5. Расчёт защиты трансформатора т-3 10/0,4 кВ

Основные виды повреждений в трансформаторах:

• многофазные (междуфазные) КЗ в обмотках и на выводах;

• однофазные замыкания;

• внутренние повреждения.

Однофазные замыкания бывают двух видов: на землю и между витками одной фазы. Замыкания одной фазы на землю опасно для обмоток, присоединённых к сетям с глухозаземлёнными нейтралями.

При витковых замыканиях в замкнувших витках возникает значительный ток, разрушающий изоляцию и магнитопровод трансформатора.

К внутренним повреждениям относится, в частности «пожар стали» магнитопровода, который возникает при нарушении изоляции между листами магнитопровода ,что ведёт к увеличению потерь на перемагничивание и вихревые токи.

Анормальными режимами работы трансформатора являются:

• внешние КЗ, при которых через обмотки трансформатора могут проходить токи, превышающие номинальные, что приводит к нагреву изоляции обмоток и её старению или повреждению;

• перегрузка трансформатора, которая не влияет на работу системы электроснабжения, так как токи перегрузки, как правило, невелики и их повреждение допустимо в течение некоторого времени, достаточного для того, чтобы персонал принял меры к разгрузке трансформатора;

• недопустимое понижение уровня масла, которое может произойти при повреждении бака трансформатора.

В качестве защиты от междуфазных КЗ в обмотках и на их выводах для цеховых трансформаторов (номинальная мощность—до 2 500 кВА включительно) применяется токовая отсечка.

Токовая отсечка является простой быстродействующей защитой, однако имеет следующие недостатки:

• реагирует только на большие токи повреждения;

• охватывает своей зоной действия только часть трансформатора.

Токовая отсечка в сочетании с МТЗ и газовой защитой обеспечивает хорошую защиту трансформаторов малой и средней мощности.

Защита от внешних КЗ служит для отключения трансформаторов при КЗ на сборных шинах либо на отходящих от них присоединениях, если защиты или выключатели указанных элементов отказали в работе. Одновременно защита от внешних КЗ используется и для защиты трансформатора от повреждений. Так как по условиям селективности защита от внешних КЗ должна иметь выдержку времени, она не может быть быстродействующей. Поэтому она используется как основная только на маломощных трансформаторах. На трансформаторах .имеющих специальную защиту от внутренних повреждений, защита от внешних КЗ применяется как резервная.

Для защиты трансформаторов от внешних КЗ используется различные защиты: простая МТЗ, токовая обратной последовательности, токовая нулевой последовательности ,токовая с пуском по напряжению. Каждая из этих защит имеет свою область применения.

Рисунок 12 – Схема токовой защиты трансформатора Y/Y₀

6.1 Расчёт токовой отсечки

Междуфазные КЗ на трансформаторах могут происходить на выводах обмотки НН трансформатора, на сборных шинах НН и на от­ходящих элементах питаемой сети НН. Наибольшее значение тока соответствует трехфазному КЗ, причем во всех трех фазах токи равны между собой, как на стороне НН, так и на стороне ВН

Для защиты от междуфазных КЗ на выводах трансформатора и на части обмоток высшего напряжения выбираем схему двухфазной трёхлинейной неполной звезды с двумя реле типа РТ-40.

Ток срабатывания токовой отсечки:

где k_отс=1,2—коэффициент отстройки на реле типа РТ-40.

Ток срабатывания реле РТ-40:

Выбираем реле типа РТ-40/200.

Проверяем чувствительность токовой отсечки:

где I_р.min—ток в реле при двухфазном КЗ в конце защищаемого участка в минимальном режиме работы системы, А:

Время срабатывания токовой отсечки .