1. Определяются первичные токи на сторонах ВН и НН защищаемого трансформатора, соответствующие его номинальной мощности. По этим токам определяются соответствующие вторичные токи в плечах защиты, исходя из коэффициента трансформации ТТ КI и коэффициента схемы Ксх.
Расчёты сводятся в таблицу (например, для трансформатора ТРДН 40000/110/10):
Наименование величины | Обозначение и метод определения | Числовые значения для сторон | |
ВН | НН | ||
Первичный ток на сторонах защищаемого трансформатора, соответствующий его номинальной мощности, А | |||
Схема соединения трансформаторов тока (коэффициент схемы К(3)сх) | – | ||
Коэффициент трансформации ТТ | ( * | ()* | |
Вторичный ток в плечах защиты, А |
* Принятые ближайшие большие значения стандартных коэффициентов трансформации ТТ, с целью повышения надёжности (уменьшения полной погрешности ) и обеспечения допускаемой длительной 40% перегрузки силового трансформатора.
2. Определяется основная сторона защиты и максимальный первичный ток, проходящий через защищаемый трансформатор при трехфазном КЗ на шинах НН.
В качестве основной стороны защиты принимается сторона с большим вторичным током, соответственно, в дальнейших расчетах, значение максимального первичного тока трехфазного КЗ на шинах НН должно быть приведено к указанной стороне.
3. Определяется первичный расчётный ток небаланса без учёта составляющей т.к. неизвестно, насколько точно удастся в ходе расчёта подобрать числа витков обмоток НТТ реле.
,
где – составляющая, обуславливающаяся погрешностью трансформаторов тока; – составляющая, обуславливающаяся регулированием напряжения защищаемого трансформатора.
4. Определяется предварительное, без учёта значение тока срабатывания защиты по двум расчетным условиям:
а) по условию отстройки от тока небаланса
Ісз ≥ KоІнб расч. ,
где Kо = 1,3 – коэффициент отстройки, учитывающий погрешности реле и необходимый запас;
б) по условию отстройки от броска тока намагничивания
Ісз ≥ KоІнТ ,
где Kо = 1,3 – коэффициент отстройки защиты от бросков тока намагничивания, принимаемый при условии, что надёжность отстройки уточняется при первом (5- кратном) включении трансформатора под напряжение; ІнТ – номинальный ток трансформатора.
Из двух полученных значений тока срабатывания к дальнейшему расчету принимается большее.
5. Производится предварительная проверка чувствительности защиты при повреждениях в зоне её действия.
Продольная дифференциальная защита трансформатора по требованию ПУЭ должна иметь коэффициент чувствительности около 2,0. Допускается снижение требуемого коэффициента чувствительности до значения около 1,5 в тех случаях, когда обеспечение коэффициента чувствительности около 2,0 связано со значительным усложнением защиты или технически невозможно (применение реле ДЗТ-11 не следует считать значительным усложнением защиты).
,
где – минимальный ток двухфазного КЗ на шинах НН трансформатора.
6. Определяются числа витков обмоток реле, с учётом того, что на коммутаторе реле РНТ – 565 можно подобрать практически любое целое число витков как рабочей, так и уравнительных обмоток. Расчёт начинается с выбора числа витков для основной стороны защищаемого трансформатора
,
где – магнитодвижущая сила срабатывания реле, = 100А; – ток срабатывания реле, отнесённый к основной стороне, определяемый приведением первичного тока срабатывания защиты ко вторичным цепям ТТ основной стороны:
.
В качестве предварительно принимаем ближайшее меньшее целое число витков.
7. Определяется число витков обмотки НТТ реле для не основной стороны защищаемого трансформатора
,
где Іосн.в и ІІ.в – вторичные токи в плечах защиты для основной и не основной сторон, соответствующие номинальные мощности трансформатора;
– принятое число витков обмотки НТТ реле для основной стороны.
В качестве предварительно принимаем ближайшее целое число витков.
8. Определяется значение тока небаланса с учетом составляющей
Ток срабатывания защиты на основной стороне:
.
9. Определяется действительное (окончательное) значение коэффициента отстройки защиты
.
Действительное значение коэффициента отстройки должно быть не менее 1,3. Если < 1,3, то для основной стороны следует принять новое число витков на единицу меньшее, чем было принято ранее (см. п.6) и повторить расчёт начиная с п.7. Уменьшение необходимо производить до тех пор пока ≥ 1,3.
10. Определяется значение коэффициента чувствительности для тока срабатывания защиты, соответствующего окончательно принятому
.
Дифференциальная токовая защита с реле ДЗТ – 11 (реле с магнитным торможением)
Для повышения чувствительности продольных дифференциальных защит широко используется принцип торможения сквозным током.
Упрощённая схема дифференциальной защиты 2х обмоточного трансформатора на реле серии ДЗТ – 11
На трехстержневом магнитопроводе НТТ имеется дополнительная тормозная обмотка , расположенная на тех же крайних стержнях, что и вторичная обмотка .
Тормозная обмотка включена в одно из плеч защиты (на понижающих трансформаторах включена со стороны, противоположной питающей, т.е. на стороне НН и СН) и при внешних КЗ по ней проходит вторичный ток КЗ. Эта обмотка осуществляет «магнитное» торможение, т.е. автоматическое увеличение тока срабатывания защиты (загрубление) по мере увеличения тормозного тока , равного вторичному току КЗ. Загрубление реле вызывается тем, что ток дополнительно насыщает магнитопровод НТТ реле ДЗТ, при этом ухудшается трансформация первичного тока НТТ в его вторичную обмотку и, следовательно, уменьшается ток в КА.
Схема включения первичной обмотки НТТ реле ДЗТ – 11 для защиты
двухобмоточного трансформатора.
Трехфазная схема включения реле ДЗТ – 11 для защиты двухобмоточного трансформатора.