Трансформатор 35 кВ

Коэффициент возврата всех максимальных измерительных органов в расчетах рекомендуется принимать равным 0,95, а минимальных — 1,05.

Коэффициент возврата ДЗТ — не ниже 0,8.

Номинальные токи для всех сторон n трансформатора определяются ро выражению:

(8.28).

где Sном — номинальная мощность трансформатора;

Uном, n — номинальное напряжение стороны n.

А;

А.

Выбор уставок и проверка чувствительности дифференциальной защиты трансформатора.

Дифференциальная защита с торможением предназначена для отключения практически всех видов замыканий внутри защищаемой зоны, в том числе с малым током замыкания. В дифференциальной токовой защите для каждой фазы предусмотрены орган дифференциальной токовой отсечки и дифференциальный орган с торможением.

Формирование рабочих величин дифференциального органа с торможением (дифференциального о тормозного токов) происходит следующим образом.

Дифференциальный ток рассчитывается как сумма токов плеч основной гармоники соответствующего канала дифференциальной токовой защиты:

(8.29).

где — основные гармоники токов плеч рассматриваемого канала дифференциальной защиты (канала фазы А, В или С), приведенные к номинальному току наиболее мощной обмотки (базисному току).

Входной ток, равный току плеча с максимальным модулем, выходной и тормозной токи определяются в соответствии со следующими выражениями:

8.30).

.

где ц — угол между входным и выходным токами.

Рассмотрим принцип формирования дифференциального и тормозного токов на примере двухобмоточного трансформатора с питанием со стороны при внешнем и внутренним КЗ (рисунок — 8.6). В качестве положительного принято направление к объекту защиты.

Рисунок 8.6 — Токораспределение в двухобмоточном трансформаторе при внешнем (а) и внутреннем (б) КЗ Рассмотрим внешнее КЗ (рисунок 8.6а). В соответствии с описанными выше принципами дифференциальный ток равен:

Входной ток равен максимальному из токов т. е. току .

Выходной ток равен:

(8.31).

Выходной и входной токи равны, значит угол между ними ц = 0. Тогда тормозной ток определяется по выражению:

(8.32).

При внутреннем КЗ (рисунок 8.6б). В данном примере предполагается, что со стороны НН подпитки нет, т. е.. При этом дифференциальный ток равен:

.

Входной ток равен максимальному из токов .

Выходной ток равен:

(8.33).

Токи, необходимые для расчета уставок, и сами уставки следует рассчитывать в относительных единицах, т. е. в долях от номинального тока наиболее мощной обмотки (базисный ток). Для задания в терминале значений уставок, полученных в относительных единицах, умножить на 100%.

В терминале предусмотрена защита для двух и трехобмоточных трансформаторов с разными группами соединения обмоток. Схема и группа соединения задается в виде отдельной программной накладки «Группа», которая может быть задана равной одному из значений:

«0 — Yy-00», «1 — Dd-00», «2 — Yd-11» — для двухобмоточных трансформаторов;

«3 — Yyy-00−00», «4 — Ddd-00−00», «5 — Yyd-00−11», «6 — Ydd-11−11» — для трехобмоточных трансформаторов.

Компенсация 11 группы соединения силового трансформатора производится цифровым способом, что позволяет использовать по всем сторонам ТТ, соединенные в группу «звезда». Предусмотрена возможность использования ДЗТ в схеме с измерительными ТТ на стороне ВН и СН, соединенными в группу «треугольник». В этом случае требуется задать уставку группы соединения равной Д/Д-0 или Д/Д/Д-0−0. Предусмотрена возможность использования ДЗТ в схеме с ТТ на стороне СН и/или НН, соединенными в группу «неполная звезда». В этом случае дифференциальная защита выполняется двух канальной. Для этого требуется вывести канал ДЗТ фазы В с помощью программной накладки N10.

Выбор уставок дифференциального органа с торможением Дифференциальную защиту трансформаторов необходимо отстраивать от максимального тока небаланса, а также от броска тока намагничивания (БТН). Отстройка от тока небаланса производится, как правило, за счет выбора уставок тормозной характеристики (ТХ). Отстройка режимов БТН обеспечивается с помощью торможения от блокировки по второй гармонике и блокировки по форме тока.

