Схемы дифференциальных защит

Дифференциальная токовая отсечка

Схемы токовых цепей дифференциальной токовой отсечки (ДТО) могут выполняться в двух вариантах, по полной трех фазной схеме с тремя реле, и упрощенной схеме в двух фазном исполнении на стороне треугольника силового трансформатора с двумя реле рис. 2.2.9.

На трансформаторах большой и средней мощности следует применять 3-х фазную схему, как более совершенную.

Основным условием правильной работы ДТО является отстройка тока срабатывания от намагничивающего тока, возникающего при включении силового трансформатора. Для облегчения отстройки устанавливаются промежуточные реле с временем действия 0,04…0,06 с. К этому моменту ток намагничивания спадает практически в два раза (см. рис. 2.2.7):

. (2.12)

Из-за большой величины тока срабатывания, защита недостаточна чувствительна к витковым замыканиям.

Коэффициент чувствительности защиты должен быть больше полутора:

. (2.13)

Рис. 2.2.9

Рис. 2.2.9 Продолжение

Достоинства ДТО:

1) простота принципа действия;

2) быстрота действия.

Недостаток ДТО – ограниченная чувствительность.

ДТО применяется на силовых трансформаторах малой мощности.

Дифференциальная защита с токовыми реле, включенными через БНТ

Общие сведенья

Схема дифференциальной защиты с реле тока РНТ-565 показана на рис. 2.2.10.

Рис. 2.2.10

Применение БНТ позволяет выполнить простую и быстродействующую защиту, надежно отстроенную от токов небаланса и бросков намагничивания.

БНТ плохо трансформирует апериодические токи. В реле защиты попадает лишь переменная составляющая тока небаланса и броска намагничивающего тока силового трансформатора. Временные зависимости наглядно показывают резкое снижение тока в реле и эффективность насыщающегося трансформатора.

За счет насыщения сердечника БНТ, обусловленного подмагничивающим действием апериодического тока, трансформация переменной составляющей также ухудшается, что ещё больше уменьшает ток в реле.

После затухания апериодической составляющей нормальные условия для трансформации периодического тока восстанавливаются.

Подмагничивающие действие апериодического тока, приводит к замедлению защиты при повреждении в её зоне. Трансформация уменьшается настолько, что ток в обмотке реле меньше тока срабатывания. Время замедления – 0,03 –0,01 секунды. Это является недостатком схемы дифференциальной защиты с БНТ.

Ток срабатывания защиты должен отстраиваться от переменной составляющей переходных токов намагничивания и небаланса:

. (2.14)

Реле РНТ-565 совмещает в себе устройство выравнивания вторичных токов защиты и БНТ. На рис. 2.2.10: w_y1, w_y2 – уравнительные обмотки, позволяют выровнять магнитный поток при неравенстве токов I₁ и I₂ при сквозных КЗ. w_¶ – рабочая (дифференциальная) обмотка. В РНТ-565 используется токовое реле типа РТ-40.

Число витков уравнивающих обмоток регулируется отпайками и подбирается так, чтобы при внешних КЗ ток в обмотке реле КА был равен нулю, см. формулу 2.4.

Ток срабатывания защиты регулируется изменением числа витков обмотки w_¶.

На магнитопроводе реле РНТ имеется короткозамкнутая обмотка w_к. Она повышает степень отстройки реле от токов небаланса и бросков намагничивающих токов силового трансформатора особенно, когда эти токи имеют незначительную апериодическую составляющую, что понижает эффективность действия БНТ. Короткозамкнутая обмотка ограничивает периодический ток, возникающий во вторичной обмотке РНТ. Конструктивно размещение обмоток реле РНТ-565 показано на рис. 2.2.12

Работа БНТ

Ток I_¶, поступающий в обмотку w_¶ создает магнитодвижущую силу F_¶ = I_¶ w_¶, которая образует в среднем стержне магнитный поток Ф_¶, замыкающийся по крайним стержням магнитопровода.

В общем случае ток I_¶ состоит из переменной I_¶.п. и апериодической I_¶.а. составляющих. Соответственно этому образуются два магнитных потока Ф_¶.п. и Ф_¶.а..

Переменный поток Ф_¶.п., замыкаясь по стержню 2, наводит в обмотке w₂, ЭДС Е₂. Апериодический поток Ф_¶.а.., медленно изменяющийся во времени, не создает ЭДС в w₂ и полностью затрачивается на намагничивание магнитопровода.

Переменная составляющая потока Ф_¶.п., наводит в витках короткозамкнутой обмотки w_к ЭДС Е_к и ток I_к. Короткозамкнутая обмотка создает потоки Ф_к и Ф’_¶ направленные встречно потоку Ф_¶.п. и заметно компенсируют его. В результате по магнитопроводу протекает остаточный поток Ф_п< Ф_¶.п. (где Ф_¶.п. – магнитный поток при отсутствии короткозамкнутой обмотки).

Таким образом короткозамкнутая обмотка уменьшает переменный магнитный поток, создаваемый периодическим током I_¶.п., питающим обмотку w_¶.

Рис. 2.2.12

Варианты схем включения обмоток реле РНТ

Варианты схем включения обмоток реле РНТ-565 показаны на рис. 2.2.13:

а) у 2-х обмоточных трансформаторов для компенсации неравенства токов в плечах защиты достаточно использовать только одну уравнительную обмотку (включается в плечо с меньшим током;

б) для повышения точности компенсации применяются схемы с включением двух уравнительных обмоток;

в) схема с использованием только уравнительных обмоток;

г) защита 3-х обмоточных трансформаторов. Уравнительные обмотки включаются в плечи с меньшими токами. Плечо с большим током подсоединяется непосредственно к дифференциальной обмотке реле.

Расчет уставок дифференциальной защиты на реле РНТ-565

Самостоятельная работа студентов. Расчет подробно изложен в методических указаниях к курсовой работе, а для 3-х обмоточного трансформатора в пособии по релейной защите к дипломному проектированию.

а) б)

в) г)

Рис. 2.2.13

Дифференциальная защита с реле имеющим торможение

Общие сведенья

Чувствительность дифференциальной защиты силовых трансформаторов может быть повышена применением дифференциального реле с торможением. Принципиальная схема токовых цепей дифференциальной защиты с реле ДЗТ-11 для двухобмоточного трансформатора представлена на рис. 2.2.14.

Рис. 2.2.14

Ток срабатывания защиты под влиянием тока, протекающего в тормозной обмотке реле, возрастает, что повышает надежность отстройки защиты от появляющихся токов небаланса.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: