Схемы, выбор параметров и область использования дифференциальных защит трансформаторов.

Общие положения

По сравнению с дифференциальной защитой линий, дифференциальная защита трансформатора обладает повышенными погрешностями. При дифференциальной защите линий учитывается одна погрешность, обусловленная различием характеристик намагничивания ТАI и ТАII (см. рис. 6.5). Наряду с этой погрешностью возникают другие (рассмотренные ниже). К тому же возможна неодинаковость схем соединения обмоток силового трансформатора. В большинстве случаев обмотки силовых трансформаторов имеют разные группы соединений. Тогда даже при равенстве вторичных токов ТА из-за наличия фазового сдвига в реле будет протекать ток небаланса (см. рис. 6.5). Для устранения этого факта ТА на стороне соединения обмоток силового трансформатора в треугольник соединяют в звезду, а на стороне звезды ТА соединяют в треугольник (см. рис. 6.6). При включении трансформатора на холостом ходу и восстановлении напряжения после отключения внешнего КЗ возникают броски тока намагничивания Iнмг, по величине сопоставимые в некоторых случаях с токами КЗ Если принять Iс.з на уровне Iнмг, то это приведет к загрублению защиты. При введении замедления на действие защиты, приводящее к уменьшению Iнмг за счет снижения апериодической составляющей Iнмг, увеличивается время срабатывания защиты. Указанные недостатки в работе дифференциальной защиты трансформаторов устраняются при выполнении ее на реле типа РНТ–65, ДЗТ–11, ДЗТ–21 (реле РНТ–566 и РНТ–556/2 предназначены для дифференциальной защиты при различных значениях I2нI и I2нII).

В типовых решениях принято:

1. На понижающих двухобмоточных трансформаторах с группой соединения обмоток Y/Δ дифференциальную защиту выполнять в двухрелейном исполнении.

2. На понижающих и повышающих трехобмоточных трансформаторах и автотрансформаторах с группой соединения обмоток Y/Y/Δ

дифференциальную защиту выполнять в трехрелейном исполнении. Примеры схем включения реле типа РНТ–565 и примеры расчета дифференциальной защиты трансформатора на реле типа РНТ–565 (без торможения) приведены в прилож. 3 и в [13].

3. Вопрос о выборе вида дифференциальной защиты, а именно: без торможения с реле типа РНТ–565 или с торможением на реле типа ДЗТ–11 решается по значению коэффициента чувствительности, который по [17] должен быть Кч ≥ 2. При его значении меньше двух следует перейти к защите с торможением.

4. ПУЭ допускают применение на трансформаторах мощностью до 25 МВ⋅А дифференциальной защиты с обычными реле (например, РТ–40), отстроенные по Iс.з от бросков тока намагничивания и переходных значений тока небаланса, если при этом обеспечивается требуемая чувствительность. Достоинством такой защиты, называемой дифференциальной токовой отсечкой, является низкая стоимость и меньшая сложность при наладке, чем у защит с реле типа РНТ и ДЗТ. Большое значение Iс.з = (3–4) Iн.гр является главным недостатком этой защиты. Она применяется довольно редко и только в случаях, когда ее Кч ≥ 2.

Практически это возможно, если I2нI и I2нII отличаются на несколько

процентов и если максимальные и минимальные токи КЗ за трансформатором близки по значению. Пример расчета дифференциальной токовой отсечки приведен в прилож. 4.

Дифференциальный принцип, рассмотренный выше, позволяет выполнить быстродействующую защиту трансформатора, реагирующую на повреждения в обмотках, на выводах и в соединениях с выключателями. Однако она может быть недостаточно чувствительной при витковых замыканиях и «пожаре стали». Схема защиты приведена на рис. 6.5. Трансформаторы тока ТА I и ТА II устанавливаются вблизи выключателей. Их вторичные обмотки соединяются по схеме продольной дифференциальной защиты с циркулирующими токами. При этом в реле КА, как и в реле рассмотренных выше дифференциальных защит, при отсутствии повреждения в защищаемой зоне проходит ток небаланса. Однако этот ток обусловлен не только погрешностью ТА I и ТА II, но и рядом дополнительных факторов. Рассмотрим эти факторы.