Расчет релейной защиты силовых трансформаторов с выключателями на стороне НН

В общем случае эти трансформаторы защищают от тех же повреждений и ненормальных режимов, что и цеховые трансформаторы, однако защита имеет некоторые особенности.

В качестве примера выберем типы защит и определим токи срабатывания защиты и реле трансформатора типа ТДН, основные данные которого следующие: = 16000 кВ•А; кВ; ; группа соединения обмоток - 11.

Рассмотрим защиту трансформатора от междуфазных и внешних КЗ.

Для защиты трансформатора от междуфазных КЗ вобмотках ина их выводах используем дифференциальную защиту, выполненную на дифференциальном реле типа РНТ-565.

Определим первичные номинальные токи трансформатора на стороне ВН и НН:

80 A; 1468 A.

Коэффициенты трансформации трансформаторов тока со стороны ВН и НН выбираем равными = 100/5 и = 1500/5. Трансформаторы тока со стороны ВН соединены в треугольник, а со стороны НН — в звезду.

Находим вторичные токи в плечах защиты на стороне ВН и НН:

6,9 А; 4,8 А;

Определяем ток небаланса по формуле

,

где — составляющая тока небаланса, обусловленная погрешностью трансформаторов тока; — составляющая тока небаланса, вызванная регулированием напряжения на трансформаторе; — составляющая тока небаланса, вызванная неточностью установки на реле расчетного числа витков для одной из сторон трансформатора.

Поскольку значение в начале расчета неизвестно, ток небаланса определяем по двум первым составляющим, т.е.

870 + 870 = 1740 А;

= 870 А;

= 870 А,

где ― коэффициент, учитывающий увеличение тока КЗ из-за наличия в нем апериодической составляющей; =1 для реле РНТ-565, поскольку они содержат насыщающийся ТТ; ― коэффициент однотипности ТТ; ( = 0,5 при одинаковых типах и =1 — при разных типах ТТ); = 0,1 — допустимая погрешность ТТ для защиты; — максимальный ток трехфазного КЗ на шинах 6 кВ; — половина суммарного диапазона регулирования напряжения на трансформаторе (при диапазоне регулирования ±10% = 0,1).

Определяем ток срабатывания защиты по следующим условиям:

а) отстройка от тока небаланса

2262 А;

б) отстройка от бросков тока намагничивания, который имеет место при включении ненагруженного трансформатора под напряжение и при восстановлении напряжения после отключения внешнего КЗ

= 1688 А.

Принимаем наибольшее значение из этих условий, т.е. = 2262 А.

Находим ток срабатывания реле на основной стороне 115 кВ с наибольшим вторичным током в плече защиты, исходя из тока срабатывания защиты, пересчитанного на сторону 115 кВ:

10,7 A.

Определяем расчетное число витков обмотки реле для стороны 115 кВ

9,35,

где — МДС срабатывания реле РТН-565.

Определяем число витков обмотки реле для неосновной стороны трансформатора, исходя из равенства МДС в реле при номинальных вторичных токах:

13,4; 13.

В случае несовпадения расчетного числа витков с принятым находят составляющую тока небаланса , после чего определяют с учетом :

.

Если найденное значение с учетом больше без учета то расчет по определению чисел витков обмоток реле повторяют заново (до тех пор, пока последующее значение будет меньше предыдущего ).

Определяем коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ на выводах 6 кВ трансформатора по выражению

.

Защита обладает достаточной чувствительностью.

Проверяем ТТ, установленные со стороны 110 кВ, на 10%-ную погрешность. Сопротивление вторичной нагрузки ТТ при трехфазном КЗ

3,775 Ом;

0,24 Ом; = 0,98 Ом.