Расчёт уставок дифференциальной защиты трансформатора

 

Дифференциальная защита трансформатора выполнена с применением устройства 7UT6. Для выбора его параметров, сначала необходимо выбрать коэффициенты трансформации трансформаторов тока, устанавливаемых на всех сторонах защищаемого трансформатора. Методика этого выбора

приведена в таблице 0.2

 

 

 

Таблица 0.2 –Выбор трансформаторов тока на сторонах защищаемого

 

При выборе тока срабатывания защиты необходимо обеспечить не действие защиты в двух режимах работы защищаемого трансформатора:

- при включении трансформатора только со стороны источника питания, когда в момент включения в питающей обмотке трансформатора появляются значительные броски тока намагничивания.

Для отстройки от броска тока намагничивания при включении трансформатора устройство снабжено фильтрами тока по второй и по пятой гармоникам. Рекомендуемая производителем уставка срабатывания - 20% от составляющей первой гармоники дифференциального тока.

- при трехфазных К.З. вне зоны действия защиты (повреждение на шинах низшего напряжения), когда через трансформатор проходит максимальный сквозной ток внешнего короткого замыкания. Это обеспечивается использованием тормозной характеристики у реле 7UT6.

Тормозная характеристика имеет постоянный коэффициент торможения. 

Он выбран исходя из условия отстройки от токов небаланса при внешнем КЗ и предельных условиях:

-погрешность трансформаторов тока: 10%;

                -диапазон         регулирования        РПН        трансформатором:          12%;

-погрешность за счет не точного выравнивания токов в плечах защиты: 5%.

Итого: K _Т 1,5 (0,    10  0,12  0,05) 0,40.

Тормозная характеристика чувствительной ступени дифференциальной защиты устройства 7UT6 имеет постоянный коэффициент торможения, равный

0,5.

Ток начала торможения выбирается из соображений не действия торможения при номинальном токе нагрузки трансформатора. Так как трансформаторы тока стороны НН выбираются по номинальному току силового трансформатора, поэтому при токах нагрузки, меньших номинальных, в реле будет протекать вторичный ток менее 5 А. Для обеспечения не действия торможения от токов нагрузки можно принять ток начала торможения равный

I_торм. = 5,0 А.

Рассчитываются уставки:

- определяются коэффициенты выравнивания по току для каждой из сторон.

Для стороны ВН, где трансформаторы тока собираются в треугольник, коэффициент выравнивания определяется по формуле:

I ^{НОМ ТТ ВН .                                                                                     .}                                         (4.3)

K _{B 1} 

.

.

3

НОМТРВН

I



где I _{НОМ ТТ ВН ..}          - номинальный первичный ток трансформатора тока, установленного со стороны ВН трансформатора;

I _{НОМ ТР ВН .                                                                            .} - номинальный ток стороны ВН силового трансформатора.

K _{B 1} 

200

3158



  0,73,принимаем К _{В 1}  0,73.

Для стороны СН, где трансформаторы тока собраны в звезду, коэффициент выравнивания определяется:

K _{B 2}  tH L3p58HjDe7/JFpNt1UC9bxwbiGcRKOLClQ1XBj63rzdzUD4gl9g6JgNn8rDILy8yTEs38gcNm1Ap KWGfooE6hC7V2hc1WfQz1xFLdnC9xSC2r3TZ4yjlttVJFD1oiw3LQo0drWoqjpuTNfA24ri8jV+G 9fGwOu+29+9f65iMub6als+gAk3h7xh+8AUdcmHauxOXXrUG5JHwq5I93YnbG3hMEtB5pv+z598A AAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhALaDOJL+AAAA4QEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250 ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAOP0h/9YAAACUAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAv AQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAJHBMOOMIAAAxNwAADgAAAAAAAAAAAAAAAAAu AgAAZHJzL2Uyb0RvYy54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAO2gx2tsAAAADAQAADwAAAAAAAAAAAAAA AAA9CwAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsFBgAAAAAEAAQA8wAAAEUMAAAAAA== ">

400

3300



  0,76, принимаем К _{В 1}  0,76. 

K _{B 2} 

600

3945



  0,36 принимаем К _{В 2}  0,36.

- выбирается ток срабатывания дифзащиты и дифотсечки.

Выбирается уставка чувствительной ступени дифзащиты в долях номинального тока трансформатора: I ^ДТ  0,51,0 (в долях от номинального тока трансформатора).

 СР

Для трансформатора мощностью 63 МВ·А уставку чувствительной ступени дифзащиты в долях номинального тока трансформатора примем

I ^ДТ 1,0

 СР

После      выбора      коэффициентов   выравнивания     уставки     по   току определяются по формулам:

5 I ДТ

                                                        I _УСТ       ^{ СР} ,                                             (4.5)

K B 1

где 5 – номинальный вторичный ток трансформатора тока;

I ^ДТ - уставка дифзащиты в долях номинального тока трансформатора

 СР

(принимаем равным 0,5÷1,0);

K _{B 1} - коэффициент выравнивания по току для ВН.

