1.2Продольная дифференциальная токовая защита трансформатора (автотрансформатора)
Продольная дифференциальная защита трансформатора (автотрансформатора) используется в качестве защиты от всех видов замыканий в обмотках и на выводах при включении на выносные ТТ и должна быть отстроена от бросков тока намагничивания и переходных значений токов небаланса, как в нагрузочном режиме, так и при внешних КЗ.
В данном разделе рассмотрены методики расчета параметров срабатывания продольной дифференциальной токовой защиты устройств RET 521 и RET 670.
Отстройка дифференциальной токовой защиты от различных режимов броска тока намагничивания при включении ненагруженного трансформатора (автотрансформатора) под напряжение обеспечивается за счет блокировки дифференциальной защиты по форме волны и относительной второй гармонике.
Для обеспечения чувствительности каждая группа ТТ должна быть подключена независимо.
1.2.1Расчет и выбор параметров срабатывания дифференциальной токовой защиты устройства ret 521
Функция дифференциальной токовой защиты в устройстве RET 521 обозначается DIFP и включает дифференциальную защиту с торможением и дифференциальную отсечку.
Защита выполняется пофазнонезависимой и использует токи со всех сторон защищаемого объекта. С каждой стороны защищаемого объекта к защите могут подводиться одна или две трехфазные группы ТТ. Токи всех сторон приводятся к опорной стороне. Цифровое выравнивание токов плеч производится в соответствии с Приложением В.
Выбор опорной (базисной) стороны осуществляется защитой автоматически: принимается сторона с наибольшей номинальной мощностью обмотки, а при равных мощностях сторон – сторона ВН. Однако для гарантированного приведения измеренных токов к требуемой стороне трансформатора (автотрансформатора) с равными номинальными мощностями обмоток необходимо задавать мощность этой обмотки больше номинальных мощностей остальных обмоток на минимальное значение 0,1 МВА согласно Приложению Б. Далее номинальный ток опорной стороны обозначается Iном,опор. Расчет дифференциальных токов в защите производится с учетом выравнивания модулей и сдвига фаз токов на сторонах защищаемого трансформатора (автотрансформатора).
Функция дифференциальной защиты может работать с учетом положения устройства РПН силового трансформатора (автотрансформатора), для этого необходимо задание дополнительных параметров в соответствии с Приложением Б.
В Приложении Г приведены требования к трансформаторам тока в схемах дифференциальной защиты с устройством RET 521. Необходимо иметь в виду, что приведенная ниже методика выбора параметров срабатывания функции дифференциальной защиты подразумевает, что приведенные требования полностью удовлетворены. В противном случае необходимо проконсультироваться со специалистами ООО «АББ Силовые и Автоматизированные Системы» и принять соответствующие меры (например, увеличить сечения кабеля, загрубить защиту).
В функции дифференциальной токовой защиты устройства RET 521 предусмотрено пять тормозных характеристик, представленных на рисунке 1 .1.
Рисунок 1.1 – Тормозные характеристики функции дифференциальной токовой защиты DIFP устройства RET 521
По оси ординат откладывается относительный дифференциальный ток (в долях от номинального тока опорной стороны), который формируется на базе действующих значений первых гармоник токов фаз в первичных обмотках ТТ. Дифференциальный ток всех трех фаз как для мгновенных i, так и для действующих значений основной гармоники I, равен сумме первичных токов плеч защиты, приведенных к опорной стороне:
, (1.1)
где I1, I2, I3 – векторы основной гармоники токов рассматриваемой фазы первого, второго и третьего плеч (сторон) защиты. Необходимо учитывать, что при наличии со стороны n двух групп ТТ соответствующий вектор тока равен сумме векторов токов, соответствующих этим ТТ, In = In,I + In,II.
По оси абсцисс откладывается относительный тормозной ток (приведенный к номинальному току опорной стороны с учетом отношения мощности соответствующей стороны к мощности обмотки опорной стороны), который формируется на базе действующих значений первых гармоник токов фаз в первичных обмотках ТТ. В качестве тормозного тока принимается наибольший из токов всех фаз и всех сторон защищаемого трансформатора (автотрансформатора):
, (1.2)
где I1A, I1B, I1C, I2A, I2B, I2C, I3A, I3B, I3C – модули токов первого, второго и третьего плеч (сторон) защиты фаз А, В и С. Необходимо учитывать, что при наличии со стороны n двух групп ТТ необходимо отдельно рассматривать величины токов, соответствующих этим ТТ: InА = max(InА,I, InА,II), InB = max(InB,I, InB,II), InC = max(InC,I, InC,II).
Тормозные характеристики в общем виде состоят из трех участков (на рисунке 1 .1 границы участков отмечены на примере тормозной характеристики №2):
– горизонтального (Участок 1) – до тормозного тока, равного 1,25. На этом участке срабатывание защиты определяется параметром срабатывания по дифференциальному току Idmin;
– первого наклонного (Участок 2) – до значения дифференциального тока «1,0», имеющего Наклон 1 с коэффициентом торможения Kторм1;
– второго наклонного (Участок 3) – до максимально возможного значения тормозного тока, имеющего Наклон 2 с коэффициентом торможения Kторм2.
Коэффициент торможения наклонных участков определяется по выражению
, (1.3)
где ΔIдиф – приращение дифференциального тока на границе срабатывания;
ΔIторм – приращение тормозного тока на границе срабатывания.
В таблице 1 .5 представлены значения коэффициентов торможения для всех имеющихся тормозных характеристик.
Таблица 1.5 – Значения коэффициентов торможения для пяти тормозных характеристик
№ тормозной характеристики |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Kторм1 |
0,15 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,49 |
Kторм2 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |