Стартовая >> Книги >> РЗиА >> Защита трансформаторов распределительных сетей

Токовая отсечка от междуфазных к. з. - Защита трансформаторов распределительных сетей

Оглавление
Защита трансформаторов распределительных сетей
Виды повреждений трансформаторов
Виды ненормальных режимов работы трансформаторов
Короткие замыкания на выводах понижающего трансформатора
Короткие замыкания на выводах низшего (среднего) напряжения
Принцип действия плавких предохранителей
Достоинства и недостатки плавких предохранителей
Защита трансформаторов 6 и 10 кВ плавкими предохранителями
Защита трансформаторов 35 кВ плавкими предохранителями
Защита трансформаторов 110 кВ с помощью плавких вставок и предохранителей
Типы релейной защиты трансформаторов
Способы присоединения понижающих трансформаторов
Структурная схема релейной защиты
Оперативный ток на трансформаторных подстанциях
Трансформаторы тока как источники оперативного тока
Предварительно заряженные конденсаторы и зарядные устройства
Блоки питания
Токовая отсечка от междуфазных к. з.
Дифференциальная токовая защита
Газовая защита
Обслуживание газовой защиты
Максимальная токовая защита
Специальная токовая защита нулевой последовательности
Схемы защиты трансформаторов

Глава пятая
ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА ОТ МЕЖДУФАЗНЫХ К. 3.

1. Принцип действия и область применения

Токовой отсечкой называется быстродействующая максимальная токовая защита с ограниченной зоной действия. Применительно к понижающим трансформаторам в зону действия отсечки входит только часть обмотки трансформатора со стороны ВН, где включены реле отсечки (рис. 5-1). При к.з. за трансформатором (точка К\) отсечка ни в коем случае не должна
приходить в действие. Это условие обеспечивается тем, что ток срабатывания отсечки выбирается большим, чем максимальный ток к. з. в точке К\. Благодаря этому токовая отсечка трансформатора не может сработать и при к. з. на отходящих линиях НН (точка /Сг) и, следовательно, может быть выполнена без выдержки времени.

Рис. 5-1. Первичная схема, поясняющая зоны срабатывания и несрабатывания токовой отсечки (Г) понижающего трансформатора
Токовая отсечка относится к группе защит с абсолютной селективностью [2]. Достоинством ее является быстродействие при отключении к. з. на выводах и в части обмотки ВН трансформатора (точка Кг) у т. е. там, где токи к. з. имеют наибольшие значения, поскольку они не ограничиваются сопротивлением самого трансформатора. Следует иметь в виду, что выполнение токовой отсечки на трансформаторе ускоряет отключение к. з. не только в защищаемом трансформаторе, а и на питающих линиях, поскольку максимальные токовые (или дистанционные) защиты этих линий по условиям селективности с отсечками трансформаторов могут иметь минимальные выдержки времени при срабатывании, а именно 0,4 с [5, 14]. Достоинством токовой отсечки является также простота выполнения (§ 5-2). Недостаток токовой отсечки в том, что она не защищает трансформатор при к. з. на выводах НН и в части обмотки, а также не способна резервировать к. з. на отходящих линиях НН.
В соответствии с Правилами [1] токовой отсечкой должны оборудоваться все понижающие трансформаторы с высшим напряжением 3 кВ и выше, мощностью до 6,3 MB-А, если отсечка имеет достаточную чувствительность. Чувствительность определяется расчетом при выборе тока срабатывания отсечки.