5 I ДТ I УСТ   СР,(4.6)

K B 2

                                                                          I УСТ ВНДТ.    6. A

Для обеспечения действительной уставки срабатывания защиты не менее выбранной ранее уставки необходимо принять ближайшую большую уставку которую можно выставить в устройстве 7UT6. Поэтому уставка тока срабатывания защиты по стороне ВН принимается I _{УСТ ВН} ^ДТ _.  6. A

                                                                          I УСТ СНДТ.    6. A

Из соображений, указанных ранее, уставка тока срабатывания защиты по стороне СН принимается I _{УСТ СН} ^ДТ _.  6. A

                                                                                I УСТ ННДТ.   13. A

Из соображений, указанных ранее, уставка тока срабатывания защиты по стороне НН принимается I _{УСТ НН} ^ДТ _.  7. A

Действительный ток срабатывания чувствительной ступени дифзащиты будет равен:

I ДТ

                                                 I СЗ ВНДТ.  УСТ ВН.  K ТТ ВН.,                                     (0.2)

K СХ ВН.

где I _{УСТ ВН} ^ДТ _. - ток установки срабатывания защиты на стороне ВН; K _{ТТ ВН .}           - коэффициент трансформатора тока на стороне ВН; K _{СХ ВН .}  - коэффициент схемы на стороне ВН.

                                                                  I СЗ ВНДТ.  6,8 100 / 5 158. А

3

Проверим коэффициент чувствительности защиты при КЗ на стороне НН (в точке К2) при отсутствии торможения по формуле:

                                                             k _Ч  I КЗ (2) .max,                                                    (0.3)

^I СРТО.

где I _КЗ ⁽²⁾_.min - минимальный ток двухфазного КЗ в точке К2; I _{СРТО .}  - ток срабатывания реле токовой отсечки.

По известному значению тока трехфазного КЗ в минимальном режиме в точке К2 и К3 найдем ток двухфазного КЗ по формуле:

                                                         I КЗ (2) 

3

2

  I КЗ (3),                                                (0.4)

                                                                           I КЗ (2)  3 852  73. А

                                                                                             2                        

158

                                                                                      k_Ч  2,1 2

3

                                                                                              73              

I _КЗ ⁽³⁾ 294  25. А

                                                                                             2                        

158

                                                                                k_Ч   6,2  2

                                                                                              73               

Отсюда следует, что чувствительная ступень дифференциальной защиты устройства 7UT6        удовлетворяет      требованиям по   коэффициенту чувствительности.

Грубая     ступень     дифотсечки отстраивается      от   броска       тока намагничивания по величине установки тока срабатывания. Для средних

условий ее ток срабатывания должен быть равен (5÷6)·I_{ном. т-ра}.

Грубая ступень дифференциальной отсечки не отстраивается по времени от броска тока намагничивания трансформатора и должна быть отстроена по току. Можно принять уставку по току равной 5·I_{ном.т-ра} при напряжении 35 кВ

или 6·I_{ном.т-ра} - при напряжении 110 кВ.

Поэтому уставка грубой ступени дифотсечки в долях номинального тока трансформатора выбирается равной: I^ДТ  6,0.

 СР

Вторичный ток срабатывания определяется по ранее приведенной формуле: 5 I ДО

                                                                           I _{УСТ ВН} ^ДО _.  ^{ СР} ;                                           (4.10)

K В 1

                                                                       I УСТ ВНДО.    41. А

По стороне ВН принимаем ближайшую большую уставку, которую можно выставить в устройстве 7UT6- I _{УСТ ВН} ^ДО _.  41. А

5 I ДО

                                                                 I _{УСТ СН} ^ДО _.     ^{ СР} ;                                       (4.11) K В 3

                                                                        I УСТ СНДО.   39. А

По стороне СН принимаем ближайшую большую уставку, которую можно выставить в устройстве 7UT6- I _{УСТ НН} ^ДО _.  40. А

                                                          I УСТ ННДО.   81. А

По стороне НН принимаем ближайшую большую уставку, которую можно выставить в устройстве 7UT6- I _{УСТ НН} ^ДО _. 81. А

Действительный ток срабатывания грубой ступени дифотсечки будет равен: 

                                                                  I СЗ ВНДО. 

41200/5

3



 947. A

Проверим коэффициент чувствительности дифотсечки при КЗ на стороне СН (в точке К1) по формуле (4.9).

По известному значению тока трехфазного КЗ в минимальном режиме в точке K1 найдем ток двухфазного КЗ по формуле:

                                                                    I _К ⁽²⁾₁min  ³ 1354 1171. A

                                                                                           2                               

k_Ч  1.

Отсюда следует, что грубая ступень дифотсечки устройства 7UT6 удовлетворяет требованиям по коэффициенту чувствительности.

Выбор времени срабатывания дифзащиты и дифотсечки.

В первом приближении можно считать, что при токе срабатывания, равном 0,5 номинального тока трансформатора, выдержку времени необходимо установить порядка 0,20 с, а при токе срабатывания, равном номинальному - порядка 0,10 с.

Поэтому уставку выдержки времени срабатывания дифзащиты и дифотсечки примем, равную 0,10 с.