Дифференциальная токовая защита трансформатора: Дифференциальная токовая защита | Защита трансформаторов распределительных сетей

Содержание

Дифференциальная защита: принцип работы и виды

Дифференциальная защита – подтип релейной защиты. Характеризуется быстротой действия и абсолютной селективностью. Область применения – безопасная работа двигателей, ЛЭП, сборных шин, трансформаторов и генераторов, автотрансформаторов, предохранение генераторов от многофазных коротких замыканий (КЗ).

Дифференциальная защита двигателя

Дифференциальные устройства защищают электроаппараты от межфазных замыканий. В системах с глухозаземленной нейтралью дифзащита предназначена для предотвращения коротких замыканий.

Выделяют два вида дифзащиты: продольную и поперечную.

Продольная дифзащита

Преимущества:

  • абсолютная селективность;
  • можно применять без ограничений с другими видами;
  • безотказна для ЛЭП небольшой длины;
  • без задержки во времени отключает аварийный участок сети.

Недостатки:

  • при проектировании дифзащиты для длинных ЛЭП значительно снижается эффективность ее действия. Для корректировки работы необходимы устройства контроля отказа вспомогательных проводов;
  • возникает ток небаланса;
  • высокая стоимость в случае применения реле с торможением;
  • сложность реализации – необходимо сооружение линии связи между участками проводников, к которым производится подключение трансформатора тока.

Области действия:

  • защита автотрансформатора и трансформатора;
  • защита на ПС одиночного трансформатора или автотрансформатора с установленной мощностью более 6300 кВА;
  • дифзащита параллельно работающих трансформаторов мощностью более 1000 кВА, если токовая отсечка выполняет корректно свою функцию.

Дифференциальная защита трансформатора

Принцип действия

Принцип работы аппаратов дифзащиты построен на сравнении значения токовых нагрузок, протекающих через защитные устройства на участках линии. Для замеров силы тока целесообразно применение трансформатора. Цепи двух ТТ соединяют с реле так, чтобы на него не действовала разница значений тока между обмотками трансформаторов. В реальных условиях эксплуатации всегда присутствует электроток небаланса.

Возникновение тока небаланса

  • Возникновение намагничивающихся токов в обмотках трансформатора.  В некоторых случаях, например, от действия переключения из режима ХХ на полную нагрузку, его значение может превышать номинальное. В связи с этим, ток уставки реле выбирают большим, чем максимальное значение намагничивающегося тока.
  • ТТ не всегда абсолютно точно совпадают друг с другом по техническим характеристикам. Чтобы избежать негативных последствий, принцип испытаний трансформаторов на производстве заключается в подборе подходящих пар, которые поставляются в комплектах.
  • Соединение обмоток. При разных соединениях (звезда-треугольник, например) также возникают токи небаланса. Уравнивание значений электротока невозможно решить путем подбора витков токового трансформатора. Сдвиг угла компенсируется соединением обмоток: треугольник для звезды и, наоборот.

Современная микропроцессорная продольная дифзащита снабжается устройством компенсации электротока небаланса.

Поперечная дифзащита

Применяется для предохранения нескольких линий электропередачи от КЗ, подключенных под одну систему шин.

Принцип работы

Поперечная дифзащита включает токовое реле также, как и продольная – от разности токов защищаемых линий.

Токовое реле сравнивает значения нагрузок каждого трансформатора. В отличие от продольной, для поперечной защиты ТТ могут быть установлены на разных ЛЭП, отходящих от единого источника электропитания. Пример – несколько фидеров, действующих от одного автоматического выключателя. Принцип действия защиты дифференциальной не позволяет ей срабатывать от действия внешних КЗ. Поперечная защита срабатывает, когда разница значений не будет равна нулю, т.е. возникает аварийная ситуация на одной из линий.

Схема срабатывания защиты

Токовые цепи подключаются на разность значений двух ЛЭП. Если происходит короткое замыкание на одной из линий, токовая нагрузка одного трансформатора (подключенном к ЛЭП с КЗ) становится больше, чем другого. Реле реагирует на разность значений и срабатывает отключение аварийной ЛЭП. Устройство защиты рассчитано на выбор и отключение только той линии, которая повреждена.

Таким образом, если срабатывает поперечная дифференциальная защита, обслуживающий персонал самостоятельно определяет поврежденный участок линии, отключает его, выводит реле из действия и включает работоспособные участки ЛЭП.

Преимущества:

  • 100% селективность;
  • не влияет на работу других реле;
  • не имеет временного промежутка отключения – срабатывает мгновенно.

Недостатки:

  • необходим принудительный повторный запуск после срабатывания отключения;
  • не может применяться как основная единственная защита;
  • необходимо применение дополнительных мероприятий для мониторинга мертвых зон;
  • не защищает концы линии и ошиновку на ПС – имеет несколько мертвых зон;
  • самостоятельно не определяет место действия КЗ;
  • не применяется для ЛЭП с автоматическими выключателями, где требуется отключение лишь поврежденных участков ЛЭП;
  • необходимость полного выведения из действия одной линии.

Область применения

  • Устанавливается на линиях 35-220 кВ.
  • Поперечная дифференциальная защита используется на параллельных ЛЭП с двумя источниками напряжения как резервная, на линиях с односторонним питанием – как основная. При двухстороннем питании ТТ устанавливаются с обоих концов линии, при одностороннем – лишь на источнике питания. Имеет место на ЛЭП с одинаковым сопротивлением (провода и кабели одного сечения, одинаковая нагрузка).

Если мертвая зона на ЛЭП составляет не более 10%, то такую ЛЭП можно считать эффективно защищенной.

Дифзащита в сетях 0,23-0,4 кВ

Для повышения эффективности работы ЛЭП применяются устройства, принцип действия которых основан на магнитно-электрических реле.

Принцип работы

Дифаппараты (дифференциальные автоматы и устройства защитного отключения), установленные на вводах в жилые и административные здания, при прохождении электротока через них, сравнивают значения входящего и выходящего тока. Если величины, не совпадают, то происходит автоматическое разъединение цепи.

Причины возникновения тока утечки:

  • прикосновение живых организмов к оголенным токопроводам;
  • пробои в изоляции электропроводки, кабелей бытовых электроприборов.

Если автоматика срабатывает без нагрузки, то такой прибор нельзя считать исправным, или в самом распределительном щите протекают токи утечки. Если заведомо известно, что аппарат исправен, необходимо отключить все автоматы после УЗО. Принцип последовательного их переподключения определяет аварийный участок электроцепи.

При первом срабатывании отключения УЗО, необходимо запустить его снова, т.к. возможны ложные срабатывания устройства. Если отключение повторяется, то в сети присутствует неисправность.

Величины отсечки дифзащиты выбирают из стандартного ряда в зависимости от назначения: пожаробезопасность, вводные дифавтоматы, квартирные и фидерные УЗО, УЗО для влажных и детских комнат. УЗО на 10 и 30 мА защищают человека от фибрилляции желудочков.

Реализуется путем установки дифференциальных автоматов и УЗО на вводах в коттеджи, групповых щитках. Принято считать, что наиболее эффективная безопасность – трехуровневая, когда действуют несколько устройств: 100-300, 30 и 10 мА одновременно.

Дифференциальная токовая защита может быть эффективна в квартирах с проводкой без заземления. Она чувствительна к токам утечки, поэтому обеспечивает полную безопасность от поражения электротоком.

Устройство защитного отключения

Необходимо регулярно проверять работоспособность устройств защитного отключения (не реже 1 раза в 3 месяца). Для чего на корпусе устройства предусмотрена кнопка «ТЕСТ».

