Дифференциальная защита
Дифференциальная защита применяется в качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов и автотрансформаторов:
на одиночно работающих трансформаторах (АТ) мощностью 6300 кВА и выше;
на параллельно работающих трансформаторах (АТ) мощностью 4 000 кВА и выше;
на трансформаторах мощностью 1 000 кВА и выше, если токовая отсечка не обеспечивает необходимой чувствительности (коэффициент меньше 2), а максимальная токовая защита имеет выдержку времени более 1 с.
Особенности выполнения дифференциальной защиты трансформаторов
1. В силовом трансформаторе в общем случае токи обмоток высшего, среднего и низшего напряжений IВН, IСН, IНН не равны между собой, а коэффициенты трансформации стандартных ТТ таковы, что практически невозможно с их помощью сделать равными между собой вторичные токи в плечах дифференциальной защиты.
2. При регулировании коэффициента трансформации трансформатора в диапазоне ±ΔUРПН меняется соотношение между токами на стороне ВН и СН, НН, что, в свою очередь, влияет на ток небаланса.
3. Силовые трансформаторы напряжением 35–110–220/10 кВ имеют, как правило, схемы соединения обмоток Y/Δ. В этом случае возникает фазовый сдвиг между первичными и вторичными токами на угол в 30°.
4. Необходимо учитывать бросок тока намагничивания трансформатора при его включении на холостом ходу.
Намагничивающий ток в нормальном режиме составляет примерно 1—5% номинального тока трансформатора (АТ) и поэтому вызывает лишь некоторое увеличение тока небаланса.
При включении трансформатора под напряжение в обмотке трансформатора (АТ) со стороны источника питания возникает бросок намагничивающего тока, величина которого в первый момент времени в 5—8 раз превышает номинальный ток трансформатора, но быстро в течение времени порядка 1с затухает до величины порядка 20% (в других источниках 5-10%) номинального тока.
Для предотвращения ложного срабатывания дифференциальной защиты от броска намагничивающего тока ток срабатывания защиты должен быть больше максимального значения намагничивающего тока
kн — коэффициент надежности отстройки, принимаемый равным от 1 до 4, в зависимости от типа реле, используемых в схеме дифференциальной защиты
4.Неравенство вторичных токов и разнотипность трансформаторов тока
У трансформаторов и автотрансформаторов 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 (АТ), как правило, не совпадают со шкалой номинальных токов трансформаторов тока. Поэтому при выборе трансформаторов тока принимается трансформатор тока, номинальный ток которого является ближайшим большим по отношению к номинальному току обмотки трансформатора (АТ).
Трансформаторы тока, устанавливаемые
на стороне ВН и НН в общем случае, имеют
различное типоисполнение, разные
кратности тока при внешних КЗ, где
кратность тока вычисляется как отношение
максимального тока КЗ через ИТТ к
номинальному первичному току ИТТ
(По кратности тока выбирают ИТТ, чтобы
они попали в зону 10% погрешности для их
точной работы при внешних КЗ). Что ведет
к появлению дополнительной погрешности
(погрешность от ИТТ до 10% от Iн)
и, следовательно, к росту тока небаланса.
6. Неодинаковые схемы соединения обмоток трансформаторов
Рисунок 4 — Токораспределение и векторные диаграммы токов
Поскольку при переходе через группу, не равную 12, мы имеем сдвиг относительно токов высокой и низкой стороны, при построении защиты нужно учитывать этот момент.