44.Дифференциальная токовая защита с промежуточными  насыщающимися  трансформаторами тока. Принцип действия насыщающегося трансформатора тока. Расчет тока срабатывания. Реле РНТ-565. Реле ДЗТ-11.

Дифференциальная токовая отсечка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Является наибо­лее простой из дифференциальных защит трансформаторов. КА1, КА2 – максимальные реле тока, на­пример РТ-40 или РТМ. Они включаемются непосредственно в дифференциальную цепь схемы без каких-либо промежуточных устройств.

 Отстройка от бросков тока намагничивания достигается выбором тока срабатыва­ния.

1. При использовании реле прямого действия с учетом собственного времени дейст­вия реле РТМ

2. В схемах с реле косвенно­го действия с учетом времени срабатывания реле тока  и  промежуточного   реле.

t.р=0,04 ...0,06 с.  За это время ток на­магничивания снижается и ток срабатывания защиты выбирают с уче­том его затухания, при­нимая k_отс = 3,0…4,5.

Преимущество.

1. Быстродействие и простота

Недостаток.

1. Большой тока сраба­тывания. Низкая чувствительность

Дифференциальная токовая отсечка применяется на трансформаторах относительно небольшой мощности. При этом отсечка должна обеспечивать необхо­димую чувствительность при коротких за­мыканиях на выводах трансформатора.

2. Дифференциальная токовая защита с промежуточными  насыщающимися  трансформаторами тока. Для выполнения защиты используются реле с НТТ типа РНТ-565.

Основным элементом реле является насыщающийся трансформатор. Обозначение TLAT.

Насыщающийся трансформатор тока TLAT содержит трехстержневой ферромагнитный сердечник. Воздействую­щая величина (ток I₁) поступает в первичную обмотку w₁ а к вто­ричной w₂ подключается измерительное максимальное реле тока КА. Характеристика I_p=f{I₁) насыщающегося трансформатора зависит от характера изменения тока I₁. Если ток I1 cинусоидальный, то маг­нитная индукция в сердечнике изменяется в широких пределах —Bmax<=B<=Bmax. Указанному изменению индукции пропорционально среднее значение ЭДС вторичной обмотки и ток Iр в реле. В этом случае НТТ действует как обычный трансформатор тока. Апериодическая слагающая насыщает магнитопровод и изменяет режим работы НТТ.

На рисунке показан случай, ког­да ток  i_бр   (бросок тока  намагничивания  включаемого силового трансформатора) из-за апериодической слагающей полностью смещен относительно оси времени. Прохождение такого тока по обмотке w₁ НТТ сопровождается изменением индукции только в пределах +B_S>=B>=+B_r. Поэтому среднее значение ЭДС вторич­ной обмотки и ток в реле получаются намного меньшими, несмот­ря на то что ток I_бр.max>I_m1. Обмотки w_K' и w_K" предусмотрены для усиления действия апериодической слагающей.

Насыщающиеся трансфор­маторы тока, применяемые в реле, отличаются от рассмотренных НТТ числом первичных обмоток. На магнитопроводе НТТ ре­ле РНТ-565  кроме основной рабочей обмотки Wраб(w₁) размещены до­полнительные  обмотки.  У реле  РНТ-565  они  используются  как уравнительные Wур I и WурII при неравенстве сравниваемых токов. Обмотки Wраб, Wур I и WурII выполнены секциони­рованными с отводами для возможности   дискретного   изменения параметров реле. Во всех обмотках НТТ, кроме вторичной w₂, предусмотрено пере­ключение чисел витков для изменения уставок срабатывания реле.

Принципиальная схема защиты трансформатора с ТLАТ в однофазном изображении

 Реле РНТ-565 применяются в том случае, если чувствительность токовой от­сечки недостаточна. При этом требуемую чувствительность защита имеет обычно на двухобмоточных трансформаторах мощностью менее 25 МВА.

Предварительное определение то­ка срабатывания выполняется по двум  условиям

1. По условию отстройки от броска тока намагничивания:

I_c.з.>=1,3_.*I_т.ном.       

