Режим роботи та захист трансформаторів (стр. 3 из 9)
Регулювання коефіцієнта трансформації трансформатора. При регулюванні коефіцієнта трансформації трансформатора співвідношення між первинними, а отже, і між вторинними струмами 1ТТ і 2ТТ змінюється, що також приводить до появи струму небаланса в диференціальному ланцюзі захисту. Відмінності типів ТТ, їх навантажень і кратностей струмів зовнішнього КЗТрансформатори струму ТТ диференціального захисту трансформатора встановлюються на сторонах трансформатора, що мають різну напругу, тому вони не можуть бути однаковими. Крім того, схеми з'єднання вторинних обмоток ТТ також різні, а отже, трансформатори струму мають різне навантаження. Різні у різних груп ТТ (особливо у разі триобмоткового трансформатора) і кратності струму зовнішнього КЗ по відношенню до їх номінальних струмів. Все це обумовлює різні погрішності у різних груп ТТ, що приводить до появи підвищених струмів небаланса в диференціальному ланцюзі захисту при зовнішніх КЗ
Розглянуті вище чинники обумовлюють застосування захистів різної складності КЗ використанням різних способів забезпечення їх защитоспособности і отстроенности. У простому випадку як РТД (рис,1.4) використовують звичайне реле струму без уповільнення (такий захист називають диференціальним відсіченням). Проте защитоспособность її мала через те, що захист виходить вельми грубим. Для підвищення чутливості застосовують реле і схеми, основні з яких (реле з проміжними трансформаторами, що насищаються, в диференціальному колі, реле з гальмуванням) були розглянуті стосовно подовжнього диференціального захисту ліній. У ряді випадків застосовуються і складніші принципи (особливо для забезпечення отстроенности захисту від кидків струму намагнічення трансформатора).
Найбільший (розрахунковий) струм небаланса в диференціальному ланцюзі захисту може мати місце при включенні трансформатора під напругу або при зовнішньому КЗ Тому струм небаланса повинен визначатися в обох випадках.
При включенні трансформатора під напругу значення кидка струму намагнічення Iбр.нам, що діє, в перший період рівне (6—8)Iт,ном. де Iт,ном— номінальний струм трансформатора.
При зовнішньому КЗ, що супроводжується проходженням через ТТ захисту найбільших струмів КЗ, струм небаланса
Iнб = I'нб+ I"нб + I"’нб (1)
де I'нбI"нбI"’нб — струми небаланса, обумовлені відповідно погрішностями ТТ, регулюванням коефіцієнта трансформації трансформатора і нерівністю струмів в ланцюзі циркуляції від різних груп Тт.
Розкриваючи виразу для окремих складових струму небаланса (1), можна записати:
Iнб,расч= (kоднkаперe + DU*рег + Dfвыр)Iк,ве,max (2)
де kодн = 1—коэффициент однотипності; капер — коефіцієнт, що враховує наявність аперіодичної складової в первинному струмі ТТ при зовнішньому КЗ; e = 0,1 — допустимая відносна погрішність ТТ; DU*рег= Uрег /Uном — відносний діапазон зміни напруги на вторинній стороні трансформатора при регулюванні коефіцієнта трансформації під навантаженням пристроєм РПН; Dfвир = (I’1в - I’11в ) I’1в — відносне значення струму небаланса в диференціальному ланцюзі захисту, обумовлене невідповідністю розрахункових і фактичних коефіцієнтів трансформації ТТ.
Значення коефіцієнта капер в (2) і коефіцієнта, що враховує настроєння від кидка струму намагнічення,, вибираються різними залежно від типу вживаного РТД. Так, для диференціального відсічення струм спрацьовування визначається як
Iс,з= kотсIбр,нам;(3)
Iс,з= kотсIнб,расч.(4)
При цьому в (4) kотс» 2, а вираз (3) з урахуванням деякого загасання перехідного значення Iбр,нам протягом власного часу спрацьовування електромеханічного реле приймає вигляд:
Iс,з = (3.5¸4.5) Iт,ном(5)
і, як правило, є визначальний. Струм спрацьовування реле диференціального струмового відсічення
Ic,p= Iс,з3/K1TTÖ (6)
якщо Iс,з віднесений до сторони Y трансформатора, де вторинні обмотки1ТТ сполучені в трикутник. Диференціальне відсічення вважається прийнятним, якщо при двофазному КЗ на виводах нижчої напруги трансформатора kч= 2. Не дивлячись на низьку чутливість диференціального відсічення її гідність полягає в забезпеченні швидкості спрацьовування при найбільших кратностях струму КЗ
При використанні реле з проміжними трансформаторами РНТ, що насищаються, вибір струму спрацьовування захисту Iс,зпроводиться по виразах;
Iс,з= (1 ¸1,3I)т,ном (7)
Iс,з = kотс(I’нб + I”нб) (8)
У (8) неучетI”нб пояснюється можливістю компенсувати цю складову (у першому наближенні) за допомогою проміжного трансформатора струму ПНТТ, що насищається, з декількома первинними обмотками (Рис. 1.5), коли для запобігання попаданню в реле захисту струму небаланса, обумовленого нерівністю струмів I’11в і I’1в в ланцюзі циркуляції, проводиться вирівнювання м. д. с. первинних обмотокw1, w2 проміжних трансформаторів струму так, що I’1вw1»I’11вw2, тобто Eв, т »0 і Iр»0.
