эти особенности выполнения защиты позволяют сразу (а не подбором вариантов) выбирать ответвления автотрансформаторов тока и элементов реле ДЗТ-20 из условия баланса намагничивающих сил плеч защиты по номинальным параметрам, а затем однозначно определять уставки срабатывания защиты и реле.

Ток срабатывания защиты с реле ДЗТ-20 выбирается аналогично защите с реле РНТ-560 и ДЗТ-11 по большему из значений, полученных по (1.1) и (1.2). При этом в (1.1) коэффициент отстройки от режимов броска намагничивающего тока и переходных токов небаланса при внешних КЗ для реле ДЗТ-21 принимается , а для автотрансформаторов номинальный ток определяется по проходной мощности. В (1.2) коэффициент запаса по избирательности принимается равным .

При расчете защиты учитывается, что тормозная характеристика реле имеет два участка, и отстройка от переходных и установившихся режимов внешних КЗ должна производиться как для режима без торможения, по которому определяются , так и для режима с торможением, по которому определяется коэффициент торможения.

Рекомендуется [3] следующая методика расчета.

1. Определяются по (1.9) расчетные первичные токи и находятся по (1.10) вторичные номинальные токи в плечах защиты для всех сторон защищаемого объекта.

2. Выбираются ответвления автотрансформатора тока для основной стороны (например, сторона основного питания) по таблице 1.1 или 1.2 по условию

где - значение тока автотрансформатора тока для основных ТТ защиты; для выбранного тока в таблице 1.1 или 1.2 дается значение ответвления автотрансформатора тока и трансреактора. При отсутствии выравнивающих автотрансформаторов тока на основной стороне

3. Определяются расчетные значения токов ответвлений автотрансформаторов (при их отсутствии трансреактора реле ) для неосновных n сторон защиты

4. Выбираются ответвления автотрансформатора тока для неосновных n сторон по таблице 1.1. или 1.2

для выбранного тока в таблице 1.1 и 1.2 дается значение тока трансреактора реле и указываются соответствующие ответвления автотрансформатора тока и трансреактора.

5. Определяются типы автотрансформаторов тока (АТ-31, АТ-32) и их коэффициенты трансформации по данным таблиц 1.1 и 1.2

6. Находятся расчетные токи ответвлений трансформаторов тока

7. Выбираются номера ответвлений и соответствующие номинальные токи трансформаторов тока реле (и приставки ПТ -1)

8. По схеме включения тормозных обмоток в плечах защиты выбирается относительный ток начала торможения:

торможение осуществляется от всех плеч защиты ;

торможение осуществляется не от всех плеч защиты .

9. Определяется первичный тормозной ток, соответствующий началу торможения

где - коэффициент распределения тока внешнего КЗ по сторонам n объекта (в долях от полного тока сквозного КЗ в расчетной точке).

10. Находится первичный ток небаланса в режиме, соответствующему началу торможения

где

- относительный суммарный ток небаланса; - коэффициент учитывающий переходный режим; - коэффициент однотипности ТТ; - относительная полная погрешность ТТ; - относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения на стороне n, принимается равной половине диапазона регулирования;

- погрешность выравнивания на неосновной стороне (n-1) объекта.

11. Определяется начальный первичный ток срабатывания чувствительности органа защиты по большему из двух условий:

а) отстройка от первичного тока небаланса в режиме торможения

б) отстройка от броска тока намагничивания и переходных токов внешних КЗ

12. Определяется относительный начальный ток срабатывания чувствительного органа при отсутствии торможения на расчетной стороне объекта

13. Определяется максимальный расчетный ток небаланса при внешнем трехфазном КЗ на стороне, обеспечивающей наибольший ток небаланса,

где определяется по (1.32) при ; ;

14. Находится коэффициент торможения защиты

где ; - относительный расчетный тормозной ток стороны n; - коэффициент запаса по избирательности.

15. Определяется первичный ток срабатывания отсечки по условию отстройки от максимального первичного тока небаланса при расчетном внешнем трехфазном КЗ

где - коэффициент запаса по избирательности; - относительный суммарный ток небаланса определяется по (1.32) при ; .

16. Находится относительное расчетное значение тока срабатывания отсечки

Принимается к установке ближайшее большее значение уставки (6 или 9).

17. Определяется коэффициент чувствительности защиты (ее чувствительного органа) [3]

где - минимальный ток КЗ на стороне n объекта при расчетном (m) виде повреждения в зоне защиты.

Отношение составляют:

при трехфазных КЗ - 1;

при двухфазных КЗ на стороне звезды - , на стороне треугольника - 1;

при однофазном КЗ - [3].

Методика расчета защиты с балансировкой намагничивающих сил плеч на трансреакторе реле.

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 (балансировки) МДС плеч защиты при внешних КЗ. Поскольку промежуточные автотрансформаторы тока обеспечивают более 100 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 сбалансированность 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

где - коэффициент отстройки от режимов подп. 1 для реле ДЗТ-21; - вторичный ток стороны защиты, принятой в качестве основной, определяется по (1.10).

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

где - коэффициент трансформации выравнивающего автотрансформатора тока определяется по данным таблицы 1.1 и 1.2 по формуле (1.27).

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

Условие (1.44) позволяет выполнить на реле минимальную уставку , (а не несколько большее значение), но при этом может возрастать погрешность выравнивания на неосновной стороне. Поэтому, если значение токов в (1.44) отличаются менее чем на 5%, то выбирается ближайшее . 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 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 (см таблицу 1.1 и 1.2) следует производить для значений , обеспечивающих больший приведенный вторичный ток.