2. По условию отстройки от максимального первичного тока небаланса.

При этом учитывается, что для защиты с НТТ коэффициент k_ап=1,0, а составляющая тока небаланса Df_вр в первом приближе­нии не учитывается благодаря соответствующему выбору числа витков уравнительных обмоток НТТ,

Принимается большее из двух полученных значений тока срабаты­вания и производится предварительная проверка чувствительности.

Расчетным по чувствительности является двухфазное к. з. на стороне низшего напряжения в минимальном режиме работы пи­тающей системы и при максимальном сопротивлении защищаемого трансформатора.

Если это условие обеспечивается, то расчет параметров защиты продолжают. Выбирают схему сое­динения трансформаторов тока и их коэффициенты трансформа­ции, определяют число витков дифференциальной Wдиф (Wраб) и уравнительных W_УРI и W_УРII обмоток исходя из принятого значения тока срабатывания, магнитодвижущей силы срабатывания Fc.р. и условия полного выравнивания

В ряде случаев чувствительность защиты с реле РНТ может оказаться недостаточной. В таких случаях диф­ференциальная защита выполняется посредством реле с торможе­нием.

3. Дифференциальная токовая защита на основе реле с магнит­ным торможением.

Для дифференциальной защи­ты трансформаторов выпускаются реле с магнитным торможением типа ДЗТ-11.В реле ДЗТ-11 используется НТТ с дополнительной обмоткой управления, которая называется тормозной обмоткой. Обмотка управления предназначена для изменения характеристики НТТ. Дополнительный ток Iу, протекающий по обмотке управления изменяет степень намагничивания НТТ. С увеличением тока Iу, степень намагничивания увеличивается. Ток небаланса, протекающий по обмотке реле при переходном процессе уменьшается.

Ток срабатывания защиты c реле ДЗТ-11 зависит от числа витков и значения то­ка тормозной обмотки. От­стройка от бросков тока намагничивания достигается выбором тока Iс.з min по условию

I_c.з.>=k_отс.*I_т.ном.                                       (1).

Коэффициент отстройки k_отс принимается рав­ным 1,5, так как реле ДЗТ-11 имеет худшие, чем реле РНТ, пара­метры в отношении отстройки от неустановившихся токов из-за отсутствия в НТТ реле короткозамкнутой обмотки. Далее расчет витков НТТ реле и максимального первичного тока небаланса I_{нб.рсч max1} выполняется, как и для реле РНТ. Дополнением к этому расчету является вы­бор числа витков тормозной обмотки Wтрм, обеспечивающих от­стройку от I_{нб.рсч max1}.

Общая оценка дифференциальных защит трансформаторов. Дифференциальные защиты обеспечивают быстрое и селективное отключение повреждений в зоне, охватываемой трансформаторами тока. Рекомендуется применять дифференциальную защиту на оди­ночно работающих трансформаторах мощностью Рт>=6,3 МВ-А и на трансформаторах мощностью Рт>=4 МВ-А, работающих парал­лельно. Дифференциальная защита устанавливается также на трансформаторах мощностью Рт=:1 ...4 МВ-А в том случае, если: токовая отсечка не удовлетворяет требованиям чувствительности, а максимальная токовая защита имеет выдержку времени tс.з.>>0,5 с; трансформатор установлен в районе, подверженном земле­трясениям.

При выборе схемы дифференциальной защиты необходимо прежде всего рассмотреть возможность применения наиболее про­стой из дифференциальных защит — дифференциальной токовой отсечки. Только в случае ее недостаточной чувствительности сле­дует использовать реле РНТ. Защиты с реле, имеющими торможе­ние, наиболее сложны, и их применение оправдано только невоз­можностью отстройки защиты без торможения от установившихся значений максимального тока небаланса при внешних коротких за­мыканиях.

Дифференциальная токовая защита имеет тот недостаток, что может отказать из-за недостаточной чувствительности при внут­ренних коротких замыканиях, например витковых. Это вызывает необходимость устанавливать наряду с дифференциальной и газо­вую защиту.