Дифференциальные автоматы совмещают в себе функции выключателя и УЗО:

  • защищают линии от перегрузки;
  • расцепление контактов при наличии токов утечки.

Современная дифференциальная токовая защита способна обеспечить полную безопасность от поражения электричеством.

Поперечная дифзащита генераторов

Принцип действия

Схема включает в себя токовое реле, подключенное к ТТ. Реле устанавливается между нулевыми точками статора, включенными по схеме «звезда». При безаварийной работе разница токов равна нулю. Если происходит витковое замыкание, появляется разница и срабатывает дифференциальная защита. Также выполняет функцию защитного устройства от многофазных КЗ:

  • на генераторах с прямым охлаждением устанавливаются токовые отсечки без задержки во времени;
  • на устройствах с косвенным охлаждением с дифзащитой совместно устанавливают реле времени.

Защитный аппарат для генератора

Повышение эффективности дифзащиты

  • Включение в цепь измерительных токовых реле дополнительных добавочных сопротивлений. Применяется для маломощных генераторов.
  • Исключение апериодической величины токовых нагрузок небаланса.
  • Отстройка отсечки от переходных токов небаланса. Единственным недостатком метода является снижение быстродействия дифференциальных устройств. Применяется в реле РНТ для повышения надежности работы насыщающегося трансформатора.
  • Использование реле с торможением. Способ значительно удорожает систему защитных мероприятий.

Защита трансформаторов. Видео

Видео ниже рассказывает об особенностях дифференциальной защиты трансформаторов.

Дифференциальная защита – важное мероприятие для стабилизации работы электрооборудования и ЛЭП. Современные технологии разработаны с учетом особенностей работы практически каждого электротехнического устройства. Эффективно запроектированная дифзащита позволяет повысить надежность линий и оборудования и снизить стоимость их эксплуатации.

Оцените статью:

Особенности микропроцессорной дифференциальной токовой защиты трансформаторов Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621. 316

ОСОБЕННОСТИ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

К. А. Черданцев

Научный руководитель — профессор М. Л. Сапунков

Пермский государственный технический университет

Рассмотрены задачи, которые необходимо решить для повышения надежности системы защиты силового трансформатора, в частности его дифференциальной токовой защиты. Указаны способы решения данных задач, при помощи современных цифровых средств защиты и автоматики.

Силовые трансформаторы находят широкое применение, и для их надежной работы необходимо применять хорошую защиту.

К основным видам защит силовых трансформаторов относятся [1]:

1. Дифференциальная токовая защита.

2. Максимальная токовая защита.

3. Защита от перегрузки с действием на сигнал.

4. Газовая защита.

Дифференциальная защита применяется в качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов, которая требует особого внимания.

Основное достоинство данного вида зашиты заключается в том, что она обладает абсолютной селективностью и высоким быстродействием.

К её недостаткам относят [2]:

1. Возможное ложное срабатывание при бросках тока намагничивания, во время включения трансформатора под напряжение или при восстановлении напряжения после отключения близкого к. з.

2. Неравенство значений вторичных токов ТТ, обусловленное сложностью подбора коэффициентов трансформации стандартных трансформаторов тока.

3. Ошибочное отключение при регулировании напряжения на одной из сторон трансформатора, обусловленное режимом РПН.

4. Усложнение схемы соединения ТТ при неодинаковых схемах соединения обмоток силового трансформатора.

Особенности работы силовых трансформаторов определяют и некоторые особенности дифференциальной защиты, для выполнения которой должны быть решены две основные задачи:

1. Отстройка от бросков тока намагничивания.

2. Отстройка от токов небаланса при внешних коротких замыканиях.

Принимаемые меры отстройки дифференциальной токовой защиты, выполненной на электромеханических реле, значительно уменьшают её чувствительность и подвергают опасности дорогостоящее оборудование.

В последнее время стала широко применяться микропроцессорная защита силовых трансформаторов отечественных и зарубежных фирм, содержащая и дифференциальную токовую защиту.

Современные разработки в области микропроцессорных средств защиты значительно упрощают процесс настройки и эксплуатации защиты.

Рассмотрим основные особенности микропроцессорной дифференциальной токовой защиты на примере терминала «Сириус — Т», выпускаемой ЗАО «Радиус-Автоматика» [3].

1. Особенностью отстройки срабатывания такой защиты от токов, вызванных внешними к. з., является применение программируемой тормозной характеристики (рис. 1).

Участок АВ — начальный, на нем ток срабатывания не зависит от торможения.

В точке В характеристика начального участка пересекается с первой тормозной характеристикой, что обеспечивает

работу при малых токах короткого замыкания, когда погрешность трансформаторов тока невелика.

Третий участок имеет более крутой наклон, равный 600, и учитывает возрастающую погрешность трансформаторов тока при больших токах короткого замыкания.

Таким образом, ломаная А, В, С делит плоскость на две части — область срабатывания и несрабатывания. Все, что лежит выше ломаной, является областью срабатывания, ниже — областью несрабатывания.

Следует учитывать, что при принятом способе формирования тормозного тока торможение имеется и при внутреннем к. з., даже при одностороннем питании. Однако в этом случае тормозной ток вдвое меньше дифференциального, и чувствительность защиты все равно определяется участком АВ характеристики.

2. Блок микропроцессорной защиты производит компенсация фазового сдвига токов во вторичных обмотках трансформаторов тока с помощью внутренних цифровых ТТ (рис.

2). Нужно только программно задать группу сборки обмоток силового трансформатора. При этом электрическое соединение измерительных трансформаторов тока сторон ВН и НН всегда в «звезду». Это позволяет уменьшить нагрузку на измерительные ТТ, а также обеспечивает корректную работу устройства.

3. В устройстве производится коррекция тока небаланса, с помощью блока сравнения (см. рис. 2). Небаланс вызван изменением положения РПН, причем коррекция работает только при нагрузках более 30 % от номинальной и действует медленно. Поэтому она не функционирует ни при малых нагрузках, ни при коротких замыканиях.

4. Из-за того, что в броске тока намагничивания содержится большое число четных гармоник, в основном второй, применяется качественная блокировка от срабатывания дифференциальной токовой защиты по второй гармонике, которая снимается при достижении определенной уставки.

Наличие данной блокировки позволяет выбрать ток срабатывания дифференциальной защиты значительно меньшим номинального тока трансформатора.

Рис. 1. Программируемая тормозная характеристика

Ж

ж ж

31Г 31Г 31С

в

А

©

А

Рис. 2. Структурная схема блока микропроцессорной защиты

Измерительные трансформаторь

Гальванич развязк; преобразо!

В настоящее время на кафедре ЭАГП ПГТУ проводится разработка специализированного лабораторного стенда по изучению микропроцессорной защиты трансформатора. В этом стенде планируется использовать терминал защиты типа «Сириус — Т».

Список литературы

1. Андреев В. А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения / 1 авт. — М.: Высшая школа, 1991.

2. Шабад М. А. Защита трансформаторов распределительных сетей / 1 авт. — Л.: Энергоиздат, 1981.

3. Руководство по эксплуатации микропроцессорного устройства основной защиты двухобмоточного трансформатора «Сириус — Т». 2006.

Получено 05.12.06.

Защита и электроавтоматика силовых трансформаторов и автотрансформаторов (ат)

Все защиты трансформатора можно разделить на две группы: основные и резервные защиты.

Основные защищают трансформатор от внутренних повреждений и ненормальных режимов в самом трансформаторе или на его ошинов­ках.