2. Отстройка от расчетного периодического тока небаланса внешнего КЗ

где - коэффициент запаса по избирательности для реле ДЗТ-21; - ток небаланса дифференциальной защиты в расчетном режиме, приведенный к реле для основной стороны.

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

Составляющая обусловлена погрешностью трансформаторов тока

где - коэффициент, учитывающий переходной режим; - коэффициент однотипности трансформаторов тока; - относительная полная погрешность трансформаторов тока;

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

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

где - относительная погрешность регулирования напряжения, принимаемая равной половине диапазона регулирования на стороне n трансформатора; - 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

- погрешность выравнивания стороны n трансформатора;

- расчетное значение тока ответвления на стороне n трансформатора ; - принятые ответвления трансформатора на неосновных (n) сторонах; - ток внешнего КЗ, протекающий по стороне n трансформатора в расчетном режиме и приведенный к реле для основной стороны.

3. Выбор минимального тока срабатывания производится по большему из условий (1.42) и (1.45). при этом периодический ток небаланса определяется для режима отсутствия торможения, когда ток внешнего КЗ [см. (1.48)] принимается равным току начала торможения (), а относительная полная погрешность тока не превышает 0,05. При определении составляющих тока небаланса по (1.49) и по (1.50) распределение полного тока внешнего КЗ по сторонам трансформатора () принимается для расчетного случая, обеспечивающего наибольший суммарный ток небаланса.

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

торможение осуществляется от всех плеч защиты

торможение осуществляется не от всех плеч защиты

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

На трансформаторах тока принимаются ближайшие к ответвления . Для этого случая рекомендуется принимать

для ;

для

Коэффициент торможения реле ДЗТ-20 определяется по (1.22) в расчетном режиме внешнего КЗ, при котором получается максимальным. Из (1.22) следует, что расчетный режим должен соответствовать максимальному току небаланса по (1.46), (1.45) и минимальному суммарному току торможения по (1.21) в режиме сквозного КЗ, когда

6. Ток срабатывания отсечки определяется по большему из токов, найденных по (1.42) и (1.45). При этом в (1.42) принимается , если приведенные вторичные токи примерно соответствуют ответвлениям рабочей цепи трансреактора (), и , если выбранные ответвления существенно меньше приведенного вторичного номинального тока. При отстройке от периодических токов небаланса в (1.45) принимается и вводится сомножитель , учитывающий переходный процесс. Поскольку отсечка реагирует на среднее значение напряжения трансреактора . Значения 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) , при разнотипных трансформаторах тока .

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

При внутренних КЗ без торможения коэффициент чувствительности определяется как

где - приведенный рабочий (дифференциальный) ток реле; - 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 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 -с учетом схемы соединения ТТ на сторонах защиты [3].

;

где - ток срабатывания защиты.

При наличии торможения коэффициент чувствительности определяется по графику тормозной характеристики, для чего на рисунке 1.5 наносится точка А с координатами (), которая соединяется с началом координат. Прямая А0 является геометрическим местом точек, соответствующим 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 (1.36), но требования к нему в соответствии с ПУЭ [4] снижены до 1,8.

Отметим, что реле ДЗТ-20 при выборе 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 токи для всех n сторон защищаемого оборудования по (1.9)

2. Определяются вторичные номинальные токи плеч защиты по (1.10).

3. Выбираются ответвления промежуточных автотрансформаторов тока , ближайшие к значениям вторичных номинальных токов сторон защиты по таблице 1.1 и 1.2, при которых рекомендуется ответвления на будут больше.

4. Выбираются ответвления на трансформаторе на сторонах, где отсутствуют промежуточные автотрансформаторы тока по (1.44).

5. Определяется коэффициент трансформации автотрансформаторов тока по (1.27).

6. Находятся вторичные номинальные токи, приведенные к реле с учетом замечаний по (1.43).

7. Выбирается основная сторона защиты по большему из токов с учетом замечаний п.1.2.3 (подп. 1).

8. Находятся расчетные значения ответвлений трансреактора для неосновных сторон защиты по (1.52).

9. Выбираются ответвления трансреактора для неосновных сторон и определяются по (1.51) - относительные погрешности выравнивания для этих сторон.

10. Определяются стороны, на которых используется торможение, находятся по (1.53) номинальные ответвления трансформаторов тока и принимаются токи начала торможения в соответствии с п.1.2.3. (подп. 4).

11. Находится минимальный ток срабатывания реле по большему из значений, полученных по (1.42) и (1.45). При определении составляющих токов небаланса по (1.49) и (1.50) значение находится по (1.48) при и токораспределению внешнего КЗ по сторонам защиты в режиме, обеспечивающем наибольший суммарный ток небаланса.

12. Определяется по (1.18) относительный минимальный ток срабатывания для выполнения уставки на реле.

13. Находится коэффициент торможения защиты по (1.22). входящие в (1.22) значения и определяются по (1.20), (1.45) и (1.21) в режиме сквозного КЗ при токораспределении по сторонам объекта, обеспечивающим наибольший ток небаланса при минимальном торможении.

14. Определяется ток срабатывания отсечки по большему значению из (1.42) и (1.45) в расчетных режимах с учетом замечаний п.1.2.3 (подп. 6). Находится по (1.17) относительный ток срабатывания и принимается к установке ближайшее большее значение.

15. Вычисляются по (1.54), (1.55) значения коэффициентов чувствительности при внутренних КЗ в расчетных точках с минимальными токами.

Максимальная токовая защита от междуфазных повреждений