5. Раздел 5. Защита силовых трансформаторов. Защита силовых трансформаторов Общие сведения
 Скачать 0.89 Mb.
|
Особенности, влияющие на выполнение дифференциальной защиты трансформаторов:1. Наличие намагничивающего тока, проходящего только со стороны источника питания. Даже в том случае, когда трансформатор имеет коэффициент трансформации, равный единице, и одинаковое соединение обмоток, ток со стороны источника питания больше тока со стороны нагрузки на значение намагничивающего тока. Намагничивающий ток в нормальном режиме составляет примерно 1÷5% номинального тока трансформатора и поэтому вызывает лишь некоторое увеличение тока небаланса. Иные явления происходят при включении холостого трансформатора под напряжение, или при восстановлении напряжения после отключения КЗ. В этих случаях в обмотке трансформатора со стороны источника питания возникает бросок намагничивающего тока, который в первый момент времени в 5÷8 раз превышает номинальный ток трансформатора, но быстро, в течение времени менее 1 сек, затухает до значения порядка 5-10% номинального тока. Для предотвращения ложного срабатывания дифференциальной защиты от броска намагничивающего тока ток срабатывания защиты должен быть больше максимального значения намагничивающего тока, т.е.  (5.2)Ток  зависит от конструкции трансформатора, момента его включения под напряжение и ряда других условий, трудно поддающихся учёту. Поэтому при расчётах дифференциальной защиты ток срабатывания можно определять по формуле: (5.3)где  – номинальный ток обмотки, имеющей наибольшую мощность;  – коэффициент надёжности отстройки, принимаемый равным 1÷4 в зависимости от типа реле, используемых в схеме дифференциальной защиты.В общем случае выбирают наибольшее значение тока срабатывания защиты, полученное по расчётным условиям (5.2) и (5.3), и его принимают за окончательное значение  .2. Неравенство вторичных токов и разнотипность трансформаторов тока. Поскольку у трансформаторов токи со стороны обмоток высшего, среднего и низшего напряжений не равны, трансформаторы тока, выбираемые по номинальным токам обмоток, имеют разные коэффициенты трансформации и различное конструктивное выполнение. Вследствие этого они имеют различные характеристики и погрешности. Номинальные токи обмоток трансформаторов, как правило, не совпадают со шкалой номинальных токов ТТ. Поэтому при выборе ТТ принимается трансформатор тока, номинальный ток которого является ближайшим большим по отношению номинальному току обмотки трансформатора. Иногда и этого сделать не удается, так как на выбор трансформаторов тока влияют и другие соображения. Таким образом, вследствие неравенства вторичных токов в плечах дифференциальной защиты в дифференциальном реле при номинальной нагрузке трансформатора проходит ток небаланса, равный:  (5.4)При сквозном КЗ этот ток возрастает пропорционально току КЗ, а также увеличивается вследствие возрастания погрешностей ТТ, имеющих неодинаковые характеристики, что может вызвать ложное действие дифференциальной защиты. Поэтому для снижения тока небаланса, вызванного неравенством вторичных токов ТТ дифференциальной защиты, производится выравнивание этих токов путём включения специальных промежуточных автотрансформаторов тока, или путём использования выравнивающих обмоток дифференциальных реле. В цифровых реле такое выравнивание производится математическим путём. 3. Неодинаковые схемы соединения обмоток трансформаторов. При неодинаковых схемах соединения обмоток, например звезда-треугольник, токи со стороны обмотки, соединенной в звезду, и токи со стороны обмотки, соединенной в треугольник, оказываются сдвинутыми относительно друг друга на некоторый угол, который зависит от схемы соединения обмоток. Для обычно применяемой группы Υ/∆-11 вторичный ток опережает первичный на угол 30°. Угловой сдвиг токов создаёт небаланс в реле дифференциальной защиты, который нельзя компенсировать подбором витков. Компенсация углового сдвига производится путем специального соединением вторичных обмоток трансформаторов тока. Для этого на стороне звезды трансформаторы тока соединяются в треугольник, а на стороне треугольника – в звезду (см. рис. 5.4). При таком соединении вторичных обмоток ТТ, как показано на рис. 5.4, в трансформаторах тока ТА1, вторичные обмотки которых соединены в треугольник, создается сдвиг токов на такой же угол, как и в соединенной в треугольник обмотке НН трансформатора, что и обеспечивает совпадение фаз вторичных токов. Современные цифровые защиты (фирм ABB, SIEMENS, ALSTOM, GE) получают разность фазных токов математическим путём. У таких защит трансформаторы тока со всех сторон соединяются в звезду, а группа соединений трансформатора и полярность ТТ вводится в реле в виде уставки. Соединение в звезду выгоднее в части величины нагрузки на трансформаторы тока (при соединении трансформаторов тока в треугольник нагрузка на трансформаторы тока вырастает в 3 раза).  Рис. 5.4. Прохождение токов и векторные диаграммы токов в ДЗТ с соединением обмоток по схеме звезда-треугольник, поясняющие принцип компенсации углового сдвига Соединение трансформаторов тока в треугольник на стороне трансформатора, где первичные обмотки соединены в звезду, имеет и преимущество. Если нейтраль трансформатора заземлена, то при замыкании на землю протекает ток от заземленной нейтрали к месту КЗ. При установке трансформаторов тока только на выводах и схеме соединения трансформаторов тока - звезда протекает несбалансированный ток нулевой последовательности, который при схеме соединения ТТ – треугольник замыкается внутри треугольника и в реле не попадает. Таким образом, состояние нейтрали соединенной в звезду обмотки трансформатора не влияет на работу дифзащиты. Цифровые защиты исключают влияние тока нулевой последовательности математическим путем, поэтому, трансформаторы тока можно соединить в звезду. |