Расчет релейной защиты цеховых трансформаторов

 

В качестве примера выберем типы защит и определим токи срабатывания защиты и реле цехового трансформатора типа ТМ, основные данные которого следующие: ; ; ; группа соединения обмоток треугольник – звезда с нулем; ; .

Рассмотрим защиту цехового трансформатора (T 3, Т 4, Т 5, Т 6) при междуфазных КЗ в обмотках и на выводах высокого напряжения (ВН), при внешних КЗ, при однофазных КЗ и при перегрузке.

Для защиты трансформатора при междуфазных КЗ в обмотках и на выводах ВН принимаем ТО без выдержки времени с использованием реле типа РТ-40. Схема соединения ТТ – неполная звезда.

Токи срабатывания защиты (отсечки) и реле определяем по формулам

;

,

где – ток, проходящий через ТТ защиты при трехфазном КЗ на стороне низкого напряжения (НН):

,

где – номинальный первичный ток трансформатора; – напряжение КЗ трансформатора, %; – ток трехфазного КЗ.

Выбираем реле тока РТ-40/100 и промежуточное реле РТ-26.

Для защиты трансформатора при внешних КЗ и резервирования ТО т газовой защиты принимаем МТЗ с выдержкой времени.

Схема соединений ТТ – неполная звезда. Максимальную токовую защиту отстраиваем от тока самозапуска полностью заторможенных двигателей, присоединенных к шинам НН. Токи срабатывания защиты и реле находим по формулам

;

,

где – коэффициент самозапуска, принимаемый равным 3–3,5, когда нет данных о присоединенных двигателях; в этом случае можно считать, что ток в трансформаторе возрастет в 3–3,5 раза по сравнению с номинальным током.

Принимаем реле тока РТ-40/20.

Коэффициент чувствительности защиты определяем при трехфазном КЗ за трансформатором (т.е. на стороне НН) по формуле

.

Приведенная формула справедлива для МТЗ (в двухфазном трехлинейном исполнении) трансформаторов со схемой соединения обмоток треугольник–звезда с нулем. В этом случае два токовых реле включают на фазные токи, а одно реле – на сумму токов двух фаз; за счет такого включения повышается чувствительность защиты к двухфазным КЗ на стороне НН цеховых трансформаторов.

Для МТЗ в двухфазном двухлинейном исполнении реактированных линий, трансформаторов со схемой соединения обмоток звезда–звезда с нулем – находят по формуле

.

Выдержку времени МТЗ трансформатора выбирают из условия избирательности на ступень выше наибольшей выдержки времени защит присоединений , питающихся от трансформатора, т.е.

 

.

 

Если МТЗ не удовлетворяет требованию чувствительности, то ее выполняют с пуском от реле минимального напряжения.

Для защиты цехового трансформатора при однофазных КЗ в обмотке и на выводах НН, а также в сети НН применяем МТЗ нулевой последовательности с выдержкой времени с использованием реле РТ-40. Защиту выполняют с помощью одного токового реле, включенного на ТТ, установленный в цепи заземления нейтрали цехового трансформатора. В реле протекает полный ток однофазного КЗ.

Токи срабатывания защиты и реле определяем по формулам

 

,

 

– ток срабатывания защиты нулевой последовательности на стороне 0,4 кВ, который согласуется, в свою очередь, с током отсечки автоматического выключателя; ; ;

.

Принимаем реле тока с запасом по шкале РТ-40/20.

Коэффициент чувствительности защиты нулевой последовательности определяем при однофазном КЗ на выводах НН трансформатора по формуле

,

где – минимальный ток однофазного КЗ на шинах НН; для цеховых трансформаторов с соединением обмоток треугольник–звезда с нулем ;

,

где – номинальный вторичный ток трансформатора.

Выдержку времени защиты нулевой последовательности, установленной в нейтрали цехового трансформатора, отстраивают от времени срабатывания автоматических выключателей двигателей и принимают равной 0,5 с.

Для защиты цехового трансформатора при перегрузке принимаем МТЗ, устанавливаемую со стороны ВН трансформатора, выполняемую с помощью одного токового реле, включенного на фазный ток, и действующую на сигнал с выдержкой времени. Максимальную токовую защиту отстраиваем от номинального тока трансформатора.

Токи срабатывания защиты и реле определяем по формулам

,

,

где ; – первичный номинальный ток трансформатора.

Выдержку времени МТЗ в этом случае выбирают больше времени защиты трансформатора от КЗ.