5-2. Схемы выполнения и расчет тока срабатывания

Из рассмотрения принципа действия токовой отсечки видно, что селективность (избирательность) ее работы обеспечивается только выбором тока срабатывания по условию
(5-1)
где /к3)Макс. вн—максимальное значение тока трехфазного к. з. за трансформатором, т. е. вне зоны действия отсечки, приведенного к стороне ВН, где установлена отсечка A; kH — коэффициент надежности, значения которого зависят от типа применяемых токовых реле: 1,3—1,4 —для реле типа РТ-40 и примерно 1,6 — для реле РТ-80 (ИТ-80) и РТМ [5].
Ток /к. макс. вн определяется при максимальном режиме питающей системы (когда сопротивление системы имеет минимально возможное значение), а для трансформаторов РПН дополнительно следует принимать и минимально возможное значение сопротивления защищаемого трансформатора при крайнем положении его регулятора напряжения (§ 2-5).
Ток срабатывания токовых реле отсечки (уставка) определяется по выражению, общему для всех вторичных токовых реле, т. е. реле, включенных через трансформаторы тока:
(5-2)
где /с. о — первичный ток срабатывания отсечки, выбранный по условию (5-1); пт — коэффициент трансформации трансформаторов тока ТТ на стороне ВН трансформатора;    коэффициент схемы при симметричном режиме, показывающий, во сколько раз ток в реле защиты (отсечки) больше, чем вторичный ток трансформаторов тока.
Для схемы соединения трансформаторов тока в звезду &Сх=1 для всех видов к. з. (рис. 5-2, а). Для схемы соединения трансформаторов тока на разность токов двух фаз (рис. 5-2, б) при симметричном нагрузочном режиме и при трехфазном к. з.
= л/з; но для двухфазных к. з. А — В и В — С значение kcx = 1. Из сравнения этих схем, применяемых для выполнения отсечки трансформаторов 6—35 кВ, видно, что при одинаковых значениях /с. о и пт ток срабатывания (уставка) токовых реле в схеме рис. 5-2, б, по условию (5-2), получится в раз большим, чем для схемы рис. 5-2v а. Это имеет очень большое значение при оценке чувствительности, которая осуществляется с помощью так называемого коэффициента чувствительности
(5-3)
где /р. мин — минимальное значение тока в реле при металлическом двухфазном к. з. на выводах ВН защищаемого трансформатора (точка К на рис. 5-2), А; /с. р — ток срабатывания реле (уставка), вычисленный по условию (5-2).
Значение kч по Правилам [1] должно быть равно примерно 2.
Для схемы на рис. 5-2, а при всех вариантах двухфазного к. з. и для схемы на рис. 5-2, б при к. з. между фазами А и В, В и С kcx = 1 и, следовательно,
(5-4)
где /^мин — минимальное значение первичного тока при трехфазном к. з. на выводах ВН защищаемого трансформатора, вычисленное при наибольшем сопротивлении питающей системы.

Таким образом, при одном и том же значении /I? мин И flт для схем на рис. 5-2, а и б токи в реле при двухфазных к. з. между фазами А и В, В и С оказываются одинаковыми. Но, поскольку в схеме на рис. 5-2,6 ток срабатывания реле в д/3 раз больше, чем в схеме на рис. 5-2, а, у последней будет в раз более высокий коэффициент чувствительности. Это и определяет ее преимущественное применение.

Рис. 5-2. Схемы включения максимальных реле тока токовой отсечки
Для примера примем /с. о = 2000 А, /к.)мин = 5000 А; ит = = 200/5. В соответствии с формулой (5-4) ток в реле при двух- фазном к. з.
Ток срабатывания реле (уставка) для схемы на рис. 5-2, а согласно выражению (5-2)

для схемы на рис. 5-2,6

Коэффициент чувствительности, вычисленный по выражению (5-3), для схемы на рис. 5-2,a k4 — 108/50== 2,16; для схемы на рис. 5-2,6 &ч = 108/86,5= 1,25, т. е. в V3 раз меньше, чем для схемы рис. 5-2, я; отсечка с такой низкой чувствительностью вообще не может быть применена.
В связи с тем что для схемы на рис. 5-2, а значения kCx при всех видах к. з. равны 1, коэффициент чувствительности можно вычислять по первичным токам:

Для защиты трансформаторов с ВН 110 кВ широко применяются схемы соединения трех трансформаторов тока в треугольник (рис. 5-2,в). В этой схеме каждое из трех реле (/—3) включено на разность токов двух соответствующих трансформаторов тока. Следовательно, при симметричном режиме ток в реле в у з раз больше вторичного тока трансформатора тока. Поэтому для схемы треугольника  V3, и, следовательно, ток срабатывания реле (уставка), вычисленный по выражению (5-2), будет в д/З раз больше, чем при прочих равных условиях для реле схемы на рис. 5-2, а. Однако при установке трех токовых реле при любом из вариантов двухфазного к.з. в одном из реле пройдет удвоенное значение тока двухфазного к. з. 2/(к2). И коэффициент чувствительности окажется даже больше, чем для схемы на рис. 5-2,а, в 2/д/3 = 1,15 раза. Но если сделать отсечку двухрелейной, исключив, например, реле 2 на рис. 5-2, в, коэффициент чувствительности снизится в 2 раза из-за того, что при одном из вариантов двухфазного к.з. (В и С в данном случае) удвоенный ток пройдет по той цепи, в которой нет реле, а в двух других реле пройдет лишь однократный ток двухфазного к. з.
Отсечка, выполненная по схеме рис. 5-2, в, реагирует также на однофазные к.з. на выводах и в обмотке ВН (рис. 1-2). Однако эта схема относительно редко применяется для выполнения токовой отсечки, поскольку в настоящее время на всех трансформаторах 110 кВ стремятся устанавливать продольную дифференциальную защиту, имеющую значительно меньший ток срабатывания, чем токовая отсечка, и поэтому обычно достаточно чувствительную к к. з. на стороне ВН и при двухрелейном исполнении.



 
« Защита и автоматика электрических сетей агропромышленных комплексов   Наладка ВЧ каналов релейной защиты »
электрические сети