Дифференциальная токовая защита с промежуточными быстронасыщающимися трансформаторами тока
Применение быстронасыщающихся трансформаторов (БНТ) позволяет выполнить простую и быстродействующую дифференциальную защиту, надежно отстроенную от токов небаланса и бросков тока намагничивания.
Сущность работы этих защит заключается в том, что апериодическая составляющая, присущая броску тока намагничивания и току небаланса, вызывает насыщение магнитопровода промежуточного трансформатора реле и резкое уменьшение сопротивления его ветви намагничивания и, тем самым, ухудшение трансформации в исполнительный орган реле. (Т. е. БНТ практически запирает защиту при наличии апериодической составляющей в токе дифференциальной цепи. Поэтому отстройка диф. защиты может осуществляться от установившегося значения периодической составляющей тока небаланса, что значительно повышает чувствительность защиты.)
Чувствительность защиты с насыщающимися трансформаторами оказывается выше, чем дифференциальной токовой отсечки. Опыт эксплуатации показывает, что ток срабатывания можно выбирать в пределах (1–2)·IТ.Н.
Дифференциальная токовая защита с магнитным торможением
Дифференциальными защитами с торможением называются такие, ток срабатывания которых возрастает с увеличением тока в плечах защиты за счет торможения, создаваемого этими токами.
Принцип торможения заключается в следующем. Ток небаланса IН.Б возрастает с увеличением тока сквозного КЗ IК.ВНЕШ. Поэтому целесообразно для отстройки от него иметь при этом автоматическое увеличение тока срабатывания защиты IС.З (и, соответственно, тока срабатывания IС.Р исполнительного органа ИО).
Объяснение через потоки:
Реле
срабатывает, если поток
больше
потока
на величину
.
Запишем через
МДС, т. к.
(Это
следует через закон полного тока):
где w — количество витков.
Разделив обе
части на
получим ток срабатывания:
где
—
Характеристики дифференциальной защиты с торможением
Зависимость тока срабатывания реле от тормозного тока называется тормозной характеристикой. Аналитически эту зависимость можно описать уравнением
где
–
минимальный ток срабатывания ИО,
соответствующий отсутствию тока 
,
выбираемый так, чтобы защита была с
запасом отстроена от тока небаланса 
в рабочих режимах защищаемого
трансформатора;
–
коэффициент торможения, определяющий
зависимость 
в). Реальные устройства имеют нелинейную
зависимость
г).
Cравнение защит без торможения и с торможением
Дифференциальные защиты с торможением имеют большую чувствительность.
Защита без
торможения будет срабатывать при токе 
,
а защита с торможением – при токе 
.
Следовательно, чувствительность
дифференциальной защиты с торможением
будет значительно выше защиты без
торможения, а её ток срабатывания может
достигать значений
.
Примеры
Шкаф защиты двухобмоточного трансформатора 6-35 кВ. ШЭ2607 146.
Шкаф типа ШЭ2607 146 состоит из одного комплекта.
Функции:
дифференциальная токовая защита (ДТЗ);
токовая защита нулевой последовательности (ТЗНП) ВН;
максимальная токовая защита (МТЗ) ВН;
максимальная токовая защита (МТЗ) НН;
устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ) ВН;
логическая защита шин (ЛЗШ) стороны НН;
газовая защита (ГЗ) трансформатора, ГЗ РПН; защита от дуговых замыканий (ЗДЗ) НН; автоматика охлаждения и защита от потери охлаждения (ЗПО); реле тока (РТ) блокировки РПН. Релейная часть комплектов выполнена на базе микропроцессорного терминала типа БЭ2502А1801 и электромеханических реле.
Шкаф защиты трехобмоточного трансформатора 110-220 кВ. ШЭ2607 041
Предназначен для основной и резервных защит трансформатора. Применяется для защиты трансформатора с высшим напряжением 110-220 кВ.
Состав
ДЗТ от всех видов КЗ внутри бака;
токовая защита НП ВН;
МТЗ ВН, МТЗ СН, МТЗ НН1 секции и МТЗ НН2 секции;
реле для пуска автоматики охлаждения;
УРОВ выключателя ВН;
обеспечивает прием отключающих сигналов от отключающих ступеней газовых защит трансформатора, РПН и действует на отключение;
устройства контроля изоляции цепей ГЗ.