Резервные защищают обмотки трансформатора от сверхтоков внешних к.з. при повреждениях на присоединениях прилегающей се­ти, а также по возможности резервируют основные защиты трансфор­матора.

Основными защитами трансформатора и АТ являются: диф­ференциальная токовая защита трансформатора, газовая защита трансформатора, газовая защита РПН, токовая отсечка,устанавлива­емая со стороны питания на трансформаторах малой мощности, диф­ференциальная токовая защита ошиновки низшего напряжения АТ, дифференциальная токовая защита ошиновки высшего и среднего нап­ряжения АТ.

Газовая защита трансформатора содержит два элемента: сигнальный и отключающий.

Сигнальный действует на сигнал при слабом газообразовании и при понижении уровня масла.

Отключающий действует на отключение трансформатора со всех сторон с запретом АПВ трансформатора при интенсивном газообразо­вании и движении масла со скоростью 0,6-1,5 м/сек по маслопрово­ду между баком трансформатора и расширителем, а также при даль­нейшем (после срабатывания сигнального элемента) понижении уров­ня масла.

Для защиты от повреждений контакторов РПН применяет­ся газовая защита РПН.

Защита выполняется с помощью струйного реле, устанавливае­мого между баком РПН и расширителем.

Газовая защита РПН действует на отключение трансформатора со всех сторон с запретом АПВ трансформатора.

Сигнальный элемент у струйных реле отсутствует.

Дифференциальная защита трансформатора реагирует на все виды к.з. (за исключением однофазных замыканий на землю в обмотке 6-10-35кВ) в зоне,  ограниченной  трансформаторами  тока (ТТ).

При замене выключателя трансформатора обходным выключателем дифференциальная защита переключается с ТТ заменяемого выключа­теля на ТТ обходного выключателя.

Защита действует на отключение трансформатора со всех сто­рон с запретом АПВ.

Дифференциальная защита ошиновки высшего (среднего) напряжения АТ.

Защита охватывает зону между встроенными ТТ АТ и выносными ТТ выключателей, действует без выдержки времени на отключение АТ со всех сторон без запрета АПВ АТ.

Дифференциальная защита цепей низшего напряжения АТ.

В зону действия этой защиты входят линейный трансформатор, реактор и ошиновка цепей низшего напряжения от встроенных ТТ АТ до выносных ТТ в ячейке ввода низшего напряжения.Защита действу­ет на отключение АТ со всех сторон с запретом АПВ.

В качестве резервной защиты трансформаторов тупиковых и отпаечных подстанций используется максимальная токовая защита (МТЗ) с пуском напряжения или без пуска напряжения.

МТЗ устанавливается на каждой стороне трансформатора. Со стороны питания (110кВ,220кВ) МТЗ, как правило, действует с дву­мя выдержками времени.

С меньшей выдержкой времени на отключение ввода 10кВ, а с большей – на отключение трансформатора со всех сторон.

В случае, когда с высокой стороны трансформатора установле­ны короткозамыкатель и отделитель, основные защиты без выдержки времени, а резервные защиты с наибольшей выдержкой времени дейс-

твуют на включение короткозамыкателя, тем самым создавая искусс­твенное однофазное короткое замыкание, отключаемое защитой пита­ющих линий. В бестоковую паузу (при АПВ питающих линий) произво­дится автоматическое отключение отделителя, после чего повреж­денный трансформатор (автотрансформатор) оказывается полностью отключенным.

Передача команды – импульса на отключение выключателя с пи­тающей стороны линии при повреждении в трансформаторе, не имею­щем выключателя с высокой стороны, может выполняться и без вклю­чения короткозамыкателя (для создания искусственного короткого замыкания).Такая команда может подаваться с помощью телеотключе­ния по высокочастотному каналу.

С целью ближнего резервирования защит трансформатора пре­дусматривается резервная независимая МТЗ-110кВ.

Эта защита является полностью автономной как по цепям то­ка,оперативным цепям, так и по выходным цепям.

Резервная МТЗ-110 с выдержкой времени большей времени сра­батывания основной МТЗ-110 действует на отдельную катушку вклю­чения короткозамыкателя или на отдельную катушку отключения вык­лючателя на стороне 110кВ.

С выдержкой времени большей времени действия защит на вклю­чение короткозамыкателя УРОКЗ действует на отключение отделителя.

При этом допускается разрешение отделителя во имя спасения самого трансформатора.

На отпаечных трансформаторах и тупиковых подстанциях 110кВ могут применяться и одноступенчатые токовые защиты нулевой пос­ледовательности, действующие на отключение трансформатора.

На автотрансформаторах транзитных подстанций с высшим напряжением 220-750кВ в качестве резервных защит используются дистанционные защиты (ДЗ) и направленные токовые защиты нулевой последовательности (НТЗНП).

Дистанционные защиты предназначены для отключения междуфаз­ных к.з., а НТЗНП – для отключения одно- и двухфазных  к.з.  на землю.

Как правило, на высшей и средней стороне АТ устанавливаются двухступенчатая ДЗ и 3-х ступенчатая НТЗНП.

Оперативное ускорение (О/У) первых или вторых ступеней ДЗ и НТЗНП стороны высшего или среднего напряжения АТ ( время 0,3-0,6 сек) вводится оперативным персоналом в случае вывода из работы дифференциальной защиты трансформатора, дифзащиты ошиновки выс­шего напряжения АТ, дифзащиты шин среднего напряжения.

Цель О/У резервных защит АТ – ускорить действие резервных защит АТ при близких внешних к.з. или к.з. в самом АТ.

Следует отметить, что на время ввода О/У резервных защит, возможно их неселективное действие при к.з. в прилегающей сети.

Резервные защиты АТ стороны высшего напряжения действуют с первой (меньшей) выдержкой времени на отключение всех выключате­лей высшего напряжения, а со второй (большей) – на отключение АТ со всех сторон.

На ПС, имеющих на стороне 330кВ схему первичных соединений “полуторная”, резервные защиты стороны 330кВ АТ действуют с первой (меньшей) выдержкой времени на деление шин 330кВ (отключение всех выключателей В12), со вто­рой – на отключение выключателей 330кВ своего АТ, и с третьей (наибольшей) – на отключение своего АТ со всех сторон.

Резервные защиты стороны среднего напряжения АТ при схеме первичных соединений этой стороны “секционированная С.Ш.” дейс­твуют с первой выдержкой времени на отключение ШСВ, со второй – на отключение своей стороны и с третьей – на отключение АТ со всех сторон.

Такое ступенчатое действие резервных защит позволяет сохра­нить в работе те АТ, которые отделяются от места к.з. после де­ления систем шин.

Автоматическое ускорение (А/У) резервных защит при включении выключателя стороны высшего напряжения (А/У – 750,

А/У-330) и при включении выключателей стороны среднего напряже­ния ( А/У-220, А/У-110) действует на отключение выключателя, включаемого на к.з. ключом управления или устройством ТАПВ.

При этом на каждой стороне АТ ускоряются до 0,4-0,5 сек I и II ступени ДЗ и II ненаправленная ТЗНП.

Индивидуальная защита от непереключения фаз выключате­лей стороны среднего и высшего напряжения АТ.

Защита выполняется только на выключателях с пофазным управ­лением.

Назначение защиты – ликвидация неполнофазного режима, воз­никающего при включении выключателя одной или двумя фазами.

Защита действует на отключение трех фаз включаемого выклю­чателя.

Выдержка времени защиты (0,15 ¶ 0,25 сек) выбрана по усло­вию отстройки от разновременности включения фаз выключателя.

