Защита силовых трансформаторов на основе реле РНТ-565

5. ЗАЩИТА СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Для защиты силовых трансформаторов от повреждений и ненормальных режимов работы применяются следующие типы защит: продольная дифференциальная защита, защита от сверхтоков внешних коротких замыканий, защита  от перегрузки и газовая защита.

5.1. Продольная дифференциальная токовая защита

Дифференциальная защита на силовых трансформаторах устанавливается в следующих случаях: на одиночно работающих трансформаторах мощностью 6300 кВА и выше; на параллельно работающих трансформаторах мощностью 4000 кВА и выше; на трансформаторах мощностью 1000 кВА и выше, если токовая отсечка не обеспечивает необходимой чувствительности при КЗ на выводах низкого напряжения (Kч, < 2), а МТЗ имеет выдержку времени более 1 с. По типу применяемых реле дифференциальные защиты можно разделить на три группы:

с токовыми реле РТ-40, РТМ (дифференциальная отсечка); с реле РНТ, с реле с торможением.

В  данном проекте защита построена на реле РНТ-565.Расчет дифференциальной защиты с реле РНТ-565 производится в следующей последовательности.

1) Определяем номинальные токи обмоток трансформатора:

;                                                     (5.1)

     А;

 А.

2) Выбираем типы трансформаторов тока, схемы их соединений и определяем коэффициенты трансформации трансформаторов тока (ТТ) таким образом, чтобы обеспечивалось примерное равенство токов в плечах защиты. В данном случае первая группа ТТ соединена в треугольник, а вторая в неполную звезду. Коэффициенты трансформации n_т1иn_т2 определяем следующим образом:

 ; ;                                      (5.2)

гдеI_n1, I_n1 - номинальные токи силового трансформатора, отнесенные к напряжению той стороны, где установлены рассматриваемые ТТ.

;

.

По расчетным значениям коэффициентов трансформации выбираем стандартные трансформаторы тока с ближайшим большим n_т:

сторона ВН – ТВТ 110-I-600/5;

сторона НН – ТШЛ 10-5000/5.

3) Определяем токи в плечах защиты, соответствующие номинальной мощности защищаемого трансформатора:

; 

  ,                                               (5.3)

где к_сх=для схемы соединений ТТ в треугольник;

к_сх=1 для схемы соединений ТТ в неполную звезду.

Сторона с большим токомI_в1называется основной.

А;

А.

4) Выбираем первичный ток срабатывания защиты I_с.з. по следующим условиям:

а) По условию отстройки от максимального тока небаланса I_{нб.макс.}при внешних КЗ:

;                      (5.4)

гдеΔU - половина регулировочного диапазона изменения напряжения при регулировании коэффициента трансформации. В расчетах можно принятьΔU=0.05 для трансформаторов без РПН. Для трансформаторов с РПН - ΔU=0,1…0,16.

I_{к.з.макс.} - периодическая слагающая тока при внешнем трехфазном металлическом КЗ на шинах низкого напряжения трансформатора (токи КЗ, токи небаланса и срабатывания приведены к одной и той же ступени напряжения - к основной стороне).

 А;

 А.

б) По условию отстройки от броска тока намагничивания при включении ненагруженного трансформатора под напряжение:

                                        ;                                              (5.5)

где I_н - номинальный ток, соответствующий номинальной мощности трансформатора.

У трансформаторов с РПН на стороне высшего напряжения величины бросков тока намагничивания могут увеличиваться при уменьшении напряжения ответвления регулируемой обмотки, что учитываем расчетом тока I_н по следующему выражению

;                                  (5.6)

 А;

 А.

Первичный ток срабатывания защиты принимаем равным большему из двух значений, рассчитанных по условиям а и б:

                  А.

5) Определяем вторичный ток срабатывания, отнесенный к стороне с большим вторичным током (к основной стороне):

 ;                                      (5.7)

где к_сх ,n_т- коэффициент схемы и коэффициент трансформации ТТ с основной стороны.

 А.

6) Число витков реле РНТ для основной стороны (в схеме без уравнительной обмотки в основном плече защиты):

;                                  (5.8)

где F_ср - намагничивающая сила срабатывания реле, равная 100

ампервиткам.

В соответствии с имеющимися на обмотках отпайками для регулирования числа витков принимаем ближайшее меньшее к W_{осн.рас.} значение, которое можно установить на дифференциальной обмотке (W_{осн.рас.}=16). Затем определяем фактическое значение I_ср соответствующее выбранному числу витков W_осн. :

  _;                                                                    (5.9)

               А.

7) Определяем расчетное число витков со стороны с меньшим вторичным током, которая называется неосновной,из условия равенства нулю результирующей намагничивающей силы БНТ реле