Защита трансформаторов распределительных сетей - Короткие замыкания на выводах понижающего трансформатора

3. Короткие замыкания на выводах понижающего трансформатора со стороны питания
На понижающих трансформаторах к. з. может произойти как на выводах высшего напряжения, т. е. со стороны питания, так и на выводах низшего (среднего) напряжения, или, как говорят, за трансформатором. Численные значения и фазные соотношения токов к. з., проходящих через защиту при этих повреждениях, могут существенно отличаться друг от друга. И это очень важно знать для выполнения защиты трансформаторов.
При повреждении на выводах трансформатора со стороны питания (рис. 1-1) токи к. з. не проходят через трансформатор, но проходят через защиту или плавкие предохранители, установленные перед трансформатором со стороны питания. Векторные диаграммы токов и напряжений при к. з. на выводах трансформатора имеют такой же вид, как при соответствующем виде к. з. на питающей линии или на шинах подстанции [2,6].
При трехфазном к. з. токи в месте к. з. одинаковы по значению во всех трех фазах, а их векторы сдвинуты относительно друг друга на 120° (рис. 1-1, а). Напряжения всех трех фаз в месте трехфазного к. з. равны нулю.
При двухфазном к. з. токи повреждения проходят только в двух замкнувшихся фазах. Их значения равны между собой, а векторы сдвинуты на 180° (рис. 1-1,6). Значения токов в месте двухфазного к. з. для распределительных сетей можно считать 1(к  Ток в неповрежденной фазе (А на рис. 1-1, б)
при отсутствии тока нагрузки трансформатора равен нулю. Напряжение неповрежденной фазы сохраняется равным номинальному t/ф, а фазные напряжения замкнувшихся фаз уменьшаются в 2 раза по сравнению с номинальным. Междуфазное напряжение t/мф поврежденных фаз в месте к. з. равно нулю (Uк.в-с на рис. 1-1,6), а два других междуфазных напряжения

Рис. 1-1. Распределение токов и векторные диаграммы токов и напряжений при металлическом трехфазном (а) и двухфазном (б) к. з. на выводах понижающего трансформатора со стороны питания
становятся равными 1,5 t/ф или 0,865 t/мф, т. е. несколько понижаются по сравнению с нормальным режимом.
Однофазное к. з. на землю на выводе обмотки трансформатора со стороны питающей сети с глухозаземленной нейтралью

Рис. 1-2. Распределение токов при металлическом однофазном к. з. на землю на выводе понижающего трансформатора со стороны питания (110 кВ и выше) при изолированной (а) и глухозаземленной (б) нейтрали трансформатора
(в СССР это сети напряжением 110 кВ и выше) по-разному рассматривается для двух характерных случаев: для трансформатора с изолированной нейтралью обмотки со стороны питания и с глухозаземленной нейтралью на этой же стороне (рис. 1-2,а и б). Если трансформатор работает с изолированной нейтралью, то при отсутствии нагрузки ток проходит только по одной, поврежденной фазе, затем по «земле» возвращается в питающую сеть, где есть трансформаторы с глухозаземленными нейтралями. Значение тока /к' определяется сопротивлениями прямой, обратной и нулевой последовательностей питающей системы до места к. з.
При работе трансформатора с глухозаземленной нейтралью и однофазном к. з. на землю (рис. 1-2,6) по всем трем фазам трансформатора проходят равные токи к. з. Объясняется такое токораспределение тем, что ток /к1*, выходящий из глухозаземленной нейтрали трансформатора, должен распределиться между тремя фазами звезды обязательно поровну, поскольку в соответствующих фазах обмотки низшего напряжения, соединенной в треугольник, проходят также обязательно равные между собой токи к. з.
Таким же образом через понижающий трансформатор с глухозаземленной нейтралью проходят токи и при однофазном к. з. в питающей сети, т. е. при внешнем к. з. Эти токи обычно намного превышают номинальный ток трансформатора, и приходится принимать специальные меры, чтобы защита понижающего трансформатора не реагировала на такие внешние повреждения. Чаще всего этой цели служит соединение трансформаторов тока релейной защиты в треугольник (§ 8-2).