1.6 Защита силовых трансформаторов

Согласно ПУЭ, для трансформатора требуются следующие защиты:

- Защита от внутренних повреждений для трансформаторов менее 4 МВА – максимальная защита и токовая отсечка, для трансформаторов большей мощности – дифференциальная защита.

- Защита от повреждения внутри бака трансформатора или РПН – газовая защита трансформатора и устройства РПН с действием на сигнал и отключение.

- Защита от внешних коротких замыканий – максимальная защита с блокировкой по напряжению или без неё. Она же используется как резервная защита трансформаторов от внутренних повреждений.

- Защита от однофазных коротких замыканий на сторонах трансформатора с глухозаземлённой нейтралью.

- Защита от перегрузки с действием на сигнал. В ряде случаев, на ПС без обслуживающего персонала, защита от перегрузки выполняется с действием на разгрузку или на отключение.

Кроме непосредственно защит, требуются дополнительные токовые органы, например для автоматики охлаждения, блокировки РПН.

ТО и МТЗ рассчитываются согласно условиям, приведенным выше.

1.7 Дифференциальная защита трансформаторов

ДЗТ с торможением предназначена для защиты трансформатора (автотрансформатора) как от повреждений, сопровождающихся большими значениями токов, так и от межвитковых замыканий, при которых значение аварийного тока меньше номинального тока обмотки трансформатора. Характеристика срабатывания ступени пригодна для трансформаторов (автотрансформаторов) с односторонним и многосторонним питанием.

Характеристика срабатывания (тормозная характеристика) определяется соотношением величин первых гармоник дифференциального и тормозного токов.

Тормозная характеристика изображена на рис. 1.

Рис. 1. Тормозная характеристика ДЗТ

Тормозная характеристика определяется уставками:

«I_д1/I_ном» – минимальный дифференциальный ток (отнесенный к I_{НОМ ВН}) срабатывания;

«К_торм, %» – коэффициент торможения второго участка характеристики;

«I_т2/I_ном» – точка второго излома характеристики.

Характеристика имеет три участка:

УЧАСТОК 1 (отрезок А – B): точка В (точка первого излома характеристики) получается как пересечение уставки «I_д1/I_ном» с прямой, проходящей через начало координат и точку С. На данном участке дифференциальный ток, необходимый для отключения, постоянный.

УЧАСТОК 2 (между точками В и С): точка С определяется двумя уставками – наклоном прямой «К_торм, %» и «I_т2/I_ном».

УЧАСТОК 3 (правее точки С ): начало лежит в точке С, наклон участка постоянен и равен 60 градусам.

Таким образом, ломаная А, В, С делит плоскость ХY на две части – область срабатывания и несрабатывания. Все что лежит выше ломаной, является областью срабатывания.

Если расчётное соотношение токов I_диф/I_торм лежит выше границы разделения областей, то происходит срабатывание (при отсутствии в этот момент блокировок по другим условиям, например, по второй гармонике), и устройство выдает сигнал на отключение.

Имеется возможность вводить задержку на отключение на время, определяемое уставкой «Т, с». Вообще ДЗТ с торможением является быстродействующей, целью которой является как можно более быстрое отключение защищаемого объекта при аварии. Но в некоторых случаях бывает удобно ввести задержку на отключение (например, при проверке функционирования устройства). Рекомендуется в нормальном эксплуатационном режиме задавать уставку « Т, с – 0,00 ».

Время действия защиты «Т_защ», выводимое в «Параметрах отключения», отсчитывается от момента срабатывания токового органа до замыкания контактов реле отключения. В связи с тем, что время работы цифрового фильтра меняется в зависимости от величины и формы тока, временной интервал с момента появления аварии до замыкания контактов реле отключения может быть несколько занижен. Для определения точного времени можно воспользоваться аварийной осциллограммой, записываемой устройством.

Блокировка по второй гармонике при броске тока намагничивания основывается на контроле отношения действующего значения второй гармоники к действующему значению первой гармоники дифференциального тока. Срабатывание ДЗТ с торможением блокируется, если контролируемое соотношение превышает уставку «I_д2/I_д1». Блокировка находится в активном состоянии до тех пор, пока отношение не опустится ниже уставки.

Рекомендуемая уставка «I_д2/I_д1 – 0,15».

Предусмотрен специальный анализ характера дифференциального тока, позволяющий снимать блокировку по второй гармонике, если появление гармоники вызвано не броском тока намагничивания, а насыщением трансформаторов тока апериодической составляющей тока КЗ.

Параметры ступени с торможением приведены в таблице 1.

Таблица 1

Уставки, обозначенные на графике примем равными:

I_д1/I_ном=0,5;

К_торм, %=30%;

I_т2/I_ном=1,5;

I_д2/I_д1 = 0,15.