Требования ПУЭ по выполнению релейных защит силовых трансформаторов. Схемы защит, условия настройки.

Для силовых трансформаторов предусматривается релейная зашита от следующих повреждений и анормальных режимов работы: междуфазных КЗ в обмотках и на выводах; однофазных КЗ в обмотке и на выводах; витко-вых замыканий в обмотках; токов в обмотках при внешних КЗ; перегрузок; понижения уровня масла в маслонаполненных трансформаторах и в масло-наполненных вводах; «пожара» в стали.

ПУЭ и соответствующая нормативная документация по релейной за­щите определяет виды и объем защиты в зависимости от типа трансформа­тора и места его установки.

Дифференциальная защита устанавливается на одиночно работающих трансформаторах мощностью 6300 кВ А и выше; на параллельно работаю­щих трансформаторах мощностью 4000 кВ-А и выше; а также на трансфор­маторах мощностью 1000 кВ А и выше, если токовая отсечка не обеспечива­ет достаточной чувствительности (к <2), а максимальная токовая защита имеет выдержку времени более 0,5 с.

Для защиты трансформаторов мощностью 6300 кВА и выше от между­фазных замыканий, внтковых и замыканий на землю используют диффе­ренциальную токовую защиту, действующую без выдержки времени на от­ключение всех выключателей трансформаторов.

При расчете продольной дифференциальной защиты трансформаторов следует учитывать некоторые особенности, влияющие на ее выполнение и надежность работы.

Даже в том случае, когда трансформатор имеет коэффициент транс­формации, равный единице, и одинаковое соединение обмоток, ток со сто­роны источника питания больше тока со стороны нагрузки на величину намагничивающего тока.

Намагничивающий ток в нормальном режиме составляет 1—5 % номи­нального тока трансформатора и вызывает лишь некоторое увеличение то­ка небаланса. Однако при включении трансформатора под напряжение или восстановлении напряжения после отключения КЗ возникает бросок намаг­ничивающего тока, величина которого в первый момент (5—8) I_нои ур, но че­рез 1с затухает до величины 1,2 /**,.

В связи с этим величина тока срабатывания зашиты должна быть больше максимального намагничивающего тока — обязательное условие отстройки от бросков намагничивающего тока.

Поскольку у трансформаторов токи со стороны обмоток высшего, сред­него и низшего напряжений не равны, то трансформаторы тока, выбираемые по номинальным токам обмоток, имеют различные к, и конструктивное ис­полнение. Вследствие этого различны их характеристики н погрешности. Но­минальные токи трансформаторов, как правило, не совпадают с номинальны­ми токами трансформаторов тока. Выбираются ТТ по току, который является ближайшим большим по отношению к номинальному току защищаемого трансформатора. Это вызывает дополнительный ток небаланса, от которого необходимо отстроить защиту.

восстановлении напряжения после отключения КЗ возникает бросок намаг­ничивающего тока, величина которого в первый момент (5—8) I_нои ур, но че­рез 1с затухает до величины 1,2 /**,.

В связи с этим величина тока срабатывания зашиты должна быть больше максимального намагничивающего тока — обязательное условие отстройки от бросков намагничивающего тока.

Поскольку у трансформаторов токи со стороны обмоток высшего, сред­него и низшего напряжений не равны, то трансформаторы тока, выбираемые по номинальным токам обмоток, имеют различные к, и конструктивное ис­полнение. Вследствие этого различны их характеристики н погрешности. Но­минальные токи трансформаторов, как правило, не совпадают с номинальны­ми токами трансформаторов тока. Выбираются ТТ по току, который является ближайшим большим по отношению к номинальному току защищаемого трансформатора. Это вызывает дополнительный ток небаланса, от которого необходимо отстроить защиту.

При сквозном КЗ этот ток возрастает пропорционально току КЗ, а так­же вследствие возрастания погрешностей ТТ с неодинаковыми характери­стиками, что может вызвать ложное срабатывание дифференциальной за­щиты.

