Дифференциальная защита трансформатора (с торможением)

Тормозная характеристика защиты приведена на рис. 6.

Она построена в относительных единицах, то есть токи приведены к номинальному току стороны ВН. Тормозной ток формируется как полу сумма модулей токов двух сторон защищаемого трансформатора.

Рис. 6. - Тормозная характеристика дифференциальной защиты

Расчету и выбору подлежат следующие параметры дифференциальной защиты:

I _Д1/ I _ном – базовая уставка ступени;

К _торм– коэффициент торможения (наклон тормозной характеристики на втором ее участке);

I _Т2/ I _ном – вторая точка излома тормозной характеристики;

I _ДГ2/ I _ДГ1 – уставка блокировки от второй гармоники.

Базовая уставка I _Д1 / I _ном определяет чувствительность рассматриваемой ступени защиты. Согласно [9], принимаем I _Д1/ I _ном =0, 3.

Коэффициент торможения К _торм должен обеспечить несрабатывание ступени при сквозных токах, соответствующих второму участку тормозной характеристики (примерно 1, 0÷ 3, 0∙ I_ном.). Такие токи возможны при действии устройств АВР трансформаторов, АВР секционных выключателей, АПВ питающих линий 110кВ.

Согласно [9], при прохождении через защищаемый трансформатор сквозного тока возникает дифференциальный расчетный ток небаланса:

(5.3)

где К_отс – коэффициент отстройки. Для дифференциальной защиты трансформатора принимаем значение К _отс=1, 2;

К _пер – коэффициент, учитывающий переходный режим. В соответствии с рекомендациями [9], принимаем К _пер=2, 5;

К _одн – коэффициент однотипности трансформаторов тока. В соответствии с рекомендациями [9], принимаем К _одн =1, 0;

ε – относительное значение полной погрешности трансформаторов тока в установившемся режиме. В соответствии с рекомендациями [9], принимаем ε =0, 1.

Δ U _РПН – слагаемое расчетного тока небаланса, обусловленное наличием РПН в трансформаторе. В соответствии с рекомендациями [9], принимаем значение Δ U _РПН равным определенному в таблице 5.2 дипломного проекта, то есть Δ U _РПН =0, 13.

f _добав – слагаемое обусловлено неточностью задания номинальных токов сторон ВН и НН трансформатора (округлением при установке), а элементами устройства микропроцессорной защиты «Сириус-Т». По данным производителя устройства, принимаем расчетное значение f _добав =0, 04.

Таким образом,

При принятом способе формирования дифференциального расчетного тока небаланса тормозной ток равен:

(5.4)

при допущении, что один ТА работает точно, второй имеет погрешность, равную I_диф.

Определим коэффициент снижения тормозного тока K_сн.т в соответствии с рекомендациями [9], по выражению:

(5.5)

Определяем коэффициент торможения К _торм в процентах по выражению: (5.6)

Отсюда,

Вторая точка излома тормозной характеристики I _Т2/ I _ном определяет размер второго участка тормозной характеристики. В нагрузочном и аналогичных режимах тормозной ток равен сквозному. Появление витковых КЗ лишь незначительно изменяет первичные токи, поэтому тормозной ток почти не изменится. Для высокой чувствительности к витковым к.з. необходимо, чтобы во второй участок попал режим номинальных нагрузок (I _Т/ I _ном=1, 0), режим допустимых длительных перегрузок (I _Т/ I _ном=1, 5).

В соответствии с рекомендациями, изложенными в [9], принимаем уставку I _Т2/ I _ном=2, 0.

Первая точка излома тормозной характеристики I _Т1/ I _ном вычисляется в устройстве микропроцессорной защиты «Сириус-Т» автоматически и равна:

(5.7)

Полученное значение соотношения I_Т1/I_ном проверяем по условию:

I _Т2/ I _ном > I _Т1/ I _ном, следовательно 2, 00> 0, 43

Условие выполнено, следовательно, значения I _Т2/ I _ном и I _Т1/ I _ном приняты верно.

Уставку блокировки от второй гармоники I _ДГ2/ I _ДГ1 принимаем на основании опыта фирм, использующих защиту «Сириус-Т», и в соответствии с рекомендациями, изложенными в [9], значение I _ДГ2 /I _ДГ1=0, 15.

Уставку по току сигнализации небаланса в плечах дифференциальной защиты принимаем меньше, чем минимальная уставка чувствительной ступени дифференциальной защиты I _Д1/ I _ном =0, 3 а уставку по времени сигнализации небаланса в плечах дифференциальной защиты принимаем порядка нескольких секунд, что позволяет выявлять неисправности в токовых цепях дифференциальной защиты.

В соответствии с рекомендациями [9], принимаем значение I _Д/ I _ном=0, 10, t _сиг.= 10с.

Для контроля перегрузки трансформаторов достаточно следить за токами в одной из обмоток трансформатора. Для удобства в процессе эксплуатации трансформаторов Т1 и Т2 вводим контроль токов как в обмотке стороны ВН трансформаторов, так и в обмотке стороны НН. Уставки в устройстве микропроцессорной защиты «Сириус-Т» задаем во вторичных значениях токов своей стороны напряжения, то есть приведение тока не используем.

В соответствии с рекомендациями, изложенными в [9], уставка сигнала перегрузки принимается равной:

(5.8)

где К _отс – коэффициент отстройки. Для контроля перегрузки трансформатора. В соответствии с рекомендациями [9], принимаем значение К _отс=1, 05;

К _в — коэффициент возврата. В соответствии с рекомендациями [9], принимаем значение К _в=0, 95.

I _ном — номинальный ток трансформатора на стороне ВН и НН, определенн в табл.5.2 дипломного проекта. Принимаем значение 1, 05∙ I _ном с учетом возможности увеличения номинального тока на 5% при регулировании напряжения.

Для трансформатора мощностью S _т.ном = 10000кВ· А номинальные вторичные токи на среднем ответвлении на сторонах ВН и НН равны 1.67А и 2.75А соответственно. Расчетные значения уставки перегрузки защиты «Сириус-Т» равны:

I _ВН = 1, 05∙ 1, 05· 50, 21· 1, 67 /0, 95 = 97, 3А;

I _НН = 1, 05∙ 1, 05· 274, 93· 2, 75/0, 95 = 877, 4А.