Примеры расчета уставок дифференциальной защиты с торможением на понижающих трансформаторах

Пример 10. Выбираются уставки дифференциальной защиты с торможением (реле ДЗТ-11) двухобмоточного трансформатора мощностью 6,3 MB-А (115± 16%) кВ/ 11 кВ из примера 4 (рис. 2-10).

Решение. Рассчитываются токи КЗ (результаты расчета приведены на рис. 2-10). Определяются средние значения первичных и вторичных номинальных токов для всех сторон защищаемого трансформатора так же, как в предыдущем примере (табл.2-5).

Выбирается место установки тормозной обмотки обоих реле ДЗТ-11 (фаз А и С): плечо стороны НН (рис. 2-27).

Определяется первичный ток небаланса без учета составляющей I'"нб по выражениям (2-35), (2-39), (2-40): Iнб=(1*1*0,1+0,16) 410 = 106,5 А, где I⁽³⁾к.макс.вн= 410 А (рис. 2-10).

Ток срабатывания защиты выбирается только по условию (2-50) отстройки от броска тока намагничивания. Уточненное значение k_н в выражении (2-50) определяется в следующем порядке. При u_к.сp= 10,5 % сопротивление

При мощности трансформатора 6,3 MB-А (рис. 2-10)

При x _1с =15 Ом получаем х_к=15 + 1,15*361=430 Ом.

Значение х_б= 115²/6,3 = 2100, х_к* = 430/2100= 0,2, значение k_н = 2,1 — 3,7*0,2 = 1,36. Номинальный ток трансформатора равен 31,7 А (на стороне 110 кВ).

Ток срабатывания дифференциальной защиты по условию (2-50) Iс.з >=1,36-31,7 =43 А.

Определяются числа витков обмоток ДЗТ для выравнивания МДС, аналогично тому, как это выполнено в предыдущем примере.

Расчеты сведены в табл. 2-7. При этом надо иметь в виду, что на коммутаторе реле ДЗТ-11 можно подобрать практически любое число витков как рабочей, так и уравнительных обмоток. Расчет в табл.2-7 начинается с выбора числа витков для обмотки НТТ, включаемой в плечо ВН, поскольку это - сторона регулируемого напряжения, хотя и с меньшим вторичным током (табл. 2-5).

Определяется по выражению (2-48) число витков тормозной обмотки реле ДЗТ-11, необходимее для обеспечения бездействия защиты при внешнем трехфазном КЗ (точка К2 на рис. 2-10):

где ω_т = 17,9 вит. - расчетное число витков рабочей обмотки на той же стороне НН, где включена тормозная обмотка (рис. 2-27); Iнб = 108,8(96,6/11) = 955 А, приведенным к стороне НН с помощью наименьшего значения коэффициента трансформации трансформатора, соответствующего крайнему «отрицательному» положению регулятора РПН, при котором определяются максимальные значения тока КЗ (§ 2-2); Iнб= 108,8 А (п.8 табл. 2-7).

Принимается ближайшее большее число витков тормозной обмотки (ω_т = 11вит.); числа витков на тормозной обмотке реле ДЗТ-11 могут быть установлены следующие: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 18, 24.

Определяется по формуле (2-38) коэффициент чувствительности защиты при КЗ за трансформатором в зоне действия защиты, когда ток повреждения проходит только через трансформаторы тока стороны 110 кВ и торможение отсутствует. Из рис. 2-10 I ^<ыгз>(3) к.мин.вн = 230А. В соответствии с табл. 2-1 для схемы соединения обмоток трансформаторов тока в треугольник расчетный ток в реле При прохождении тока КЗ по стороне ВН ток срабатывания реле

Iс.р= 100/27 = 3,7 А. Коэффициент чувствительности 17,2 / 3,7 = 4,6 > 2.

Проверка чувствительности защиты при однофазном КЗ на стороне 110 кВ в зоне действия защиты и выбор тока срабатывания реле РТБ схемы автоматики отключения отделителя 110 кВ производятся так же, как в примере 9.

Расчетная проверка трансформаторов тока производится в соответствии с §1-5 так же, как в примере 4. Переход на n_т = 150/5 не снижает чувствительности защиты.

Пример 11. Выбираются уставки дифференциальной защиты трехобмоточных трансформаторов 10 МВ-А, (115 ±4 * 2,5 %)кВ / (38,5 ± 2 * 25 ) кВ /11 кВ по данным, приведенным на рис.2-16. Трансформаторы работают раздельно на сторонах 35 и 10 кВ.

Решение. Определяются средние значения первичных и вторичных номинальных токов для всех плеч дифференциальной защиты (по номинальной мощности наиболее мощной обмотки трансформатора). Расчеты сводятся в табл. 2-8.