 

 

 

45.Токовая защита трансформатора от сверхтоков.

На трансформаторах предусматрива­ются резервные защиты для действия при внешних коротких за­мыканиях в случае отказа защит или выключателей смежных эле­ментов. Одновременно они являются основными защитами шин, на которые работает трансформатор, если на шинах отсутствует собственная защита. В качестве защит от внешних коротких замы­каний применяются токовые защиты с выдержкой времени с вклю­чением реле на полные токи фаз и на их симметричные составляю­щие. Эти защиты реагируют и на внутренние короткие замыкания, поэтому могут использоваться как резервные или как основные защиты трансформаторов.

Токовая защита от сверхтоков внешних многофазных коротких замыканий. В соответствии с ПУЭ на трансформаторах мощностью менее 1 МВ-А предусматривается максимальная токовая защита, действующая на отключение. Она же вместе с токовой отсечкой яв­ляется основной защитой трансформатора. Схемы МТЗ трансформатора выполняются аналогично схемам третьей ступени защиты со ступенчатой характеристикой и схемам МТЗ линий.

На многообмоточных трансформаторах максимальная токовая защита должна обеспечить отключение только того выключателя, со стороны которого происходит короткое замыкание. На трехобмоточном трансформаторе с односторонним питанием это достига­ется путем установки отдельных защит с каждой стороны и соблюдения условий селективностиа при выборе выдержек времени.

На транс­форматорах мощностью более 1 МВ-А должна быть предусмотре­на максимальная токовая защита с комбинированным пусковым органом напряжения.

Наличие комбини­рованного пускового органа напряжения позволяет выбрать ток срабатывания защиты без учета перегрузки трансформатора по ус­ловию

где kотc111 принимается равным 1,2, а kв = 0,8.

Напряжение срабатывания защиты определяется по следующим условиям: для минимального реле напряжения, включенного на междуфазное напряжение, исходя из

обеспечения возврата реле в условиях самозапуска после отключения внешнего короткого замы­кания— по выражению

отстройки от напряжения самозапуска Ucзп при включении двигателей нагрузки — по выра­жению

В ориентировочных расчетах напряжение Uраб min принимают равным (0,9... 0,85). Ucзп — равным примерно 0,7Uном. Коэффициент отстройки kотс и коэффициент возврата kв рекомендуется принимать равными 1,2.

Токовая защита от перегрузок. Перегрузка обычно является симметричной, поэтому защита от перегрузки выполняется одним реле тока KA1, включенным в цепь одного из трансформаторов то­ка защиты от внешних коротких замыканий. Ток срабатывания реле определяется по выражению

Iс.р= (k_отс/k_в) (I_т.ном/К_I).

Коэффициент k_отс учитывает только погрешность в токе срабатывания и принимается равным k_отс = 1,05. Для отстройки от кратковременных перегрузок и коротких замыканий предусматри­вается реле времени КТ1, рассчитанное на длительное прохожде­ние тока в его обмотках. Выдержка времени принимается на сту­пень селективности больше, чем время срабатывания защиты трансформатора от внешних коротких замыканий.

 

ПЛАВКИЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ.

В сетях напряжением 35 кВ для за­щиты трансформаторов применяются  выхлопные   предохранители ПВТ-35-100-3,2У1. В сетях же напряжением 6  (10)  кВ наибольшее применение получили предохранители типа. Обыч­но они устанавливаются вместе   с выключателем нагрузки типа ВНП. При этом трансформатор отключается и включается выклю­чателем нагрузки, а предохранитель выполняет функции токовой защиты и коммутационного аппарата при отключении поврежден­ного   трансформатора.   При   внутренних   витковых  повреждениях токи, проходящие по предохранителю, обычно недостаточны для его срабатывания. Применение предохранителей значительно удешевляет установку. Однако из-за старения плавких вставок и по другим причинам  их  защитные характеристики нестабильны, кроме того, они отличаются от характеристик релейной защиты смежных с трансформатором элементов. Все это затрудняет, а в ряде случаев исключает возможность добиться селективности дей­ствия предохранителей.