Проектирование релейной защиты трансформатора (стр. 2 из 4)
Uкс=0,5(Uкв – с +Uкс – н – Uкв – н) =0,5(17+6 –10,5)= 6,25%
Uкн=0,5(Uкв – н+Uкс – н – Uкв – с) =0,5(10,5+6 –17)= - 0,25%
Сопротивление обмоток трансформатора, приведённые к стороне 110 кВ:
, 
, 
Ом, 
Ом, 
Ом.Сопротивления до шин 38,5 и 27,5 кВ в максимальном и минимальном режимах:
Токи к.з., протекающие через защищаемый трансформатор в расчетных режимах, при внешнем трехфазном к.з. в максимальном режиме работы системы - на шинах 38,5 и 27,5 кВ:
.Приводим к обмотке высокого напряжения
При внутреннем трехфазном к.з. в минимальном режиме работы системы на сторонах 38,5 и 27,5 кВ:
При внутреннем однофазном к.з. в минимальном режиме работы системы на стороне 110 кВ
Для дальнейших расчетов выбираем наибольший ток из двух максимальных токов к.з Iк.мах=3378А и наименьший из двух минимальных токов к.з.
.3. Производим расчёт для выбора типа реле дифзащиты. Для этого сначала определим первичный ток (на стороне ВН трансформатора) ток срабатывания защиты.
Первым условием выбора первичного тока срабатывания защиты Iсз является отстройка от тока небаланса Iнб:
Icз ≥ КЗ *Iнб,
где Кз – коэффициент запаса. Для реле типа РНТ Кз=1,3, а для реле типа ДЗТ Кз=1,5. Ориентируясь в начале на возможность применения реле типа
РНТ , берем Кз=1,3
Определяем ток небаланса:
Ка – коэффициент, учитывающий переходный режим токов кз наличие апериодической составляющей). При наличие Нтт Ка=1
Кодн – коэффициент однотипности ТА. При различных типах ТА
Кодн=1
Е – допустимая относительная погрешностьТА,Е=0,1
ΔUрег – относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжение. Принимается равной половине полного суммарного диапазона регулирования (для трансформаторов ТДТНЭ ΔUри=0,16;
ΔFвыр – относительная погрешность от неточного выравнивания токов плеч защиты вследствие невозможности точной установки на реле расчетного числа витков. Так как число витков пока еще неизвестно то Δfвыр =0;
Iк макс. – максимальное значение тока к.з. (на стороне ВН трансформатора) при к.з. на стороне СН или НН.
Вторым условием выбора первичного тока срабатывания защиты является отстройка от броска тока намагничивания:
Котс – коэффициент отстройки защиты от бросков тока намагничивания. Для реле типа РНТ Котс=1,3 для реле типа ДЗТ Котс =1,5
Ориентируясь в начале на возможность применения реле типа РНТ, берем Котс=1,3.
Iсз=1,3*125,5=163,1 А
Принимаем за ток срабатывания Iсз=1142А. По выбранному току срабатывания защиты Icз определяется возможность применения реле типа РНТ. Для этого определяем коэффициент чувствительности дифзащиты Кчс при двухфазном внешнем к.з.
Кч(2)=Iк(2)мин/Iсз,
Где: Iкмин(2) – значение минимального тока двухфазного к.з. приведенного к стороне ВН трансформатора.
Так как Кч(2)=1,18<2, то реле типа РНТ использовать нельзя. Выбираем реле типа ДЗТ-11
4. Определяем место включения тормозной обмотки реле ДЗТ-11. Наилучшим вариантом будет включить тормозную обмотку на сумму токов плеч защиты сторон СН и НН трансформатора.
По условию
Где
=1,5Icз=1,5*125.5=188,25 A
Понайденому току Iопределяется вторичный ток срабатывания реле.
Iср=(Iсз/nт)*Кcх=(188,25/30)*
=10,9А5. Определяем число витков обмоток реле ДЗТ-11.
Число витков дифференциальной (рабочей) обмотки равно:
Wg=Fср/Iср,
где Fср – магнитодвижущая (намагничивающая сила, необходимая для срабатывания реле. Для ДЗТ-11 Fср=100 А*вит;
Wg=100/10,9=9,17
(Принимаем 9 витков)
Расчетное число витков уравнительных обмоток определяется из условия уравновешивания намагничивающих сил в реле, создаваемых минимальными токами в дифференциальной и уравнительной обмотке, считая одну из обмоток отключенной (НН), имеем
(Принимаем 8 витков)
I2сн, I2вн – номинальные вторичные токи сторон ВН и НН трансформатора.
Витки тормозной обмотки в данном выражении отсутствует, так как они включаются таким образом, что не создают тока в реле, а служат только для подмагничивания крайних стержней магнитопровода, насыщая их и препятствуя трансформации тока из рабочей обмотки во вторичную. Считая отключенной другую обмотку (СН), условие равновесия магнитных сил будет
(Принимаем 14 витков)
Правильность выбора числа витков обмоток реле ДЗТ-11 может быть приведены по условию:
Число витков тормазной обмотки.
где kз -коэфициент запаса, kз =1,5;
tg α -тангенс угла наклона к оси абсцисс с касательной, проведённой из начала координат к характеристике срабатывания, соответствующей минимальному торможению. Для реле ДЗТ-11 tg α =0,87;
Wрасч - расчетное число витков рабочей обмотки. Wрасч= Wg;
Iнб max- наибольший ток небаланса при трёхфазном к.з. на одной из
сторон СН или НН трансформатора, определяемый по выражению
с учётом ΔFвыр. Погрешность от неточного выравнивания токов плеч защиты, вследствие невозможности точной установки на реле расчётного числа уравнительных обмоток, определяется для сторон ВН и НН трансформатора по выражению: 
,где Wур расч, Wур уст – расчётное и принятое к установке на реле число витков уравнительных обмоток.
Для подстановки в формулу берётся наибольшее из двух полученных значений Iнб max;
Ikmax – максимальное значение внешнего тока к.з. на одной из сторон СН или ВН трансформатора. В формулу подставляется значение Ikmax соответствующее к.з. на той стороне трансформатора, для которой берётся Iнб max.
; 
; 
.6. Определение коэффициента чувствительности защиты при двухфазном к.з.:
где I2кмин – значение минимального тока двухфазного к.з.;
nтвн – коэффициент трансформации со стороны ВН трансформатора;
Wg – принятое к установке число витков дифференциальной обмотки;
Fср0 – магнитодвижущая сила срабатывания реле типа ДЗТ-11 при отсутствии торможения, т.е. берётся начальная точка тормозных характеристик реле, Fср0=100А*ВТ;
Кч2=(1345*9,17)/(30*100)=4,035.
Значение kч2 должно быть больше или равно 2, что и получилось.
3. Максимальные токовые защиты трансформатора от внешних коротких замыканий
МТЗ на стороне ВН трансформатора. Ток срабатывания МТЗ в общем случае определяется по выражению:
Iсз=
,где: Кз – коэффициент запаса, Кз =1,15 – 1,25;
Ксзп – коэффициент самозапуска, учитывающий увеличение тока
нагрузки в режиме самозапуска двигателей;
Кв – коэффициент возврата реле (для реле серии РТ – 40 Кв=0,85);
Iнmax – максимальный ток нагрузки.
Для МТЗ со стороны ВН можно принять Ксзп=1, а Iнmаx определить с учетом допустимой перегрузки трансформатора, т.е. Iнmax=1,5*Iн (где Iн – номинальный ток трансформатора).
А,