Определяются первичные токи небаланса без учета составляющей I'"нб по выражениям (2-35), (2-39), (2-40):

а) при КЗ на шинах 35 кВ (точка К2) Iнб=(1*1* 0,1 + 0,1 + 0,05) • 500= 125 А, где I⁽³⁾к.макс.вн=I_{αк.макс}=I_{βк.макс}= 500 А - максимальный ток, проходящий по регулируемой стороне ВН трансформатора при КЗ на стороне СН (рис. 2-16);

б) при КЗ на шинах 10 кВ (точка КЗ) Iнб= (1*1* 0,1 + 0,1) *330 = 66 А, где I⁽³⁾к.макс.вн=330 А - максимальный ток, проходящий по регулируемой стороне ВН трансформатора при КЗ на стороне НН (рис. 2-16).

Предварительный расчет показывает, что при выполнении дифференциальной защиты без торможения (§2-4) k_ч =1,4 при двухфазном КЗ на стороне НН (рис. 2-16). В случаях параллельно работы трансформаторов на одной из сторон (НН или СН) значения Iк.макс, Iнб и, следовательно, Iс.з возрастают, а значение k_ч становится меньше 1,4, так как проверка чувствительности должна производиться при одиночной работе трансформаторов, когда ток КЗ меньше, чем при параллельной работе. Поэтому дальнейший расчет производится для дифференциальной защиты с торможением с реле ДЗТ-11.

Определяется место включения тормозной обмотки реле ДЗТ-11. Рассматриваются три варианта.

а) Включение тормозной обмотки в плечо 35 кВ (рис. 2-28). При этом несрабатывание защиты при внешнем повреждении на шинах 10 кВ, когда торможение отсутствует, обеспечивается выбором тока срабатывания, так же как для защиты с реле серии РНТ, т. е. по выражению (2-36), в котором принимается наибольшее значение k_н для реле серии ДЗТ-10 (1,5): Iс.з >= 1,5 • 66=99 А. По условию (2-50) Iс.з>= k_н • Iном.тр=1,5 • 50=75 А, где Iном.тр берется из табл. 2-8.

Определяющим условием является (2-36), поэтому не производится уточнение коэффициента k_н в выражении (2-50) по примеру 10. Коэффициент чувствительности

защит (предварительный) при двухфазном КЗ в точке КЗ (рис. 2-16) в минимальном режиме при Iс.з = 99 А и

k⁽²⁾_ч =13/5,7 = 2,28. Поскольку k_ч >2, этот вариант может быть принят для дальнейших расчетов (числа витков обмоток ННТ указаны на рис. 2-28).

б) Включение тормозной обмотки в плечо 110 кВ, что позволило бы выбрать ток срабатывания защиты только по условию (2-50). Этот вариант требует дополнительной проверки надежности работы реле ДЗТ-11 (ДЗТ-1) по зависимостям, приведенным на рис. 2-26. В данном примере Iк.макс= 5000 А (точка К1 на рис. 2-16), I_1* = 5000/150= 33. Предварительное значение Iнб = (0.1 +0.1 + 0.05) Iк.макс (КЗ на стороне 35 кВ). По формуле (2-48) По рис. 2-26, б при I_1* =33 и ω_т /ω_p = 0,43 I_2*=1,1, что значительно ниже нормируемых значений I_2*. Следовательно, этот вариант не может быть принят.

в) Включение тормозной обмотки на сумму токов плеч 10 и 35 кВ (рис. 2-29). Очевидно, что последний вариант является наилучшим, так как позволяет выбрать ток срабатывания защиты только по условию (2-50), как и в варианте «б», и в то же время исключить влияние тормозной обмотки реле при КЗ в зоне действия защиты. Кроме того, на значение тока срабатывания в этом варианте не влияет неточность подбора числа витков уравнительных обмоток реле (составляющая I"'нб влияет лишь на выбор

числа витков ω_т).

Расчет чисел витков обмоток НТТ реле ДЗТ производится так же, как в предыдущих примерах. Выбранные числа витков указаны на рис. 2-29. Проверка по условию (2-44а) показывает, что числа витков рабочей и уравнительных обмоток выбраны правильно: Iном.вн * ω_p = 2,88 • 17 = 49 А =Iном.сн *ω_УРІ= 3,24 • 15 =48,6 А = Іном.нн * ω_УРІІ = =4,39 *11 = 48,2 А, где значения вторичных номинальных токов плеч дифференциальной защиты берутся из табл.2-8.

Число витков тормозной обмотки выбирается большим из двух значений С0Х, вычисленных по формуле (2-48) для внешних КЗ в точках К2 и КЗ (рис. 2-16): ω_т = 7 вит. Остальные расчеты выполняются также, как в предыдущих примерах.