Тормозная характеристика состоит из двух участков (рисунок 8.7) и характеризуется следующими уставками:

начальный дифференциальный ток срабатывания Iдиф. нач;

начальный тормозной ток Iторм. нач;

коэффициент торможения Kторм;

тормозной ток блокировки Iблок.

Рисунок 8.7 — Тормозная характеристика дифференциальной защиты трансформатора.

Для торможения дифференциального органа в режимах внешнего замыкания, сопровождающихся насыщением измерительных трансформаторов тока, область тормозной характеристики выводится по критерию, что входной и/или выходной токи меньше уставки.

Также для дифференциального органа с торможением должны быть заданы:

уставка блокировки по второй гармонике Kгарм2;

ток автоматической активации блокировки по второй гармонике при обнаружении внешнего КЗ Iакт. г2.

Уставки характеристики выбираются по условию отстройки от тока небаланса. Относительный ток небаланса в общем виде может быть определен как сумма трех составляющих, которые обусловлены погрешностями трансформаторов тока с учетом рабочего ответвления РПН и погрешностью выравнивания токов плеч в терминале защиты:

(8.34).

(8.35).

(8.36).

(8.37).

где — составляющая тока небаланса, обусловленная погрешностью ТТ;

— коэффициент учитывающий переходный режим (наличие апериодической составляющей тока), рекомендуется принимать 1;

— коэффициент однотипности трансформаторов тока. Для защиты «Бреслер» рекомендуется во всех рассматриваемых режимах с запасом принимать коэффициент однотипности равным 1,0;

— относительное значение полной погрешности трансформаторов тока. Рекомендуется во всех случаях с запасом принимать величину равной 0,1;

— составляющая тока небаланса, обусловленная регулированием напряжение защищаемого трансформатора;

— погрешность, обусловленная регулированием напряжения под нагрузкой. Принимается равной максимальному отклонению напряжения от номинального при регулировании под нагрузкой в относительных величинах;

— составляющая тока небаланса, обусловленная погрешностью выравнивания токов плеч в терминале защиты;

— погрешность выравнивания токов плеч в терминале защиты. Следует принимать равной 0,03;

— относительный ток в режиме, для которого производится расчет небаланса, рекомендуется принимать номинальному току, т. е. значению 1. В случае недостаточной чувствительности в уточненных расчетах величина может быть принята равной начальному тормозному току Iторм.

Начальный дифференциальный ток срабатывания выбирается по условию отстройки от тока небаланса в нормальном режиме работы трансформатора:

где kотс = 1,1…1,3 — коэффициент отстройки, учитывающий ошибки расчета и необходимый запас;

Уставка в устройстве обозначается «Iдиф.н» и задается в процентах от номинального тока наиболее мощной обмотки. Для этого выбранное значение уставки Iдиф. н* необходимо умножить на 100%.

Начальный тормозной ток рекомендуется выбирать из диапазона:

Уставка принимается равной минимальному значению 0,6 для пускорезервных трансформаторов и трансформаторов, на которых возможно несинхронное АВР. В остальных случаях уставка может быть принята равной 1,0. Принимаем значение 1.

Уставка в устройстве обозначается «Iторм» и задается в процентах от номинального тока наиболее мощной обмотки. Для этого выбранное значение уставки Iторм необходимо умножить на 100%.

Ток блокировки рекомендуется отстраивать от максимально возможного сквозного тока нагрузки. Уставку рекомендуется выбирать из диапазона:

Своего наибольшего значения сквозной ток нагрузки достигает при действии АВР секционного выключателя или АПВ питающих линий и может быть принят равным 1,5 при Iторм=1,0 и 1,2 при Iторм=0,6. Принимаем 1,5.

Уставка в устройстве обозначается «Iблок» и задается в процентов от номинального тока наиболее мощной обмотки. Для этого выбранное значение уставки Iблок необходимо умножить на 100%.

Коэффициент торможения рекомендуется рассчитывать по выражению:

(8.38).

где — относительный расчетный дифференциальный ток срабатывания при расчетном внешнем КЗ;

где — 1,1…1,3 — коэффициент отстройки;

— ток, определяемый для режима внешнего КЗ. При этом коэффициент переходного режима kпер рекомендуется принимать равным 1,5…2,0; величину Iрасч* рекомендуется принимать равной максимальному относительному току при внешнем (как правило, трехфазном) КЗ.