Таким образом, для снижения тока небаланса, вызванного неравенст­вом вторичных токов ТТ дифференциальной зашиты, необходимо вырав­нивание этих токов, что достигается применением автотрансформаторов или использованием уравнительных обмоток дифференциальных реле.

Рассмотренное соотношение токов (10.23) справедливо только для транс­форматоров, имеющих одинаковое соединение обмоток: звезда — звезда или треугольник — треугольник. При различном соединении обмоток эти соотношения несправедливы, так как токи со стороны обмотки, соединен­ной в звезду, и токи со стороны «треугольника» оказываются сдвинутыми относительно друг друга на некоторый угол, величина которого зависит от схемы соединения обмоток. Угловой сдвиг токов создает большие токи не­баланса в реле дифференциальной защиты.

Для компенсации углового сдвига вторичных токов обмотки транс­форматоров тока с первичной и вторичной сторон должны соединяться по схеме, противоположной схеме соединения обмоток силового трансформа­тора.

Защита от внешних КЗ

Для одиночных трансформаторов мощностью ниже 6300 кВ-А и транс­форматоров мощностью менее 4000 кВ-А, работающих параллельно, уста­навливается токовая отсечка.

Защита устанавливается со стороны источника и получаст питание от тех же трансформаторов тока, что и максимальная токовая защита от внешних КЗ.

Если такая зашита устанавливается на трансформаторах в сети с боль­шими токами замыкания на землю, то выполняется она двумя реле тока, включенными на фазные токи, и одним реле— на токи нулевой последова­тельности. В сетях с малыми токами замыкания на землю — двумя реле, включенными на фазные токи, или одним реле — на разность токов двух фаз.

При КЗ на вводе трансформатора ток КЗ со стороны источника пита­ния значительно выше, чем со стороны нагрузки за трансформатором. Ис­ходя из этого, уставка тока срабатывания защиты определяется как

где к_т —коэффициент отстройки защиты (1.3— 1.4); ft„ —коэффициент

схемы; /^^ — максимальное значение периодической слагающей (/ = 0)

тока в месте установки защиты при трехфазном КЗ на стороне низшего на­пряжения.

Чувствительность отсечки проверяется по выражению

где I_п| —ток КЗ со стороны источника питания.

При защите силовых трансформаторов от внешних КЗ используют мак­симальную токовую защиту с пусковыми органами; трехфазную трехрелей-ную; двухфазную двухрелейную; двухфазную трехрелейную. Защита слу­жит для отключения питания внешних многофазных КЗ при отказе выклю­чателя смежного поврежденного элемента или его защиты, а также может использоваться как резервная по отношению к основным собственным за­щитам трансформатора.

В качестве защиты трансформаторов от внешних токов КЗ используют­ся: а) токовые защиты шин секций распределительных устройств низшего и среднего напряжений; 6) максимальная токовая защита с пуском напряже­ния, которая устанавливается со стороны высшего напряжения: на двухоб-моточных трансформаторах—двухрелейная, а на трехобмоточных — трех-релейная. Реле питаются от ТТ, соединенным, как правило, в треугольник.

Для максимальной токовой защиты от внешних КЗ на стороне высоко­го напряжения уставка срабатывания определяется как

где kc„ — коэффициент схемы (V3 или 1); А^ — коэффициент отстройки защиты (1,2); А,—коэффициент возврата (0,8 — 0,85); /„, —наибольшее значение тока нагрузки трансформатора с учетом самозапуска электродви­гателей.

При необходимости ограничения токов КЗ и установке реакторов на стороне низшего или среднего напряжения для нх защиты используется дифференциальная токовая защита, присоединяемая к выносным ТТ, кото­рые устанавливаются на шинной перемычке между выводами трансформа­тора, реактора и трансформатором тока, встроенным в вводные КРУ.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: