Дифференциальная защита трансформатора

 

ТДН - 16000/110/10

Максимальный ток трехфазного короткого замыкания, приведенный к стороне высшего напряжения силового трансформатора:

 

, (153)

 

где  - ток короткого замыкания в точке К-3 на шинах 10 кВ ГПП;

 - среднее напряжение высокой и низкой сторон силового трансформатора.

 

 (А).

 

Минимальный ток двухфазного короткого замыкания на шинах 10 кВ ГПП, приведенный к стороне высшего напряжения силового трансформатора:

 

; (154)

 (А).

 

Первичный и вторичный номинальные токи силового трансформатора:

 

; (155)

; (156)

 (А).

 (А).

 

Для выбора трансформаторов тока найдем максимальные рабочие токи:

на стороне высшего напряжения:

 

; (157)

 (А).

 

на стороне низкого напряжения:

 

; (158)

 (А).

 

На стороне ВН принимаем к установке трансформатор тока типа ТФЗМ110-У1-200-0,5/10р/10р: , .

Коэффициент трансформации трансформатора тока

 

 (159)

 

На стороне НН принимаем к установке трансформатор тока типа ТОЛ-10-1500-0,5/10Р: , .

Коэффициент трансформации трансформатора тока

 

; (160)

.

 

Силовой трансформатор имеет схему соединения обмоток У/Д, следовательно, для компенсации сдвига фаз трансформаторы тока на высокой стороне включаются по схеме полного треугольника (), а трансформаторы тока на низкой стороне - по схеме звезды ().

Защита выполняется с помощью дифференциального реле РСТ-15.

Вторичные токи трансформаторов тока в номинальном режиме работы:

 

; (161)

 (А).

 (А).

 

За основную сторону принимаем сторону высшего напряжения, так как .

Определяем токи небаланса, вызванные погрешностями трансформаторов тока  и регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) . При этом все токи приводим к ступени напряжения основной стороны.

Определим ток небаланса :

 

, (162)

 

где  - коэффициент однотипности трансформаторов тока;

 - коэффициент апериодической составляющей для дифференциального реле;

 - допустимая погрешность трансформаторов тока;

 

 А.

 

Определим ток небаланса :

 

, (163)

 

где  - пределы регулирования напряжения на стороне ВН;

 - пределы регулирования напряжения на стороне СН.

 

 А.

 

Предварительное значение тока срабатывания защиты по условию отстройки от токов небаланса

 

, (163)

 

где  - коэффициент отстройки от токов небаланса;

 

 (А).

 

Ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания

 

, (164)

 

где  - коэффициент отстройки от броска тока намагничивания;

 

 (А).

 

Из двух токов срабатывания выбираем наибольший, то есть  А.

Найдем предварительное значение коэффициента чувствительности:

 

; (165)

.

 

Коэффициент чувствительности удовлетворяет требуемым условиям, продолжаем расчет для реле РСТ-15.

Ток срабатывания реле на основной стороне:

 

; (166)

 (А).

 

Ток срабатывания реле на неосновной стороне

 

 (167)

 

где  - коэффициент трансформации силового трансформатора.

 

,  (А).

 

Примем число витков основной обмотки .

Расчетная МДС основной обмотки

 

; (168)

 (А·витков).

 

Принимаем ближайшее стандартное значение МДС .

Расчетное число витков неосновной обмотки находится из условия

 

; (169), .

 

Принимаем .

Составляющая тока небаланса  из-за неравенства расчетного и действительного числа витков

 

; (170)

 (А).

 

Ток срабатывания защиты с учетом всех составляющих тока небаланса

 

, (171)

 

где  - коэффициент отстройки.

 

 (А).

 

Коэффициент чувствительности определяем по формуле (165):

 

.

 

Так как коэффициент чувствительности превышает требуемое нормированное значение, то защита удовлетворяет требованиям чувствительности.

Ток срабатывания реле на основной стороне

 

 (А).

 

Ток срабатывания реле на неосновной стороне

 

 (А).

 

Максимальная токовая защита

 

Резервной защитой от многофазных коротких замыканий в обмотках трансформатора и на его выводах и защитой от сверхтоков, вызванных внешними короткими замыканиями, является МТЗ с независимой от тока выдержкой времени. Защита выполняется на реле РСТ-13-24 с коэффициентом возврата .

Максимальный рабочий ток по формуле (157)

Коэффициент трансформации:

 

.

 

Ток срабатывания защиты по условию отстройки от максимального рабочего тока при возможной перегрузке трансформаторов:

 

, (172)

 

где  - коэффициент отстройки;

 - коэффициент возврата.

 

 (А).

 

Определим коэффициент чувствительности в основной зоне:

 

; (173)

.

 

Определим коэффициент чувствительности в зоне резервирования:

 

; (174)

.

 

Ток срабатывания реле:

 

 (А).

 

Используем защиту от токовых реле РСТ-13-24, уставки 5-20 А. Для защиты используем трансформаторы тока ТФЗМ110-У1-200-0,5/10р/10р, соединенные по схеме полного треугольника. Тогда коэффициент схемы .

Определим сумму уставок:

 

; (175)

.

 

Принимаем сумму уставок

 

.

 

Найдем ток уставки реле:

 

;

 (А). (176)

 

Время срабатывания защиты принимается по условию отстройки от МТЗ на секционном выключателе:

 

 (с), (177)

 (с). (178)

 

Выбираем реле времени типа РВ-01 с уставками 0,25-3,5 с.