Расчет релейной защиты силовых трансформаторов с выключателями на стороне НН

В общем случае эти трансформаторы защищают от тех же повреждений и ненормальных режимов, что и цеховые трансформаторы, однако защита имеет некоторые особенности.

Выберем типы защит и определим токи срабатывания защиты и реле трансформатора ТДН, основные данные которого следующие.

Группа соединения обмоток.

Рассмотрим защиту трансформатора от междуфазных и внешних КЗ Для защиты трансформатора от междуфазных и внешних КЗ в обмотках и на их выводах используем дифференциальную защиту, выполненную на дифференциальном реле тока РНТ-565.

Определим первичные номинальные токи.

Коэффициенты трансформации трансформаторов тока со стороны ВН и НН выбираем равнымиК_1ВН = 300/5 и К_1НН = 3000/5. Трансформаторы тока со стороны ВН соединены в треугольник, а со стороны НН — в звезду.

Находим вторичные токи в плечах защиты на стороне ВН и НН:

Определяем ток не баланса по формуле.

.

— составляющая тока небаланса, обусловленная погрешностью трансформаторов тока;

— составляющая тока небаланса, вызванная регулированием напряжения на трансформаторе;

— составляющая тока небаланса, вызванная неточностью установки на реле расчетного числа витков для одной сторон трансформатора.

Поскольку значение в начале расчета неизвестно, ток небаланса определяем по двум первым составляющим, т. е.

k_апер— коэффициент, учитывающий увеличение тока КЗ из-за наличия в нем апериодической составляющей;

k_апер= 1 для реле РТН-565, поскольку они содержат насыщаюшийся ТТ;

k_одн — коэффициент однотипности ТТ; (kодн= 0,5при одинаковых типах иk_одн= 1 — при разных типах ТТ).

ж = 0,1 — допустимая погрешность ТТ для защиты;

I_к1— максимальный ток трехфазного КЗ на шинах 6 кВ.

— половина суммарного диапазона регулирования напряжения на трансформаторе (при диапазоне регулирования +10ч (-10)%).

Определяется ток срабатывания защиты по следующим условиям:

а) отстройка от тока небаланса.

б) отстройка от бросков тока намагничивания, который имеет место при включении ненагруженного трансформатора под напряжение и при восстановлении напряжения после отключения внешнего КЗ.

Принимаем наибольшее значение I_с.зиз этих условий, т. е. I_с.з= 2766 А Находим ток срабатывания реле на основанной стороне 115 кВ с наибольшим вторичным током в плече защиты, исходя из тока срабатывания защиты, пересчитанного на сторону 115 кВ:

Определяем расчетное число витков обмотки реле стороны 115 кВ.

Fс.р — МДС срабатывания реле РТН-565.

Определяем число витков обмотки реле для неосновной стороны трансформатора, исходя из равенства МДС в реле при номинальных вторичных токах:

Принимаем.

В случае несовпадения расчетного числа витков с принятым находят составляющую тока небаланса после чего определяют с учетом :

Определяем коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ на выводах 6 кВ трансформатора:

Защита обладает достаточной чувствительностью.

Проверяем ТТ, установленные со стороны 110 кВ, на 10%-ную погрешность. Сопротивление вторичной нагрузки ТТ при трехфазном КЗ.

Кратность тока находим по выражению.

Кроме защиты трансформатора при внешних КЗ применяем МТЗ.

Кроме того эта защита резервирует основные защиты трансформатора. Так как трансформатор имеет схему соединений и подключен к шинам 110 кВ, МТЗ выполняем трехфазной трехрелейной для действия при всех видах КЗ. Трансформаторы тока защиты соединяем в треугольник для предотвращения ее неправильного действия при внешних однофазных и двухфазных КЗ на землю в сети 110 кВ, поскольку указанные трансформаторы работают с заземленной нейтралью.

Определяем токи срабатывания защиты и реле МТЗ:

— мах. Рабочий ток, равный суммарному току двух трансформаторов.

Выбираем микроэлектронное реле тока РС40М — 5/20.

Находим коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ на шинах 6 кВ.

Выдержку времени МТЗ трансформатора выбираем на ступень избирательности больше, чем выдержка времени МТЗ кабельной линии W2, т. е.