Релейная защита в распределительных электрических Б90 сетях

Получили распространение следующие разновидности дифференциальных защит трансформаторов: дифференциальная токовая отсечка, дифференциальная защита без торможения и дифференциальная защита с торможением [2, 3, 4].

Дифференциальная токовая отсечка выполняется на основе обычных токовых реле РТ-40, включенных без насыщающихся ТТ (рис. 2.24). Основное достоинство дифференциальной отсечки — простота и связанные с этим дешевизна и меньшая сложность при выборе уставок. Однако главный недостаток такой защиты — большой ток срабатывания — часто приводит к недостаточной чувствительности и, соответственно, невозможности использования этой разновидности дифференциальной защиты.

Дифференциальная защита без торможения на основе реле серии РНТ (РНТ-565) используется, главным образом, на трансформаторах без РПН. Упрощенная схема реле РНТ-565 представлена на рис. 2.25.

Здесь w_BT — вторичная обмотка; w_K3 — короткозамкнутая обмотка; w_PAB — рабочая обмотка, число витков которой может быть выставлено в интервале от 8 до 35 с точностью до одного витка; w_УP 1 и w_{УP 2} — уравнительные обмотки, для каждой из которых может быть выставлено число витков от 0 до 34 также с шагом в один виток.

Благодаря использованию в конструкции реле насыщающегося ТТ (НТТ) и короткозамкнутой обмотки удается снизить ток срабатывания защиты и повысить ее чувствительность. Схема одного из возможных вариантов исполнения дифференциальной защиты двухобмоточного трансформатора на основе реле РНТ-565 представлена на рис. 2.26.

Дифференциальную защиту с торможением на основе реле серии ДЗТ (например, ДЗТ-11) обычно устанавливают на трансформаторах с РПН. На упрощенной схеме реле ДЗТ-11 (рис. 2.27) w_T — так называемая обмотка торможения, число витков которой может быть выставлено из следующего ряда: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 18, 24. Характеристики рабочей и уравнительных обмоток те же, что и для реле РНТ-565. Благодаря наличию обмотки торможения на магнитопроводе НТТ ток срабатывания защиты выбирают только по условию отстройки от броска тока намагничивания (ток небаланса не учитывают). Обычно это приводит к еще большему увеличению чувствительности защиты. Однако существуют ситуации, когда большей чувствительностью обладает все же защита на основе реле РНТ, поэтому в общем случае может быть рекомендован алгоритм выбора разновидности защиты, предполагающий проверку возможности использования каждой из трех перечисленных выше защит в том же порядке.

2.6.1. Выбор тока срабатывания дифференциальных защит

Расчеты дифференциальных защит двухобмоточных трансформаторов с большим диапазоном регулирования напряжения (AUj,^ % > 10 %) следует начинать со стороны ВН, так как именно на этой стороне установлено устройство РПН [4].

Ток срабатывания дифференциальной защиты отстраивается от броска тока намагничивания (для всех защит) и от тока небаланса (кроме защиты с торможением), то есть соответственно:

где k_{OT CP} — коэффициент отстройки от броска тока намагничивания, для дифференциальной токовой отсечки k_{ОТ СР} ≈ (3,4–4), для реле типа РНТ k_{OT CP} = 1,3, для реле ДЗТ — k

_{OT CP} = 1,5;

I_{HOM Т} — номинальный ток трансформатора;

k_З — коэффициент запаса, для дифференциальной токовой отсечки и для реле типа РНТ k₃ = 1,3, для реле ДЗТ — k₃ = 1,5;

I_НБ — ток небаланса.

При наличии РПН бросок тока намагничивания рассчитывают для его (РПН) крайнего «отрицательного» положения [4]:

где S

_T — номинальная мощность трансформатора;

U_{HOM 1} — его номинальное первичное напряжение;

ΔU_PПН — половина полного диапазона регулирования напряжения на стороне ВН, относительное значение.

Ток небаланса включает в себя три составляющие:

Первая обусловлена погрешностью ТТ:

Вторая составляющая тока небаланса вызвана наличием РПН:

Третья обусловлена невозможностью установки на коммутаторах реле РНТ и ДЗТ расчетных дробных чисел витков:

или неполным выравниванием токов в плечах защиты при подборе ТТ:

где w_{ВН РАСЧ} — расчетное число витков уравнительной обмотки, включенной на стороне ВН;

w_ВН

— принятое целое число витков той же обмотки;

I_{2 BH} и I_{2 HH} — средние значения вторичных номинальных токов за ТТ на сторонах ВН и НН соответственно:

Здесь k_CX — коэффициент, учитывающий схему включения вторичных обмоток ТТ и обмоток реле, k_{CX BH} = √3, k_{CX HH} = 1; k_TT — коэффициенты трансформации ТТ, установленных на сторонах ВН и НН защищаемого силового трансформатора.

2.6.2. Расчет числа витков обмоток реле РНТ-565 и ДЗТ-11

Определяется ток срабатывания реле для стороны ВН:

Рассчитывается и округляется в меньшую сторону число витков уравнительной обмотки на стороне ВН (первой, см. рис. 2.26):