Защита от неполнофазного режима на стороне 330 кВ (750) АТ (ЗНР-330).

Назначение защиты – ликвидация неполнофазного режима, воз­никающего при неполнофазном отключении одного выключателя 330 кВ АТ и трехфазном отключении второго выключателя 330 кВ АТ.

Защита, как правило, действует на отключение АТ со всех сторон.

Выдержка времени ЗНР-330 на 0,3 сек выше выдержки времени индивидуальной защиты от непереключения фаз выключателя.

На АТ-750кВ  для контроля состояния изо­ляции вводов 750кВ АТ применяется устройство КИВ-750.

Принцип действия устройства – измерение геометрической сум­мы токов, протекающих под воздействием рабочего напряжения через изоляцию вводов 750 кВ трех фаз.

При исправной изоляции геометрическая сумма токов, входящих в реле типа КИВ, близка к нулю. В случае частичного повреждения изоляции ввода одной из фаз появляется ток небаланса, который фиксируется защитой.

Устройство типа КИВ имеет измерительный элемент для опера­тивного контроля и отключающий элемент.

Отключающий элемент действует на отключение АТ со всех сто­рон.

Защита от перегрузки.

В качестве такой защиты устанавливается токовая защита, действующая с выдержкой времени на сигнал в случае перегрузки по току любой обмотки трансформатора.

49. Продольная дифференциальная токовая защита трансформаторов.

Назначение

Блок продольной трехфазной дифференциальной защиты DTD2-SP предназначен для использования в качестве основной защиты двух обмоточных трансформаторов, генераторов, блоков генератор-трансформатор, электродвигателей и других объектов с двумя группами фазных трансформаторов тока.

Принцип действия

Блок имеет простой механизм балансировки плеч дифференциальной защиты. Для каждого плеча

защиты задается номинальное значение первичного тока трансформаторов тока в амперах и номинальный ток плеча в процентах от номинального первичного тока ТТ. После этого балансиров-

ка выполнена. Для фазировки плеч необходимо указать векторную группу соединения обмоток трансформатора

(например, Yd11). Векторная группа задается уставкой «Группа соединения», которая может принимать одно из 12 значений. Трансформаторы тока рекомендуется соединять в «звезду», независимо от схемы соединения обмоток трансформатора. Блок обеспечивает автоматическую отстрой-

ку от тока нулевой последовательности.

ОЦЕНКА ПРОДОЛЬНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

Основными достоинствами защиты являются: быстродействие, простота и надежность схемы и конструкции измерительного органа.

Защита не реагирует на качания и перегрузки, действует при КЗ в любой точке ЛЭП. К недостаткам РЗ следует отнести высокую стоимость соединительного кабеля и работ по его прокладке, а также возможность ложной работы при повреждении соединительных проводов. При наличии автоматического контроля повреждения кабеля обнаруживаются своевременно, и случаи ложной работы РЗ по этой причине редки. Защита получила распространение в качестве основной на ЛЭП 110 и 220 кВ длиной до 10-15 км.

Для расширения области применения и повышения надежности вместо соединительного кабеля предполагается использовать оптоволоконный канал связи.

50. Токи небаланса в дифференциальной защите трансформаторов.

Составляющие тока небаланса. При внешних КЗ и нагрузке вследствие нарушения равенства вторичных токов в реле появляется ток небаланса который может вызвать неправильную работу дифференциальной защиты.

Iнб = IIIIв (16.31)

Неравенство вторичных токов в плечах РЗ обусловливается: погрешностью ТТ. изменением коэффициента трансформации силового трансформатора при регулировании напряжения. неполной компенсацией неравенства вторичных токов в плечах РЗ. наличием намагничивающих токов силового трансформатора, вносящих искажение в его коэффициент трансформаиии. Каждая из этих причин порождает свою составляющую Iнб:

1) составляющую IнбTT, вызываемую наличием погрешностей (токов намагничивания) ТТ, питающих РЗ (см. рис. 16.18). С учетом токов намагничивания разность вторичных токов, проходящих через реле при внешнем КЗ:

Считая, что неравенство первичных токов по значению и фазе полностью скомпенсировано, получаем, что в (16.32) II / KII = III / КIII С учетом этого:

Iнб TT = III намII нам (16.33)

Выражение (16.33) показывает, что ток Iнб, обусловленный погрешностью ТТ, равен геометрической разности намагничивающих токов ТТ РЗ;

2) составляющую Iнб. peг которая появляется при изменении (регулировании) коэффициента трансформации Кт силового трансформатора или автотрансформатора.

Компенсация неравенства первичных токов, осуществляемая с помощью выравнивающего трансформатора или автотрансформатора, обеспечивается при определенном соотношении токов обмоток ВН и НН силового трансформатора, определяемом коэффициентом трансформации Кт. При изменении Kт компенсация и равенство вторичных токов нарушаются, и в дифференциальном реле появляется ток небаланса Iнб.peг Обычно параметры выравнивающих устройств подбираются для среднего рабочего значения Кт. При отклонении от него на ± AКт % появляется ток

(16.35)

 — где Iскв max — сквозной ток, протекающий через трансформатор.

На повышающих силовых трансформаторах и автотрансформаторах предусматриваются ответвления, позволяющие изменять Кт в пределах ± 5% номинального (среднего) значения. Современные понижающие трансформаторы выпускаются с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) в определенном диапазоне. Например, у трансформаторов 110 кВ диапазон регулирования АКт = 16%. Регулирование осуществляется изменением числа витков на стороне высшего напряжения;

3) составляющую небаланса, возникающую при неточной компенсации неравенства токов плеч Iнб.комп, которая появляется, когда регулирующие возможности выравнивающих устройств не позволяют подобрать расчетные значения (wу или kа), необходимые для полной компенсации;

4) составляющую, обусловленную наличием тока намагничивания у силового трансформатора. Ток намагничивания нарушает расчетное соотношение между первичным и вторичным токами силового трансформатора, что вытекает из схемы на рис. 16.22, и вызывает ток Iнб.нам = Iнам

В нормальном режиме Iнам силового трансформатора не превышает 1-5% номинального тока; при КЗ ток намагничивания уменьшается; при неустановившемся режиме, связанном с внезапным увеличением напряжения на трансформаторе, ток намагничивания силового трансформатора резко возрастает. В режиме нагрузки и КЗ Iнб.нам обычно не учитывается.

В общем случае полный ток небаланса

Iнб = Iнб TT + Iнб.pег + Iнб.комп (16.36)

Для упрощения написания составляющих в дальнейшем будем обозначать: IнбТТ = I’нб, Iнб.pег = I»нб, Iнб.комп = I»’нб При таком обозначении получим:

Iнб = I’нб + I»нб + I»’нб (16.37)

29

Принцип действия продольной и поперечной токовой дифзащиты

Принцип действия продольной дифференциальной токовой защиты

Эта защита основана на сравнении токов в начале и конце защищаемого элемента. Для выполнения защиты линии на ее концах устанавливаются измерительные трансформаторы тока с одинаковыми  коэффициентами  трансформации.

Вторичные обмотки трансформаторов тока одноименных фаз и обмотка реле соединяются так, чтобы при коротком замыкании вне зоны, ограниченной измерительными трансформаторами, ток в реле отсутствовал, а при повреждении внутри зоны был равен току короткого замыкания.

Применяются две возможные схемы выполнения дифференциальной защиты: с циркулирующими токами и с уравновешенными напряжения. С циркулирующими токами: схема получается путем параллельного соединения вторичных обмоток трансформаторов тока ТАI, ТAII и обмотки реле тока КА. При этом ток в реле İр определяется с учетом принятых условных положительных направлений токов İ1I и İ1II по концам защищаемой линии Л.

