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

Специальная токовая защита нулевой последовательности - 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 девятая
СПЕЦИАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОТ ОДНОФАЗНЫХ К. 3. НА ЗЕМЛЮ НА СТОРОНЕ ИН (0,4 кВ)
1. Принцип действия и область применения
Специальная токовая защита нулевой последовательности от однофазных к.з. на землю устанавливается на трансформаторах с соединением обмотки НН в звезду с заземленной нейтралью Y» Измерительным органом защиты является одно максимальное реле тока То, включенное через трансформатор
Схемы включения максимального реле тока
Рис. 9-1. Схемы включения максимального реле тока (Г0) специальной токовой защиты нулевой последовательности от однофазных к. з. на землю трансформаторов Y/Y* и ДЛ^: а — через ТТ в заземленную нейтраль трансформатора; б — в нулевой провод схемы соединения трех трансформаторов тока в полную
звезду
7'—токовые реле максимальной токовой защиты от междуфазных к. з.; ТТНП—трансформатор тока нулевой последовательности кабельного типа (ТЗР, ТЗЛ) для включения реле Г0 защиты нулевой последовательности от однофазных к. з. на землю, выполняемой на отходящих элементах НН
тока в заземленную нейтраль (рис. 9-1, а). В нормальном режиме работы трансформатора с симметричной нагрузкой в заземленной нейтрали проходит только ток небаланса, меньший, чем рабочие токи в фазах. От этого тока рассматриваемая защита должна быть надежно отстроена (§ 9-3). При к.з. на землю на шинах или в сети НН через заземленную нейтраль проходит ток однофазного к.з.  (рис. 1-5 и 1-6), вызывающий срабатывание этой защиты. Ток однофазного к.з. в сети с глухозаземленной нейтралью называют утроенным током нулевой последовательности (/к* = 3/0), поэтому и защита от к. з. на землю называется защитой нулевой последовательности. Она относится к группе так называемых фильтровых защит, реагирующих на симметричные составляющие обратной или нулевой последовательностей токов (напряжений) к. з. По сравнению с токовыми защитами, реагирующими на полные фазные токи (например, максимальной токовой защитой) фильтровые токовые защиты всегда имеют более высокую чувствительность к несимметричным к. з., поскольку их не нужно отстраивать от сверхтоков при самозапусках и перегрузках, которые являются симметричными режимами и не сопровождаются появлением токов обратной и нулевой последовательностей.
Специальная защита нулевой последовательности устанавливается в соответствии с Правилами [1] в тех случаях, когда максимальная токовая защита на стороне ВН недостаточно чувствительна к однофазным к. з. на Землю за трансформатором. Практически это имеет место на трансформаторах со схемой соединения обмоток Y/У» У которых <С /jf* (§ 2-7). Если нагрузка трансформатора состоит из электродвигателей, участвующих в самозапуске, ток срабатывания максимальной защиты на стороне ВН по условиям (8-1) и (8-2) оказывается равным (3 — 4) /НОм гр и коэффициент чувствительности при однофазном к. з. получается меньшим, чем требуют Правила [1], даже если применяется трехрелейная схема защиты (рис. 8-5,6).
На трансформаторах со схемой соединения обмоток Д/У для которых
= (§ 2-7), максимальная токовая защита на стороне ВН, как правило, имеет достаточную чувствительность к однофазным к. з. на выводах НН. Однако и на этих трансформаторах целесообразно устанавливать специальную токовую защиту нулевой последовательности в качестве резервной к максимальной токовой защите трансформатора (ближнее резервирование) и к защитным аппаратам элементов сети НН (дальнее резервирование). Такое решение применяется, например, Теплоэлектропроектом [29].

