Расчет дифференциальной защиты трансформатора на реле ДЗТ-21

 

Таблица 9. Паспортные данные трансформатора ТД-250000/220

№ п/п	Наименование величины	Обозначение	Числовое значение
	Полная номинальная мощность, МВА
	Напряжение обмотки высшего напряжения, кВ
	Напряжение обмотки низшего напряжения, кВ		15,75
	Схема соединения обмотки высшего напряжения	–	Y
	Схема соединения обмотки низшего напряжения	–	D

 

Выбираем трансформаторы тока, автотрансформаторы тока, трансформаторы цепи торможения с целью обеспечения минимальной погрешности.

1. Определяем номинальные токи на сторонах защищаемого трансформатора.

2. Определяем схему соединения ТА.

Рассмотрим схему присоединения трансформаторов тока.

Для выравнивания токов по фазе необходимо на стороне силового трансформатора с соединением обмоток в «звезду», обмотки ТА соединить по схеме «треугольник», а на стороне силового трансформатора с соединением обмотки в «треугольник» обмотки ТА соединить по схеме «звезда».

3. Выбираем трансформаторы тока и определяем их коэффициенты трансформации. Трансформаторы тока выбираются из условия, что вторичный ток не должен превышать 5 А.

4. Определяем вторичные токи в ТА.

5. Определяем коэффициент схемы для каждой стороны.

6. Определяем вторичные токи в плечах защиты.

 

Таблица 10. Технические характеристика трансформаторов тока.

Серия, тип	Номинальное напряжение, кВ	Номинальный первичный ток, А.	Номинальный вторичный ток, А.	Характеристики вторичных обмоток
обмотка 1	обмотка 2
Класс точности	Номинальная нагрузка	Номинальная предельная кратность	Класс точности	Номинальная нагрузка	Номинальная предельная кратность
ТШ-20				0,5	1,2 Ом		10Р	30 ВА
ТВТ220-I-600/5					1,2 Ом		–	–	–

 

Выбор основной стороны и ответвления трансреактора на основной стороне.

Целью настройки защиты является получение минимально возможного тока небаланса . Для того, чтобы уменьшить можно настроить защиту не при номинальном токе, а при расчетном токе, равном току выбранного ответвления трансреактора (ТАV) или автотрансформатора тока (АТТ):

где - корректировочный коэффициент.

Ответвление трансреактора выбирается по номинальному току так, чтобы соблюдалось условие:

.

 

При этом коэффициент корректировки равен:

.

Тогда расчетный ток равен:

.

Если А, то для этого плеча требуется установка АТТ. Трансреактор же подключается к АТТ. При меньшем 2,5 А используется АТ-31, а при большем 5 А - АТ-32.

Ответвление АТТ выбирается по номинальному току так, чтобы соблюдалось условие:

 

Выбранному ответвления АТТ соответствует номинальный ток используемого ответвления реле, который определяет номер ответвления трансреактора ТАV с номинальным током .

АТТ имеет коэффициент трансформации тока:

При этом коэффициент корректировки равен:

.

Тогда расчетный ток равен:

;

.

Введем коэффициент совпадения дифференциальной цепи -величину, характеризующую совпадение номинального тока ответвления TAV с подводимым к нему током :

.

Таким образом, в одном из плеч трансформатора =1. Это плечо трансформатора называется основным.

Основным плечом трансформатора называется плечо, в котором ток настройки защиты равен номинальному току ответвления АТТ или ТАV. За основную сторону может приниматься любая сторона.

Ток в неосновных сторонах равен:

Таблица 11.

№ п/п	Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовые значения для сторон
ВН	НН
	Номинальный ток на сторонах защищаемого трансформатора, А.		=596,4	=9164,3
	Схема соединения ТА	-	D	Y
	Коэффициент трансформации ТА
	Коэффициент схемы
	Вторичный ток в плечах защиты, А.		=8,608	=4,58
Если А, то для этого плеча установка АТТне требуется, и подключение производится непосредственно к трансреактору. За основную сторону принимаем сторону НН трансформатора ( =4,58 А); и АТТ не устанавливаем.
1.	Номинальный ток принятого ответвления трансреактора реле на основной стороне	(Табл. 5.1)	-	4,25
2.	Коэффициент корректировки		-
3.	Вторичный ток в плечах защиты корректированный, А.		-
4.	Мощность корректированная, МВА		-
5.	Корректировка тока неосновной стороны			-
6.	Тип автотрансформаторов тока которые включаются в плечи защиты		АТ-32	-
7.	Номер используемого ответвления автотрансформаторов тока, к которому подводятся вторичные токи в плече защиты	(по табл. 5.3 и5.4)	1-9	-
8.	Номер используемого ответвления автотрансформаторов тока, к которому подключаются реле			-
9.	Коэффициент трансформации автотрансформатора тока			-
10.

 

Определение сторон, на которых необходимо торможение.

Торможение осуществляется во всех плечах защиты.

Выбор уставки «начала торможения».