С учетом положительных направлений в нормальном режиме, а также при внешних коротких замыканиях ток в реле равен геометрической разности вторичных токов:

İp= İ2I– İ2II .                               

При равенстве первичных токов İ1I и İ1II и отсутствии погрешностей измерительных трансформаторов вторичные токи İ2I = İ2II , поэтому ток в реле Iр = 0 и защита не срабатывает. В этом случае вторичные токи İ2I и İ2II циркулируют только по вспомогательным проводам, соединяющим вторичные обмотки трансформаторов тока.

При повреждении в зоне токи İ1II и İ2II при показанном условном положительном направлении становятся отрицательными, вследствие чего токи İ2I и İ2II в обмотке реле складываются: İр= İ2I + İ2II =İ . При одностороннем питании один из токов, например İ2II , равен нулю. При этом ток İ2I не может замыкаться через вторичную обмотку второго трансформатора тока, так как трансформатор тока работает в режиме источника тока (сопротивление обмотки реле во много раз меньше внутреннего сопротивления трансформатора тока). Весь ток İ2I проходит через реле. Таким образом, при коротком замыкании в зоне ток в реле İр определяется током İк в точке повреждения. При этом защита срабатывает, если IР> Icp.

Следовательно, продольная дифференциальная защита действует при повреждениях в зоне и не реагирует на внешние короткие замыкания и токи нормальной работы, т.е. она обладает абсолютной селективностью. Эта принципиальная особенность дает возможность выполнять защиту без выдержки времени, а при выборке тока срабатывании — не учитывать токов нагрузки.

В действительности трансформаторы тока имеют погрешности. Поэтому, несмотря на равенство первичных токов, вторичные токи İ2I и İ2II при нормальной работе и внешних коротких замыканиях не одинаковы по абсолютному значению и не совпадают по фазе и в реле появляется ток, называемый током небаланса Iнб . Для исключения неправильной работы дифференциальной защиты ток срабатывания реле должен выбираться с учетом токов небаланса.

Поперечная дифференциальная токовая защита

Принцип действия защиты и выбор тока срабатывания.

Эта защита основана на сравнении токов одноименных фаз параллельных цепей с мало отличающимися параметрами. Для осуществления защиты используют трансформаторы тока с одинаковыми коэффициентами трансформации, установленные со стороны питающих шин А. Реле тока КА включается на разность токов двух одноименных фаз сдвоенной линии по схеме с циркулирующими токами. При принятом условном положительном направлении токов от шин в линию ток в реле İр = İ2I İ2II . Поэтому, как и в продольной дифференциальной защите, при нормальной работе и внешних коротких замыканиях (за пределами сдвоенной линии в точке K1) по обмотке реле проходит только ток небаланса.

Ток срабатывания реле тока выбирается по условию Iс.р = kзап Iнб.рсч.max при kзап = 1,3. Максимальный расчетный ток небаланса для защиты линий с одинаковыми параметрами определяется по выражению :

Iнб.рсч.max= 0,1kодн kап I(3)к.вн.max /(2KI).                         

Учитывая изложенное о возможных погрешностях трансформаторов тока и о апериодической составляющей, можно принять kоднkап =1,0.

При коротком замыкании на одной из линий равенство токов İ2I и İ2II нарушается, в реле появляется ток. Если İр = | İ2I – İ2II | > İc.p, то реле срабатывает и отключает выключатель Q линии.

Мертвая зона защиты.

При удалении точки короткого замыкания от места установки защиты ток в поврежденной линии уменьшается, а в неповрежденной возрастает, вследствие чего ток Iр в обмотке реле уменьшается  так, что  при повреждении вблизи шин противоположной подстанции, он становится меньше тока срабатывания. При этом защита отказывает в действии. Длина участка lм.з , при повреждении в пределах которого защита не работает из-за недостаточного тока в реле, называется мертвой зоной поперечной дифференциальной токовой защиты.

lм.з = (İс.з / İк )lл .                                                          

Согласно требованиям, длина мертвой зоны не должна превышать lм.з < 0,1lл .

Оценка защиты.

Защита по принципу действия не защищает сборки сдвоенной линии и шины подстанции, а в случае отключения одной из цепей должна выводиться из действия, так как ее ток срабатывания в общем случае оказывается не отстроенным от тока оставшейся в работе цепи и защита не имеет выдержки времени. Это, а также наличие мертвой зоны являются недостатком защиты, исключающим возможность ее применения в качестве единственной защиты сдвоенных линий.

Поперечная дифференциальная токовая защита не способна определить, на какой из параллельных цепей имеется повреждение, поэтому она не может быть использована для параллельных линии с выключателями на каждой из них, когда требуется и имеется возможность отключать только поврежденную линию. Такая возможность появляется и на сдвоенной линии, если разъединители в ее параллельных цепях снабжены приводами с дистанционным управлением. В этом случае действие защиты может быть согласовано с работой устройства АПВ линии. При повреждении любой параллельной цепи защита сначала отключает выключатель Q , после этого отключается разъединитель QS1 или QS2 поврежденной цепи, а затем выключатель включается.

Александров А.М. Дифференциальные защиты трансформаторов

Александров А.М. Дифференциальные защиты трансформаторов

Введение

Дифференциальный принцип является наиболее совершенным из современных принципов выполнения устройств релейной защиты. Продольные дифференциальные защиты, обладая абсолютной селективностью (действие только в зоне между трансформаторами тока, установленными на ветвях, отходящих от защищаемого объекта), могут иметь весьма малые токи и время срабатывания. Так отдельные дифференциальные защиты на микроэлектронной и микропроцессорной базе при больших токах короткого замыкания фиксируют внутренее повреждение в пределах 15-20 мс, а ток срабатывания защиты может составлять 0,1-0,3 номинального тока электроустановок.

Раннее выявление повреждения благодаря высокой чувствительности и малому времени срабатывания дифференциальных реле позволяет уменьшить размеры повреждения и время восстановления объекта.

Для силовых трансформаторов ПУЭ регламентирована обязательная установка продольной дифференциальной защиты без выдержки времени на трансформаторах мощностью 6,3 МВ*А и более, а также на трансформаторах мощностью 6,3 МВ*А и более, а также на трансформаторах мощностью 4 МВ*А при параллельной работе последних с целью селективного отключения поврежденного трансформатора. Дифференциальная защита может быть предусмотрена на трансформаторах меньшей мощности, вплоть до 1 МВ*А, если токовая отсечка не удовлетворяет требованиям чувствительности, а максимальная токовая защита имеет выдержку времени более 0,5 с.

Ток срабатывания (без учета торможения) для автотрансформаторов и повышающих трансформаторов мощностью 63 МВ*А и более рекомендуется принимать менее номинального (для автотрансформаторов – менее тока, соответствующего типовой мощности). Для остальных трансформаторов мощностью 25 МВ*А и больше ток срабатывания без учета торможения рекомендуется принимать не более 1,5 номинального тока трансформатора.

Рекомендуемые ПУЭ токи срабатывания продольной дифференциальной защиты были обусловлены отсутствием до 80-х годов дифференциальных реле, позволяющих устанавливать ток срабатывания меньше номинального (реле типа ДЗТ – 21 было разработано и стало использоваться только в конце 70-ых годов).

