Дифференциальная защита трансформаторов .

Дифференциальная защита применяется в качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов и автотрансформаторов. Ввиду ее сравнительной сложности дифференциальная защита устанавливается не на всех трансформаторах (автотрансформаторах), а лишь в следующих случаях [Л. 41]:

1) на одиночно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 6300 кВ *А и выше;

2) на параллельно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 4 000 кВ *А и выше;

3) на трансформаторах мощностью 1 000 кВ*А и выше, если токовая отсечка не обеспечивает необходимой чувствительности а максимальная токовая защита имеет выдержку времени более 1 с.

При параллельной работе трансформаторов дифференциальная защита обеспечивает не только быстрое, но и селективное отключение поврежденного трансформатора, что поясняется на рис. 9-1.

Если параллельно работающие трансформаторы T1 и Т2 имеют только максимальные токовые защиты, то при повреждении, например, в точке К на вводах низшего напряжения трансформатора T1 подействуют максимальные токовые защиты обоих трансформаторов, а так как их выдержки времени одинаковы, отключатся оба трансформатора.
Дифференциальная защита, действующая без выдержки времени, обеспечивает в рассмотренном случае отключение только поврежденного трансформатора. Для выполнения дифференциальной защиты трансформатора устанавливаются трансформаторы тока со стороны всех его обмоток, как показано на рис. 9-2 для двухобмоточного трансформатора. Вторичные обмотки соединяются в дифференциальную схему (см. §8-3) и параллельно к ним подключается токовое реле. Аналогично выполняется дифференциальная защита автотрансформатора.
При рассмотрении принципа действия дифференциальной защиты условно принимается, что защищаемый трансформатор имеет коэффициент трансформации, равный единице, одинаковое соединение обмоток и одинаковые трансформаторы тока с обеих сторон.
Согласно выражению (8-2) при прохождении через трансформатор сквозного тока нагрузки или к. з. ток в реле равен:

При принятых выше условиях и пренебрегая током намагничивания трансформатора, который в нормальном режиме имеет малую величину, можно считать, что первичные токи равны I_I= I_II и, следовательно, вторичные токи I₁ = I₂. С учетом этого

Таким образом, если схема дифференциальной защиты выполнена правильно и трансформаторы тока имеют точно совпадающие характеристики, то при прохождении через трансформатор тока нагрузки или тока сквозного к. з. ток в реле дифференциальной защиты трансформатора отсутствует. Следовательно, дифференциальная защита трансформатора, так же как дифференциальная защита линий, на такие режимы не реагирует.

Практически вследствие несовпадения характеристик трансформаторов тока вторичные токи не равны и поэтому в реле проходит ток небаланса, т. е.

Для того чтобы дифференциальная защита не подействовала от тока небаланса, ее ток срабатывания должен быть больше этого тока, т. е.

При к. з. в трансформаторе или любом другом месте между трансформаторами тока направление токов I_II и I₂ изменится на противоположное, как показано на рис. 9-2, б. При этом ток в реле согласно (8-9) станет равным

Таким образом, при к. з. в зоне дифференциальной защиты в реле проходит полный ток к. з., деленный на коэффициент трансформации трансформаторов тока. Под влиянием этого тока защита срабатывает и производит отключение поврежденного трансформатора.