где Iторм. расч — тормозной ток в расчетном режиме. Принимается равным максимальному относительному току при внешнем (как правило, трехфазном) КЗ.

Принимаем минимальную уставку 0,3.

Уставка в устройстве обозначается «Kторм» и задается в процентах от номинального тока наиболее мощной обмотки. Для этого выбранные значение уставки Kторм необходимо умножить на 100%.

Блокировка по второй гармонике предусмотрена для отстройки дифференциального органа от БТН, а также для дополнительного торможения защиты в режиме внешнего КЗ. Она реагирует на отношение модуля второй гармоники дифференциального тока к модулю основной гармоники. Уставку «Кгарм2» рекомендуется принимать равной 14%.

С помощью программной накладки N11 в устройстве защиты задается режим работы блокировки по второй гармонике:

«1 — постоянная» — режим непрерывной работы;

«2 — автоматическая» — режим автоматической активации.

В режиме автоматической активации блокировка находится в действии при выполнении хотя бы одного из условий:

модуль входного тока Iвх ниже 5% номинального тока транформатора;

модуль входного тока резко увеличился (стал больше уставки Iактг2), в то время как дифференциальный ток Iдиф остался достаточно малым.

Если значение программной накладки N11 принято равным «1 — постоянная», то предусмотрено продление работы блокировки при постановке силового трансформатора под напряжением в течении заданного времени с момента включения. Если значение программной накладки N11 принято равным «2 — автоматическая», то блокировка вводится в действие на заданное время с момента обнаружения внешнего замыкания для дополнительного торможения дифференциального органа в данном режиме, а также в случае возможного режима броска намагничивающего тока, возникающего после отключения внешнего замыкания.

Уставку Iактг2 рекомендуется выбирать по условию отстройки от максимального сквозного тока в нагрузочном режиме:

где kотс=1,2…1,5 — коэффициент отстройки;

Iнагр.макс* - относительный максимальный нагрузочный ток, так как нагрузку по линиям 35 кВ приняли равной номинальному току трансформатора;

где Iнагр — максимальный нагрузочный ток, приведенный к стороне ВН защищаемого трансформатора;

Iном.ВН — номинальный ток защищаемого трансформатора со стороны ВН.

Уставка в устройстве обозначается «Iактг2» и задается в процентах от номинального тока наиболее мощной обмотки. Для этого выбранное значение уставки Iактг2 необходимо умножить на 100%.

Для защиты «Бреслер ШТ 2108» проверку чувствительности производить не обязательно, т.к. она выполняется всегда.

Выбор уставок дифференциальной токовой отсечки Дифференциальная токовая отсечка предназначена для мгновенного отключения больших токов повреждения в зоне действия защиты. Особенно эффективно использование отсечки на трансформаторах средней мощности.

Так как дифференциальная токовая отсечка является грубым измерительным органом и выполняется без торможения, то ее уставку по дифференциальному току срабатывания необходимо отстроить от бросков тока намагничивания и токов небаланса при внешних КЗ.

Отстройка от бросков тока намагничивания обеспечивается при выполнении условия:

Возможно использование уточненного значения уровня дифференциального тока в максимальном режиме БТН с учетом опыта эксплуатации защищаемого трансформатора или рассчитанного по соответствующим методикам.

По условию отстройки от максимального тока небаланса при внешних КЗ уставку рекомендуется рассчитывать по выражению:

(8.39).

kотс = 1,5 — коэффициент отстройки, учитывающий ошибки расчета и необходимый запас;

Iнб.расч* - расчетный ток небаланса, определяемый ток внешнего КЗ. При этом коэффициент переходного режима kпер рекомендуется принимать равным 3,0…4,0; величина Iрасч* принимается равной току (в относительных единицах), проходящему через защищаемую зону при расчетном внешнем (как правило, трехфазном) металлическом КЗ на стороне, где рассматривается повреждение. Этот ток определяется при работе трансформатора на расчетном ответвлении, соответствующем, как правило, минимальному значению напряжения регулируемой обмотки.

Уставка ДТО выбирается равной наибольшему значению из полученных выше. Принимаем уставку 5,2. Уставка в устройстве обозначается «Iдто» и задается в процентах от номинального тока наиболее мощной обмотки. Для этого выбранное значение уставки Iдто* необходимо умножить на 100%.