Повреждаемость силовых трансформаторов по данным 1991 года составляет порядка 500-600 единиц при учете только половины трансформаторов мощностью 2,5 тыс. кВ*А и выше, причем более половины повреждений произошло из-за нарушения электрической плотности изоляции. Стоимость ремонта мощного трансформатора, повредившегося в результате внутреннего короткого замыкания и отключенного релейной защитой с током срабатывания более номинального, в среднем составляет 60-65% оптовой стоимости силового трансформатора. Это определено тем, что при ремонте в этом случае требуется, как правило, смена всех обмоток. Положительный эффект от снижения тока срабатывания около 0,3 номинального. Таким образом, совершенствование устройств дифференциальных защит позволяет получить значительный экономический эффект.


Дифференциальная защита трансформатора и другие виды защит

Наиболее совершенный способом защиты трансформаторов из всех, на настоящее время известных, является релейная защита, построенная на дифференциальном принципе.

Для дифференциальной защиты характерна избирательность действия или селективность. Это означает срабатывание защиты в районе электроустановки между трансформаторами тока, на вводе высшего напряжения, до силового трансформатора и на вводе отходящей линии низшего напряжения, после силового трансформатора

К плюсам можно отнести небольшую величину тока срабатывания.

Для трансформаторов, которые имеют мощность от 63мВА, ток входит в границы 0,1–0,3А от номинального тока, такая величина тока срабатывания обеспечивает коэффициент чувствительности 1,5 –2,0 к витковым и межкатушечным замыканиям в переплетенных и обычных обмотках.

Время срабатывания защиты очень короткое (15–20мс). Высокая степень чувствительности и очень короткое время реагирования дифзащиты, способствует уменьшению величины повреждения и сокращает время на восстановление оборудования.

Продольная дифференциальная защита устанавливается в обязательном порядке для трансформаторов мощностью от 6300кВа, она служит для предупреждения выхода из строя оборудования, вследствие многофазных замыканий внутри обмоток и на выводах.

Дифференциальная защита трансформаторов обязательна к установке и для параллельно работающих трансформаторов мощностью от 4000кВа. Трансформаторы небольшой мощности на 1000кВа, комплектуются дифзащитой, при отсутствии газовой защиты, и в том случае если МТЗ рассчитана на большую выдержку времени от 0,5сек, а токовая отсечка имеет низкую степень чувствительности.

Дифференциальная продольная защита с циркулирующими токами, отключает силовой трансформатор, мгновенно после неисправности, без выдержки времени.

Дифференциальная защита – принцип действия

Рис №1. Схема, поясняющая принцип действия дифференциальной защиты трансформатора, с двусторонним питанием, а) при КЗ снаружи трансформатора, на его выводах, б) при внутреннем КЗ трансформатора

Принцип действия дифференциальной защиты построен на применении первого закона Киргофа. Защищаемый объект принимается за узел, ток фиксируется полностью на всех ветвях, соединяющих объект с внешней электрической сетью.

При повреждении на отходящей ветви, сумма токов, входящих и отходящих из узла, равна нулю.

При повреждении объекта, в случае КЗ, сумма токов в ветвях будет равна токам короткого замыкания.

Диффзащита трансформатора отличается от дифференциальной защиты высоковольтных линий и генераторов наличием неравенства первичных токов разных обмоток трансформаторов и несовпадением по фазе.

Поперечная дифференциальная защита линий электропередач

Защита построена идентично продольной и основана на принципе сравнивания токов, только для защиты ВЛ и КЛ, установка трансформаторов тока выполняется на разных линиях, питание, которых осуществляется от одного источника, например, от одного выключателя нагрузки, а не на концах участка линии. Трансформаторы тока должны быть идентичны по своим параметрам, их коэффициент трансформации должен быть одинаков.

Рис №2. Поперечная дифференциальная токовая защита параллельно расположенных высоковольтных линий, а) схема токовых цепей, б) цепи напряжения, г; д) – схема цепей постоянного тока.

После отключения одной из линий, блок-контактами высоковольтных выключателей, дифференциальная защита выводится из работы, это происходит для того, чтобы осуществить устранение неселективности действия при внешнем КЗ.

Принцип действия поперечной дифференциальной защиты, позволяет обходиться без настройки защиты на замедление действия, значит, при КЗ линии, произойдет мгновенное отключение, при КЗ в противоположных концах линии наблюдается каскадное (поочередное) действие дифференциальной защиты.

Рис№3. Каскадное срабатывание дифференциальной защиты: а) КЗ в начале ВЛ; б) КЗ в конце ВЛ

Основные условия выбора тока срабатывания:

  1. При внешних КЗ, не должно происходить срабатывание защиты от максимально высокого тока небаланса.
  2. При отключении одной из подключенных параллельно линий электропередач, если вторая линия полностью, на 100% загружена, не должна осуществляться работа защиты.
  3. Чувствительность защиты зависит от КЗ на границе каскадного действия рядом с точкой равной чувствительности, в которой наблюдается равенство токов в реле комплектов защит обеих линий.

Дифференциальная защита генераторов

Защита генераторов, в статоре машины, действует на погашение магнитного поля генератора (отключением автомата АГП), с его последующим отключением от питающей сети, при помощи выключателя нагрузки самого генератора или выключателя на стороне блока ВН.

Существует 2 типа дифференциальной защиты генераторов:

  1. Продольная дифференциальная защита
  2. Поперечная дифференциальная защита.

Принцип действия дифференциальной защиты генераторов идентичен принципу действия дифференциальной защиты трансформаторов и линий. Основывается на разности токов, текущих в параллельно подключенных ветвях.

Реле включается в цепь с трансформатором тока, в перемычку между нейтралями параллельных обмоток статора.

Рис №4. Принцип действия поперечной дифференциальной защиты генератора

Рис №5. Продольная дифференциальная защита генератора

Принцип действия построен на сравнивании токов следующих со стороны выводов генератора.

Зона действия защиты распространяется на: обмотки генератора, выводы обмотки статора и на шины, вплоть до распределительного устройства.

Источник: http://enargys.ru/differentsialnaya-zashhita-transformatora/

Дифференциальная защита трансформаторов

Дифференциальная защита применяется в качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов и автотрансформаторов.

Ввиду ее сравнительной сложности дифференциальная защита устанавливается не на всех трансформаторах (автотрансформаторах), а лишь в следующих случаях: – на одиночно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 6300 кВА и выше; – на параллельно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 4000 кВА и выше; – на трансформаторах мощностью 1000 кВА и выше, если токовая отсечка не обеспечивает необходимой чувствительности (kЧ При параллельной работе трансформаторов (автотрансформаторов) дифференциальная защита обеспечивает не только быстрое, но и селективное отключение поврежденного трансформатора (автотрансформатора), что поясняется на рисунке 1. Если параллельно работающие трансформаторы Т1 и Т2 имеют только максимальные токовые защиты, то при повреждении, например, в точке К на вводах низшего напряжения трансформатора Т1 подействуют максимальные токовые защиты обоих трансформаторов, а так как их выдержки времени одинаковы, отключатся оба трансформатора.

Дифференциальная защита, действующая без выдержки времени, обеспечивает в рассмотренном случае отключение только поврежденного трансформатора.

Для выполнения дифференциальной защиты трансформатора (автотрансформатора) устанавливаются трансформаторы тока со стороны всех его обмоток, как показано на рисунке 2 для двухобмоточного трансформатора.

Вторичные обмотки соединяются в дифференциальную схему и параллельно к ним подключается токовое реле. Аналогично выполняется дифференциальная защита автотрансформатора.

Рисунок 1 – Прохождение тока к.з. и действие максимальной токовой защиты при повреждении одного из параллельно работающих трансформаторов (автотрансформаторов).