2. Схемы защиты

Измерительный орган специальной токовой защиты нулевой последовательности от однофазных к. з. выполняется в настоящее время электромагнитным максимальным реле тока РТ-40. Применение индукционного реле РТ-80 не рекомендуется, поскольку при малых кратностях тока это реле срабатывает со значительным замедлением (рис. 8-4), что может привести к серьезным повреждениям в резервируемой кабельной сети 0,4 кВ. Реле тока Т0 включается либо по схеме рис. 9-1, а, либо 9-1,6, где реле.2 включены в нулевой провод схемы соединения трех трансформаторов тока в полную звезду. Нулевой провод полной звезды является фильтром токов нулевой последовательности, так как в нормальном симметричном режиме нагрузки геометрическая сумма одинаковых по значению токов трех фаз равна нулю и в нулевом проводе проходит лишь незначительный ток небаланса, а при однофазном к. з. на землю — полный ток однофазного к. з. Применение той или другой схемы включения реле Т0 зависит только от первичной схемы.
Выдержка времени защиты осуществляется с помощью реле времени, которое срабатывает и начинает отсчитывать время после замыкания замыкающего контакта реле Т0 (по типу схемы на рис. 8-6, а). Таким образом, эта защита имеет независимую от тока характеристику.

3. Расчет параметров срабатывания (уставок)

Расчет параметров срабатывания состоит из выбора тока срабатывания защиты /с. з, тока срабатывания реле /с. р [см. выражение (5-2)] и времени срабатывания защиты /с. з.
Ток срабатывания защиты выбирается по следующим условиям, обеспечивающим:
несрабатывание (отстройку) от токов, которые могут проходить по заземленной нейтрали обмотки НН трансформатора при несимметрии нагрузки в нормальном режиме;
согласование по току и по времени с защитами элементов, отходящих от сборки НН (на рис. 9-1, а показаны автоматический выключатель АВ со встроенной защитой и плавкий предохранитель Пр)1 необходимые [1] значения коэффициента чувствительности при однофазном к. з. в основной зоне действия (на сборке НН) и в зоне резервирования (на элементах сети НН при отказе их собственной защиты).
Максимально допустимый в нормальном режиме ток в заземленной нейтрали обмотки НН для трансформаторов YIY- равен 0,25 /ном гр, для трансформаторов А/У — 0,75 /ном гр. Для обеспечения несрабатывания защиты при появлении таких токов в нейтрали ее ток срабатывания должен быть примерно в 1,5—2 раза выше [5].
Согласование рассматриваемой защиты трансформатора с защитами элементов, отходящих от сборки на стороне НН (рис. 9-1, а), по Правилам [11 не считается обязательным. Это объясняется тем, что выполнение условия согласования с защитными характеристиками автоматов и предохранителей относительно мощных элементов 0,4 кВ приводит к загрублению защиты трансформатора [5]. Однако отсутствие согласования по чувствительности между последующей защитой трансформатора и предыдущими защитами отходящих элементов достаточно часто вызывает неселективное отключение питающего трансформатора при таких к. з., когда защита предыдущего элемента оказывается недостаточно чувствительной (например, к. з. в обмотке электродвигателя или на удаленной сборке). Наилучшие условия для согласования обеспечиваются в тех случаях, когда на относительно мощных элементах 0,4 кВ устанавливается дополнительная токовая защита нулевой последовательности без выдержки времени, действующая на отключение автоматического выключателя (автомата) данного элемента (защита / на рис. 9-1,6). Такая защита предусматривается, например, Теплоэлектропроектом для электродвигателей 0,4 кВ начиная с мощности примерно 100 кВт.
При токе срабатывания, выбранном только по первому условию, рассматриваемая защита всегда имеет достаточный коэффициент чувствительности при однофазных к. з. на сборке НН и, как правило, в зоне резервирования, если, разумеется, первичная схема сети НН создана с учетом требований дальнего резервирования.
Время срабатывания защиты нулевой последовательности от к. з. на землю выбирается по возможности минимальным. Если на элементах сети
4 кВ имеется дополнительная защита нулевой последовательности без выдержки времени (реле / на рис. 9-1,6), то защиты нулевой последовательности на вводах 0,4 кВ трансформатора могут иметь tc. з = 0,4 с [14], а в нейтрали — на ступень селективности выше, т. е. 0,8 с (соответственно защиты 2 и 3 на рис. 9-1,6). Примеры расчета уставок защит трансформаторов этого класса напряжения приведены в работе [5].



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