Если торможение осуществляется во всех плечах защиты, то:

 

 

Расчетные токи ответвлений промежуточных ТА цепи торможения реле, А:

А

=3,026 А

Выбор ответвлений ТА и приставки торможения (ПТ) тормозной цепи (по табл. 5.2. [1]) определяется из условия :

Номера используемых ответвлений приставки и промежуточных трансформаторов:

для ТА1 – 2

для ТА2 – 3

Номинальные токи в тормозной цепи:

Коэффициент совпадения тормозной цепи величина, характеризующая совпадение номинального тока ответвления трансформатора тока тормозной цепи с подводимыми к нему вторичным током, в номинальном режиме.

Расчет тока небаланса.

Определим ток небаланса, соответствующий началу торможения.

Ток небаланса состоит из трех составляющих:

.

Определение значения составляющей тока небаланса, обусловленную погрешностью ТА, соответствующую началу торможения:

коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей. Для начала торможения ;

коэффициент неоднотипности трансформаторов тока, ;

-относительное полное значение полной погрешности ТА в режиме начала торможения ;

=27,67 А.

На трансформаторе блока отсутствует РПН, следовательно значение составляющей тока небаланса, обусловленное регулированием напряжения, равно нулю.

A.

Определение значения составляющей тока небаланса, обусловленную несовпадением расчетных токов и номинальных токов используемых ответвлений АТТ и TAV, соответствующих началу торможения, .

Где:

и - коэффициенты токораспределения в плечах.

У двухобмоточных трансформаторов и равны 1.

Составляющая тока небаланса А:

5,026 А

Ток небаланса, соответствующий началу торможения, А:

=27,67+0+5,026=32,7 А.

 

Рис. 13. Схема включения токовых цепей дифференциальной защиты трансформатора с реле ДЗТ-21.(Схема дифференциальной защиты трансформатора в трехфазном трехленейном

виде см. Рис.14).

 

Первичный минимальный ток срабатывания защиты, при отстройке от расчетного первичного тока небаланса:

коэффициент отстройки,

32,7=49,05 А.

Первичный минимальный ток срабатывания защиты, при отстройке от переходного режима внешнего КЗ:

А.

За первичный минимальный ток срабатывания защиты принимается наибольший из токов, А:

=166,04 А.

Относительный минимальный ток срабатывания реле при отсутствии торможения:

уставка относительного минимального тока срабатывания реле для неосновной стороны, обуславливающей наибольшее загрубление защиты.

первичный минимальный ток срабатывания защиты, =166,04 А.

номинальный ток принятого ответвления на неосновной стороне, =3 А.

коэффициент схемы, .

коэффициент трансформации ТА, .

коэффициент трансформации АТТ, .

А.

 

Первичный максимальный ток, проходящий через защищаемый трансформатор при внешнем КЗ:

2192 А

Определим ток небаланса, соответствующий максимальному току, проходимому через защищаемый трансформатор.

Ток небаланса состоит из трех составляющих:

.

Определение значения составляющей тока небаланса, обусловленную погрешностью ТА, соответствующую максимальному току, проходимому через защищаемый трансформатор, А:

коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей. В режиме к.з. =2,0;

коэффициент неоднотипности трансформаторов тока, ;

-относительное полное значение полной погрешности ТА в режиме КЗ =0,1;

2192=438,4 А.

На трансформаторе блока отсутствует РПН, следовательно значение составляющей тока небаланса, обусловленное регулированием напряжения, равно нулю.

A.

Определение значения составляющей тока небаланса, обусловленную несовпадением расчетных токов и номинальных токов используемых ответвлений АТТ и ТАV, соответствующих максимальному току, проходимому через защищаемый трансформатор, А:

А

Ток небаланса, соответствующий максимальному току, проходимому через защищаемый трансформатор, А:

=438,4+0+19,91=458,31 А.

Определяем коэффициент торможения защиты.

;

=0,944.

 

Определение первичного тока срабатывания токовой отсечки по условию отстройки от максимального первичного тока небаланса , соответствующего максимальному току, проходимому через защищаемый трансформатор.

Ток небаланса состоит из трех составляющих:

.

Определение значения составляющей тока небаланса, обусловленную погрешностью ТА, соответствующую максимальному току, проходимому через защищаемый трансформатор (при большом загрублении), А:

коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей. В режиме КЗ (при большом загрублении). =3,0;

коэффициент неоднотипности трансформаторов тока, ;

-относительное полное значение полной погрешности ТА в режиме КЗ =0,1;

А

На трансформаторе блока отсутствует РПН, следовательно значение составляющей тока небаланса, обусловленное регулированием напряжения, равно нулю.

A.

Определение значения составляющей тока небаланса, обусловленную несовпадением расчетных токов и номинальных токов используемых ответвлений АТТ и ТАV, соответствующих максимальному току, проходимому через защищаемый трансформатор (при большом загрублении), А:

А.

Ток небаланса, соответствующий максимальному току, проходимому через защищаемый трансформатор (при большом загрублении), А:

=657,6+0+19,91=677,51 А.

Расчетный ток срабатывания токовой отсечки, А;

677,51=1016,265 А.

Выбираем уставку токовой отсечки , А:

;

А

.

Уставка токовой отсечки принимается равной =47017 А.