Расчет релейной защиты цеховых трансформаторов

В качестве примера выберем типы защит и определим токи срабатывания защиты и реле цехового трансформатора типа ТМ, основные данные которого следующие: = 630 кВ•А;

= 6,3/0,4 кВ; = 5,5 %; группа соединения обмоток треугольник—звезда с нулем; = 57,8 А; = 910 А.

Рассмотрим защиту цехового трансформатора (ТЗ, Т4, Т5, Т6) при междуфазных КЗ в обмотках и на выводах высокого напряжения (ВН), при внешних КЗ, при однофазных КЗ и при перегрузке.

Для защиты трансформатора при междуфазных КЗ в обмотках и на выводах ВН принимаем ТО без выдержки времени с использованием реле типа РТ-40. Схема соединения ТТ — неполная звезда.

Токи срабатывания защиты (отсечки) и реле определяем по формулам

1470 A; 49 А,

где — ток проходящий через ТТ защиты при трехфазном КЗ на стороне низкого напряжения (НН):

1050 A.

где — номинальный первичный ток трансформатора; — напряжение КЗ трансформатора, %; — ток трехфазного КЗ.

Выбираем реле тока РТ-40/100 и промежуточное реле РТ-26.

Для защиты трансформатора при внешних КЗ и резервирования ТО и газовой защиты принимаем МТЗ с выдержкой времени.

Схема соединений ТТ — неполная звезда. Максимальную токовую защиту отстраиваем от тока самозапуска полностью заторможенных ответственных двигателей, присоединенных к шинам НН. Токи срабатывания защиты и реле находим по формулам

260 A;

8,67 А,

где — коэффициент самозапуска, принимаемый равным 3 — 3,5, когда нет данных о присоединенных двигателях; в этом случае можно считать, что ток в трансформаторе возрастает в 3 — 3,5 раза по сравнению с номинальным током.

Принимаем реле тока РТ-40/20.

Коэффициент чувствительности защиты определяем при трехфазном КЗ за трансформатором (т.е. на стороне НН) по формуле

= 4,04.

Приведенная формула справедлива для МТЗ (в двухфазном трехрелейном исполнении) трансформаторов со схемой соединения обмоток треугольник—звезда с нулем. В этом случае два токовых реле включают на фазные токи, а одно реле — на сумму токов двух фаз;

за счет такого включения повышается чувствительность защиты к двухфазным КЗ на стороне НН цеховых трансформаторов.

Для МТЗ в двухфазном двухрелейном исполнении реактированных линий, трансформаторов со схемой соединения обмоток звезда—звезда с нулем находят по формуле

3,5.

Выдержку времени МТЗ трансформатора выбирают из условия избирательности на ступень выше наибольшей выдержки времени защит присоединений , питающихся от трансформатора, т.е.

1,0 с.

Если МТЗ не удовлетворяет требованию чувствительности, то ее выполняют с пуском от реле минимального напряжения.

Для защиты цехового трансформатора при однофазных КЗ в обмотке и на выводах НН, а также в сети НН принимаем МТЗ нулевой последовательности с выдержкой времени с использованием реле РТ-40. Защиту выполняют с помощью одного токового реле, включенного на ТТ, установленный в цепи заземления нейтрали цехового трансформатора. В реле протекает полный ток однофазного КЗ.

Токи срабатывания защиты и реле определяемпо формулам

2400 A,

где — ток срабатывания защиты нулевой последовательности на стороне 0,4 кВ, который согласуется, в свою очередь, с током отсечки автоматического выключателя; 1,1; 1,2;

8 А.

Принимаем реле тока с запасом по шкале РТ-40/20.

Коэффициент чувствительности защиты нулевой последовательности определяем при однофазном КЗ на выводах НН трансформатора по формуле

6,9,

где — минимальный ток однофазного КЗ на шинах НН; для цеховых трансформаторов с соединением обмоток треугольник—звезда с нулем ;

16600 A,

где — номинальный вторичный ток трансформатора.

Выдержку времени защиты нулевой последовательности, установленной в нейтрали цехового трансформатора, отстраивают от времени срабатывания автоматических выключателей двигателей и принимают равной 0,5 с.

Для защиты цехового трансформатора при перегрузке принимаем МТЗ, устанавливаемую со стороны ВН трансформатора, выполняемую с помощью одного токового реле, включенного на фазный ток, и действующую на сигнал с выдержкой времени. Максимальную токовую защиту отстраиваем от номинального тока трансформатора.

Токи срабатывания защиты и реле определяем по формулам

= 75,8 A,

3,79 A,

где = 1,05; — первичный номинальный ток трансформатора.

Выдержку времени МТЗ в этом случае выбирают больше времени защиты трансформатора от КЗ.