Крім того, в (8) при розрахунку I’нб значення коефіцієнта капер приймається рівним одиниці.
Рис. 1.5 Схема включення реле РНТ в диференціальному струмовому захисті трансформатора
Принципова схема диференціального захисту трансформатора з РНТ (у однолінійному зображенні) представлена на Рис. 1,5.
Слід зазначити, що визначення складової розрахункового струму небалансаI”нб обумовленою регулюванням напруги трансформатора, що захищається, з розрахункових чисел витків обмоток проміжних трансформаторів струму реле захисту що насищаються, проводиться з урахуванням однакового максимального регулювання ±DUmax у обидві сторони по відношенню до середнього положення перемикача РПН, що приймається як розрахунковий. Такий облік регулювання напруги відповідає визначенню оптимальної уставки захисту тільки за умови незалежності опору трансформатора і струму КЗ від положення перемикача РПН.
Для підвищення чутливості диференціального струмового захисту трансформатора передбачають ефективніше (в порівнянні із захистом з РНТ) настроєння від кидка струму намагнічення трансформатора, використовуючи: несинусоидальность кидка струму намагнічення; наявність в нім що аперіодичною складає; наявність провалів (нижче заданого рівня) в кривій струму Iнам,пер. У сьогодення-час бажано на могутніх трансформаторах встановлювати захист із струмом спрацьовування (0,2—0,3)Iт,ном. Диференціальні захисту, вживані в експлуатації, можна розділити на три групи: із струмовими реле; з реле РНТ; з реле з гальмуванням.
Найбільший струм спрацьовування мають захисту першої групи (диференціальні струмові відсічення). Струм спрацьовування защит другої групи значно менший. Найбільш поширеним різновидом таких защит є вже розглянутий захист із застосуванням проміжних ТТ, що насищаються, в диференціальному ланцюзі. Недоліком цього захисту є, невелике уповільнення із-за наявності деякій що аперіодичною складає в струмі КЗ
Ще менший струм спрацьовування можуть мати зашиті третьої групи.
В даний час випускається напівпровідниковий диференціальний струмовий захист типу ДЗТ-21, струм спрацьовування якої рівний приблизно 0,3Iт,ном.
1.5 Відключення трансформаторів від пристроїв релейного захисту за відсутності вимикача на стороні вищої напруги
В даний час в системах електропостачання все більш широко застосовуються понизительные підстанції без вимикачів на стороні вищої напруги. Такі підстанції виконуються по спрощених схемах приєднання до мережі системи електропостачання (по блокових схемах лінія — трансформатор або відпаюваннями від ліній електропередачі). Для відключення пошкоджень в понизительных трансформаторах таких підстанцій застосовуються наступні способи:установка на виводах вищої напруги трансформаторів плавких запобіжників; фіксація і ліквідація пошкоджень в трансформаторі за допомогою защит, встановлених на живлячих кінцях лінії;
установка короткозамыкателей, що автоматично включаються при спрацьовуванні защит трансформатора і викликають КЗ, на виводах вищої напруги, яка ліквідовується потім защитами живлячого кінця лінії; передача відключаючого сигналу по високочастотному каналу (на базі проводів лінії) або по жилах спеціального кабелю від защит трансформатора на відключення вимикача живлячого кінця ліній.
Якщо захисту живлячого кінця лінії не забезпечують необхідній чутливості при пошкодженнях в обмотках трансформатора і на його вывоДах нижчої напруги або мають великі витримки временнгто для відключення пошкодження використовуються захисту трансформатора, що Діють у поєднанні з короткозамыка-телем.
Включення короткозамыкателя здійснюється від захисту трансформатора, а відключення — в ручну. У мережах із заземленою нейтраллю короткозамыкатель встановлюється в одній фазі, а в мережах з ізольованою нейтраллю він виконується двополюсним із загальним приводом і встановлюється на двох фазах.
Після включення короткозамыкателя виникає однофазное (або двофазне) КЗна виводах вищої напруги трансформатора. При цьому спрацьовують швидкодіючі захисту, встановлені на живлячих кінцях лінії. Допускається одноразове АПВ живлячої лінії (хоча воно може викликати збільшення розмірів пошкодження трансформатора). Коли до однієї лінії підключені відгалуженнями два або декілька трансформаторів, на кожному з них додатково встановлюють віддільників (триполюсні разъединители з автоматичним управлінням). Відключення віддільника пошкодженого трансформатора здійснюється автоматично в бестоковую паузу після відключення живлячої лінії. Після АПВ відновлюється живлення непошкоджених трансформаторів, що залишилися підключеними до лінії.