При рассмотрении принципа действия дифференциальной защиты условно принимается, что защищаемый трансформатор имеет коэффициент трансформации, равный единице, одинаковое соединение обмоток и одинаковые трансформаторы тока с обеих сторон.

Если схема дифференциальной защиты выполнена правильно и трансформаторы тока имеют точно совпадающие характеристики, то при прохождении через трансформатор тока нагрузки или тока сквозного к.з. ток в реле дифференциальной защиты трансформатора отсутствует.

Следовательно, дифференциальная защита трансформатора, так же как дифференциальная защита линий, на такие режимы не реагирует.

Рис. 9-2. Принцип действия дифференциальной защиты трансформатора (автотрансформатора): а — токораспределение при сквозном к.з.; б — токораспределение при к.з. в трансформаторе (в зоне действия дифференциальной защиты)

При к.з. в трансформаторе или любом другом месте между трансформаторами тока направление токов I1 и I2 изменится на противоположное, как показано на рисунке 2, б. Т.е. в зоне дифференциальной защиты в реле проходит полный ток к.з., деленный на коэффициент трансформации трансформаторов тока.

Под влиянием этого тока защита срабатывает и производит отключение поврежденного трансформатора. Дифференциальной отсечкой называется дифференциальная защита мгновенного действия, имеющая ток срабатывания больше броска намагничивающего тока.

Принципиальная схема дифференциальной отсечки двухобмоточного трансформатора приведена на рисунке 3.

Броски намагничивающего тока в первый момент включения трансформатора могут иметь большие значения и даже превышать ток срабатывания дифференциальной от сечки, выбранный с указанным коэффициентом надежности отстройки.

Однако эти токи очень быстро затухают, что дает возможность отстроиться от них за счет собственного времени действия реле дифференциальной отсечки.

Для этого в схеме дифференциальной отсечки применяют выходное промежуточное реле (реле У на рисунке 3) типа РП-251, которое имеет время срабатывания 0,07—0,08 с.

Рисунок 3 – Принципиальная схема дифференциальной отсечки двухобмоточного трансформатора.

Основным достоинством дифференциальной отсечки является простота схемы и быстродействие. Недостатком является большой ток срабатывания, вследствие чего защита в ряде случаев оказывается недостаточно чувствительной. Принципиальные схемы дифференциальной защиты с реле РНТ-565 приведены на рисунке 4.

Быстронасыщающийся трансформатор реле РНТ-565 является одновременно и промежуточным трансформатором для компенсации неравенства вторичных токов в плечах дифференциальной защиты и имеет для этой цели специальные уравнительные обмотки.

Ток во вторичной обмотке БНТ, к которой подключено реле, определяется суммарным магнитным потоком в сердечнике, который создается как рабочей, так и уравнительными обмотками. Для того чтобы при прохождении через трансформатор сквозного тока нагрузки или к.з.

ток во вторичной обмотке был равен нулю, необходимо правильно включить рабочую и уравнительные обмотки в дифференциальную схему и так подобрать число витков обмоток, чтобы компенсировать неравенство вторичных токов трансформаторов тока и установить необходимый ток срабатывания.

Рисунок 4 – Принципиальная схема токовых цепей дифференциальной защиты двухобмоточного трансформатора с реле типа РНТ-565 (РНТ-562).

При выполнении дифференциальной защиты двухобмоточного трансформатора (рисунок 4) цепи от трансформаторов тока с обеих его сторон присоединяются к уравнительным обмоткам У1 и У2 так, чтобы при прохождении через трансформатор сквозного тока токи в уравнительных обмотках были направлены встречно. В принципе для компенсации неравенства вторичных токов трансформаторов тока можно было бы использовать только одну уравнительную обмотку БНТ. Однако при использовании обеих обмоток обеспечивается более точная компенсация неравенства вторичных токов.

Источник: http://diplomka.net/publ/differencialnaja_zashhita_transformatorov/5-1-0-398

Защита силового трансформатора кратко об основном

«Сердцем» любой трансформаторной подстанции является силовой трансформатор. При этом данное оборудование является крайне дорогостоящим, поэтому при любых видах повреждениях данного оборудования оно должно незамедлительно отключаться.

Реализовать это можно только одним способом – установкой быстродействующих и чувствительных защит по высокой и низкой стороне трансформатора. В данной статье постараемся кратко разобрать основные виды защит, зоны их работы и особенности.

Итак, трансформаторы мощностью менее 1 кВА защищаются чаще всего с помощью обычных предохранителей по высокой стороне и автоматических выключателей – по низкой, а это отдельная тема.

Сейчас же поговорим об особенностях защиты мощных трансформаторов от 2,5 кВА и выше. Итак, для начала необходимо сказать, что защиты трансформатора бывают основными и резервными.

К основным защитам относится дифференциальная защита и газовая защита трансформатора.

Дифференциальная защита работает без выдержки времени. Это защита с абсолютной селективностью, то есть она реагирует на все виды двухфазных и трехфазных КЗ в зоне действия. Зона работы дифзащиты ограничена трансформаторами тока по сторонам высокого и низкого напряжения.

Газовая защита трансформатора также относится к основным, то есть она работает без выдержки времени и защищает исключительно силовой трансформатор от внутрибаковых повреждений. Газовая защита имеет две ступени. Первая ступень срабатывает при плавном снижении уровня масла в банке трансформатора.

При этом отключения силового оборудования не происходит, и срабатывает лишь соответствующее указательное реле. Вторая ступень срабатывает уже на отключение силового трансформатора.

Работает эта защита при возникновении серьезного повреждения внутри бака силового трансформатора и выброса масла, а также в случае снижения уровня масла в оборудовании ниже уровня газового реле.

С основными защитами силового трансформатора мы разобрались – переходим к резервным. Наиболее важной (если можно так выразиться) резервной защитой является МТЗ. К преимуществам данной защиты можно отнести возможность дальнего резервировании при коротком замыкания.

Это значит, что данная защита будет чувствительной не только при КЗ на силовом трансформаторе, но и в случае возникновении аварии на отходящем присоединении. Время срабатывания защиты выбирается, исходя из принципов селективности, и может составлять от 0,5 до 4 секунд.

Токовая резервная защита также воздействует на отключение силового трансформатора.

Назначение данного устройства, построенного на блоках ПР 4700 или РЗТ, заключается в резервировании основных защит при их отказе или в случае потери опертока.

Основным преимуществом данной защиты является полная независимость от оперативного тока на подстанции. Время срабатывания токовой резервной защиты обычно максимальное (от 3 до 6 секунд).

Защита минимального напряжения (ЗМН) работает в случае обесточения силового трансформатора и воздействует на до отключение выключателя низкой стороны перед действием АВР. Время работы ЗМН может различным – от 6 до 20 секунд, в зависимости от типа нагрузки и требований потребителя.

Из защит, действующих на сигнал, стоит выделить защиту от перегруза, которая работает в случае превышения номинальной мощности трансформатора в среднем на 25 процентов. Время срабатывания такой защиты составляет обычно девять секунд.

При повышении температуры масла в баке силового трансформатора будет работать защита от перегрева. При этом установка по температуре зависит от вида охлаждения силового трансформатора. Защита также работает на сигнал. Время срабатывания также эквивалентно времени срабатывания предупредительной сигнализации на подстанции.

Конечно, выше перечислены далеко не все защиты силового трансформатора. Но приведенной информации вполне достаточно, чтобы хотя бы частично усвоить данный вопрос.

Лучшее сочетание вакуумных и          полупроводниковых характеристик — однотактный гибридный усилитель звука.

