4.6.3. Расчет защит трехобмоточного трансформатора тдцтн-63000/220

1) Исходные предпосылки и расчет т.к.з. Требуется рассчитать защиту трехобмоточного понижающего трансформатора ТДЦТН–63000/220 ( ) питающегося от энергосистемы с параметрами =12 Ом, =18 Ом (сопротивления проведены к =230 кВ).

Для составления схемы замещения вычисляются сопротивления сторон трансформатора

;

;

, где

;

;

;

При расчетах т.к.з. для защит трансформаторов с РПН следует учесть изменение сопротивления за счет регулирования напряжения. Для трансформаторов 220 кВ приближенно можно принять:

;

;

отсюда

;

;

;

.

Р ис. 4.6. Поясняющая схема и схема замещения к примеру расчета защиты понижающего трансформатора.

Ток к.з. на шинах СН (точка К1 рисунок 4.5, а)

;

.

Т

ок к.з. на шинах НН (точка К2 рисунок 4.5 а)

;

.

Токи к.з. приведены к ступени напряжения 230 кВ.

2) Предварительный расчет дифференциальной защиты и выбор типа реле. Ток срабатывания защиты с реле РНТ определяется по большему из двух расчетных условий:

а) Отстройка от броска тока намагничивания

,

где .

б) Отстройка от тока небаланса

.

Принимается .

в) Предварительная проверка чувствительности производится по первичным токам при двухфазном к.з. на стороне НН (точка К4 рисунок 4.5)

.

Поскольку защита с реле РНТ не обеспечивает чувствительности, необходимо применить реле ДЗТ.

г) Ток срабатывания защиты с реле ДЗТ при отстройке от броска намагничивающего тока .

д) Ток срабатывания защиты с реле ДЗТ при отстройке от тока небаланса при к.з. на СН

.

е) Ток срабатывания защиты с реле ДЗТ при отстройке от тока небаланса при к.з. на НН

.

Принимаем реле ДЗТ-11 с установкой тормозной обмотки со стороны СН. Тогда отстройка по пункту д) будет обеспечена за счет торможения, а ток срабатывания защиты примем =261 А.

ж) Чувствительность защиты при к.з. на стороне НН при минимальном регулировании

,

несколько меньше нормируемой ( =2), однако уже при номинальном коэффициенте трансформации

;

Поэтому для упрощения защиты может быть применено реле ДЗТ–11, а не ДЗТ–13.

3. Выбор уставок реле ДЗТ

а) Первичные и вторичные токи сторон трансформатора. Данные расчета приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1.

Обозначение параметров	I-ВН-230 кВ	II-СН-38,5 кВ	III-НН-11 кВ
Cоединение ТТ	ТРЕУГОЛЬНИК	ТРЕУГОЛЬНИК	ЗВЕЗДА

Из таб. 4.1 следует, что в качестве основной следует взять сторону НН (11 кВ).

б) Ток срабатывания реле для основной стороны определяется так:

.

в) Расчетное число витков рабочей обмотки для основной стороны

витков.

Принимается витков, что соответствует

.

г) Расчетные числа витков для других сторон трансформатора:

• для стороны 220 кВ

.

Принимается витков.

• для стороны 35 кВ

.

Принимается витков.

д) Ток срабатывания защиты с учетом погрешности выравнивания находится по выражениям (4.2), (4.2), (4.4), (4,5) и (4.6):

,

где

.

е) Уточненный расчетный ток срабатывания реле

.

Поскольку расчетный ток срабатывания реле (7А) меньше фактического (7,14А), то выбор рабочих витков закончен.

ж) Расчетный ток небаланса защиты при к.з. на стороне 35 кВ с учетом погрешности выравнивания:

,

где

.

з) Число витков тормозной обмотки, находится по выражению (4.16)

.

Таким образом, к установке на реле принимаются следующие витки:

.

и) Чувствительность защиты определим приближенно по первичным токам при расчетном к.з. на стороне 11 кВ для случаев минимального и нормального регулирования трансформатора

и ,

где =273 А  фактический ток срабатывания защиты, определяем из выражения (4.10) по =7,14 А.

Поскольку коэффициент чувствительности защиты примерно соответствует 2, то защита рекомендуется к установке. Заметим, что проверка чувствительности при наличии торможения не производится, так как в данном примере этот режим отсутствует.

4) МТЗ (с комбинированным пуском по напряжению)

Для трехобмоточных трансформаторов с односторонним питанием в качестве резервной защиты рекомендуется установка на стороне питания МТЗ с пуском или без пуска по напряжению:

а) Первоначально определяется ток срабатывания МТЗ без пуска по напряжению в соответствии с выражением (4.19)

.

б) Чувствительность защиты проверим при к.з. на шинах СН и НН в минимальных расчетных режимах

и .

в) Поскольку чувствительность МТЗ без пуска по напряжению оказалась недостаточной, применим блокировку по напряжению с приемных сторон трансформатора. В этом случае ток срабатывания защиты, определенный по уравнению (4.6), равен

,

а чувствительность защиты в тех же расчетных точках составит

и .

г) Напряжение срабатывания органа блокировки при симметричных к.з. определим по выражению (4.20)

.

д) Напряжение срабатывания органа блокировки при несимметричных к.з.

.

е) Чувствительность блокирующих органов проверяется при к.з. на приемных сторонах трансформатора, куда и подключены блокирующие реле, т.е. =0

.

Тогда

;

.

Поскольку при к.з. на приемных сторонах трансформатора , то дифференциальные защиты шин на этих сторонах можно не устанавливать.