Защита трансформаторов плавкими предохранителями

Присоединение трансформаторов к сети через плавкие предохранители используется в схемах упрощенных подстанций напряжением ВН 6…35 кВ. Для защиты трансформаторов применяют предохранители типов ПК-10, ПКТ-10, ПКИ-10, ПСН-10, ПСН-35. Ток плавкой вставки зависит от мощности трансформатора и выбирается в пределах 1,5…2 номинального тока трансформатора (табл.17.1).

Таблица 17.1

Рекомендуемые значения номинальных токов плавких вставок I_ном.вс предохранителей типа ПКТ для защиты трехфазных силовых трансформаторов 6/0,4 и 10/0,4 кВ

Плавкие предохранители рассчитаны на отключение тока КЗ в трансформаторе, поэтому они проверяются по максимальному отключаемому току КЗ. Номинальный ток отключения для предохранителей 6-10 кВ может быть в пределах 2,5...40 кА. Кроме того, требуется выбрать номинальное напряжение предохранителя. Одинаково недопустимо устанавливать предохранитель напряжением 6 кВ на трансформатор 10 кВ, и предохранитель 10 кВ на трансформатор напряжением 6 кВ. В первом случае может произойти перекрытие предохранителя по поверхности, а во втором - не погаснуть дуга внутри предохранителя.

17.5. Дифференциальная защита. Область применения и принцип действия. Дифференциальная защита трансформатора (ДЗТ) относится к основным защитам трансформатора. ДЗТ выполняется на принципе сравнения токов на стороне ВН и сторонах СН и НН трансформатора и применяется в качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов и автотрансформаторов. Защита обладает абсолютной селективностью, реагирует на повреждения в обмотках, на выводах и в соединениях с выключателями и действует на отключение трансформатора со всех сторон без выдержки времени. Зона действия ДЗТ ограничивается местом установки трансформаторов тока и включает в себя ошиновку СН, НН.

Ввиду ее сравнительной сложности, ДЗТ устанавливается в следующих случаях:

− на одиночно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 6300 кВ∙А и выше;

− на параллельно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 4000 кВ∙А и выше;

− на трансформаторах мощностью 1000 кВ∙А и выше, если токовая отсечка не обеспечивает необходимой чувствительности при КЗ на выводах высшего напряжения (К ч < 2), а МТЗ имеет выдержку времени более 0,5 с.

При прохождении через трансформатор сквозного тока нагрузки или внешнего КЗ ток в реле равен: I_р = I ₁ – I ₂ (рис. 17.2, а).

Рис. 17.2. Принцип действия дифференциальной защиты трансформатора: а –распределение токов при сквозном КЗ; б – то же при КЗ в трансформаторе (в зоне действия дифференциальной защиты).

Пренебрегая током намагничивания трансформатора, который в нормальном режиме имеет малое значение, можно считать, что первичные токи равны (I _I = I _II) и, следовательно, вторичные токи одинаковы, т.е. I ₁ = I ₂. С учетом этого I_р = I ₁ – I ₂ = 0.

Таким образом, если ТТ имеют точно совпадающие характеристики, то при прохождении через ТТ тока нагрузки или толка внешнегo КЗ ток в реле отсутствует и ДЗТ на такие режимы не реагирует.

Практически вследствие несовпадения характеристик ТТ вторичные токи не равны I ₁≠ I ₂и поэтому в реле проходит ток небаланса, т. е.

Для того чтобы дифференциальная защита не подействовала от тока небаланса, ее ток срабатывания должен быть больше этого тока на коэффициент надежности К_н, т. е.:

(17.1)

При КЗ в трансформаторе, или любом другом месте между ТТ, направление токов I ₁и I ₂ изменится на противоположное, как показано на рис.17.2, б.

Таким образом, при КЗ в зоне действия ДЗТ в реле проходит полный вторичный ток КЗ. Под влиянием этого тока защита срабатывает и производит отключение поврежденного трансформатора с обеих сторон.