4.5. Особенности расчета защит повышающих трансформаторов и автотрансформаторов
Основная защита. В данном случае применяются в полном объёме те же защиты, что и для понижающих трансформаторов и автотрансформаторов.
Расчетными условиями для выбора тока срабатывания дифференциальной защиты являются внешние к.з. на шинах всех напряжений. Чувствительность защит проверяется при внутренних к.з. на выводах всех сторон трансформатора и при различных видах к.з. При нескольких трансформаторах или автотрансформаторах на подстанции расчетным всегда является режим раздельной работы.
Резервные защиты. В качестве резервных защит принимаются те же защиты, что и для понижающих трансформаторов или автотрансформаторов с двухсторонним питанием.
В целом, расчет резервных защит соответствует методике, изложенной ранее. Поскольку эти защиты устанавливаются на каждой стороне трансформатора или автотрансформатора и резервируют шины и отходящие присоединения, то чувствительность защит может быть проверена при к.з. на этих шинах. Для двухобмоточных трансформаторов МТЗ целесообразно установить на стороне наиболее вероятного питания, а чувствительность проверить при к.з. на шинах ВН и НН.
Защиты, действующие на сигнал. К этим защитам относятся: МТЗ от симметричного перегруза и газовая защита, реагирующая на медленное выделение газа.
4.6. Практические примеры расчета релейных защит трансформатора и автотрансформатора
В качестве примеров проведения расчетов рассмотрены следующие виды защит:
– дифференциальная защита двухобмоточного трансформатора с реле РНТ-565;
– дифференциальная защита автотрансформатора с реле ДЗТ-11;
– расчет защит трехобмоточного трансформатора ТДЦТН-63000/220;
- пример защиты повышающего трансформатора связи.
4.6.1. Расчет дифференциальной защиты двухобмоточного трансформатора с реле рнт-565
Исходные данные:
=16
МВА;
=115
кВ;
=6,6
кВ; трансформатор имеет РПН (
)%
со стороны высшего напряжения; схема
соединения обмоток
–11;
=870 А – максимальный ток на стороне 115
кВ при трехфазном к.з. на стороне 6,6 кВ;
=524
А минимальный ток на стороне 115 кВ при
двухфазном к.з. в зоне действия защиты
на стороне 6,6 кВ.
Первичные номинальные токи при среднем положении РПН:
;
.
Индексы 115 и 6,6 указывают сторону, к которой относится рассчитываемая величина.
С целью компенсации фазового сдвига первичных токов выбираем схемы соединения измерительных трансформаторов - треугольник со стороны высшего напряжения и звезду со стороны низшего напряжения. Принимаем коэффициенты трансформации измерительных трансформаторов:
=250/5;
=2000/5.Вторичные токи в плечах защиты:
;
.
Ток небаланса при внешнем к.з. без учета
:
.
Первичный ток срабатывания защиты по условию отстройки от тока небаланса при внешнем к.з.:
.По условию отстройки от броска тока намагничивания:
.
За расчетный ток срабатывания принимаем больший из полученных
=294,1
А. Оценим коэффициент чувствительности
.
По предварительной оценке коэффициента чувствительности применение реле РНТ-565 допустимо. За основную принимаем сторону 6,6 кВ с большим номинальным вторичным током:
;
виткам.
Находим число витков неосновной стороны 115 кВ:
виткам,
по которому определим третью составляющую небаланса
.
Расчетный ток небаланса с учетом третьей составляющей
.
Ток срабатывания защиты на основной стороне, приведенный к стороне 115 кВ,
.
Приемлемость выбранного числа витков определим по коэффициенту отстройки
.
Рисунок 4.4. Схема включения реле РНТ-565
Первую уравнительную обмотку реле РНТ-565 подсоединяем к трансформатору тока ТА1 стороны 115 кВ и набираем на ней 9 витков, вторую уравнительную обмотку
подсоединяем к трансформатору ТА2 со
стороны 6,6 кВ
и набираем на ней семь витков (рисунок
4.3). Рабочая обмотка не используется.
Оценим чувствительность защиты при
двухфазном к.з. на стороне низшего
напряжения
.
Учитывая, что мощность трансформатора меньше 80 МВА, полученную чувствительность дифференциальной защиты можно считать достаточной.
В защите трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой или в защитах многообмоточных трансформаторов токи небаланса могут иметь значительную величину. Отстройка от них недопустимо загрубляет дифференциальную защиту с реле типа РНТ даже в условиях уточненного расчета составляющих небаланса. В этом случае используются токовые реле с торможением типа ДЗТ-11.