          Мы не создаём иллюзий,          Мы делаем звук живым!

Источник: http://grimmi.ru/protection.html

Особенности применения и срабатывания разных защит трансформатора

Источником питания электрооборудования на предприятиях являются силовые трансформаторы, чаще всего их работа связана с высоким напряжением (более 1000 В) и большими токами. Поэтому их габариты, стоимость, а также затраты на ремонт являются ощутимыми даже для крупного производства. В связи с этим соответственно, чтобы и сами эти дорогостоящие устройства и электрооборудование, которое с помощью их питается, были надёжно защищены применяется целый рад защит. Выбор их и настройка дело довольно непростое, поэтому стоит подробно разобрать каждый из них. Конечно же, это касается только крупных трёхфазных трансформаторов на подстанциях. Для питания и защиты маломощных трансформаторов достаточно автоматического выключателя или же предохранителей. Слишком дорого и неоправданно устанавливать полный список защит, например, на все сварочные трансформаторы, применяемые в цехе.

Основные защиты трансформатора

Любая релейная защита трансформатора направлена на срабатывание при повреждении или же ненормальном режиме работы этого устройства. Нужно отметить, что некоторые из них направлены на мгновенное отключение в случае аварии, а другие только подают предупреждающий сигнал персоналу.

В свою очередь, персонал уже действует по инструкциям, которые разработаны непосредственно и индивидуально для каждой схемы снабжения и распределительной подстанции.

Для того чтобы было видно какой тип аварии произошёл применяются параллельно и сигнальные реле (блинкер), которые должны быть подписаны в соответствии с правилами.

Для защиты трансформатора применяется целый комплекс мероприятий и электромеханических схем, вот основные из них:

  1. Дифференциальная защита. Она предохраняет от повреждений и коротких замыканий как в обмотках, так и на наружных выводах. Действует только на отключение;
  2. Газовая защита. Защищает от превышения давления внутри расширительного бачка вследствие выделения газов или же выброса масла, а также от снижения его уровня ниже определённого критического показания;
  3. Тепловая защита. Она организована в основном на термосигнализаторах (ТС), которые подают сигнал на пульт персонала или же на включения вентиляторов охлаждения. Такой вид дополнительной защиты служит как предупреждающий при начальных стадиях аварийных ситуаций. При этом выбор самого ТС не важен, главное, выставить правильно диапазон, при котором должен подаваться сигнал. Максимально допустимый нагрев масла составляет 95 градусов;
  4. Защита минимального напряжения. Предусматривает отключение при снижении входного уровня напряжения ниже допустимого. Зачастую имеет выдержку времени, которая даст возможность не реагировать на небольшие просадки;
  5. От замыкания на землю. Выполняется путём установки трансформаторов тока в соединение корпуса и заземляющего контура;
  6. Максимальная токовая (МТЗ) выполняет роль защитного механизма как при коротких замыканиях в цепи вторичного тока, так и при больших перегрузках.

Защита трансформатора дифференциальная

Это одна из самых быстродействующих и важных защит, которая необходима для надёжной эксплуатации следующих трансформаторов:

  1. На понижающих одиночно работающих трансформаторах мощность которых выше чем 6300 кВА;
  2. При параллельной работе данных устройств с мощностью 4000 кВА и выше. При этом таком подключении данная защита является гарантией не только быстродействия, но и селективного отключения только того устройства, которое повреждено, а не полного обесточивания питаемого электрооборудования повлекшее за собой потери в производстве продукции или в появлении бракованных изделий;
  3. Если МТЗ трансформатора не даёт необходимой чувствительности и скорости отключения, и может срабатывать с выдержкой времени более одной секунды;
  4. Если трансформаторы меньшей мощности, то применяется обычная токовая отсечка, подключенная к реле тока.

а — нормальная работа, б — при возникновении короткого замыкания между обмотками.

Принцип действия дифференциальной защиты основан на сравнении тока, а точнее, его величины. Сравнивание происходит в конце и в начале защищаемого участка. Участком в данном случае служит одна из понижающих обмоток. То есть один трансформатор тока устанавливается с высокой, а другой с низкой стороны.

На схеме видно подключение трансформаторов ТТ1 и ТТ2 соединенных последовательно. Т — это реле тока, которое остаётся в бездействии при нормальной работе, когда токи одинаковы, то есть их разность будет равна нулевому значению.

Во время возникновения короткого замыкания в защищаемом участке цепи появится разность токов и реле втянется, тем самым отключив трансформатор от сети. Такой вид защиты будет срабатывать как при межвитковых, так и при межфазных замыканиях.

Мгновенная работа такого защитного оборудования не требует выдержки времени, так как её быстрое срабатывание является её основным положительным фактором. Выбор вставки срабатывания реле Т должен выполнятся электротехническими лабораториями или же проектировщиками данного оборудования.

Для каждого конкретного случая уровень тока втягивания реле можно изменять, чтобы не было ложных срабатываний.

Принцип действия газовой защиты трансформаторов

Газовая защита силовых трансформаторов основана на работе газового реле, которое и изображено на рисунке.

В специальном окошке при выделении газов можно увидеть пузырьки.

Реле представляет собой металлический сосуд, в котором расположены два специальных поплавка. Они врезаны в наклонный трубопровод. В свою очередь, данный трубопровод является связывающим звеном между охлаждающий корпусом имеющим радиатор и  расширительным баком.

Если трансформатор находится в рабочем исправном состоянии газовое реле его наполнено трансформаторным маслом, а поплавки реле находятся в определённом нерабочем состоянии, так как внутри их масло. Поплавки непосредственно соединены с контактной группой, которая имеет аварийный и предупредительный сигнал.

В нормальном состоянии контакты находятся в разомкнутом положении. При нагреве масла в случае ненормального процесса в работе из него выделяется газ, который по закону физики легче, естественно, подымается вверх.

На пути газов находится газовое реле и его поплавки, которое при накоплении определённого количества поднимающего его газа начинает движение, чем и размыкает первую ступеньку. При более бурном развитии событий и второй поплавок приводится в движение и замыкает уже вторую ступень которая приводит к отключению.

Взятие пробы масла и его проверка, а также химический анализ позволяет определить суть повреждения.

Из практики же не каждое срабатывание газового реле приводит к взятию проб и анализу масла, иногда при заливке может попасть в систему воздух которой во время эксплуатации будет подниматься и сможет стать причиной срабатывания данной защиты. Для этого нужно всего лишь открыть специальный краник (вентиль), находящийся на корпусе реле и выпустить воздух. Эта процедура выполняется при первом срабатывании предупредительного поплавка.

Выбор самого реле основывается на конструкции трансформатора и его габаритах. Очень часто применяются несколько типов данного устройства РГЧЗ-66, ПГ-22, BF-50, BF-80, РЗТ-50, РЗТ-80. Все они имеют смотровое окошко и герметичный корпус.

Газовая защита трансформатора и принцип действия, работы в принципе несложны стоит только один раз разобраться в них.

Максимальная токовая защита трансформатора

Основную роль отключающего устройства при повышении критического уровня тока, для трансформаторов не масляных и обладающих малой мощностью, служит предохранитель.

Такой элемент защиты даёт возможность персоналу, не понимающему причины отключения, повторно произвести включение, которое может принести вред оборудованию или пожар.

Предохранителями оборудованы также измерительные трансформаторы напряжения, которые расположены на подстанциях в ячейках КРУ, в таких же, как и масляные выключатели. Они предназначены для измерения напряжения в сети 6000 кВ и выше, а также для цепей защиты от повышенного или пониженного напряжения.

Для трансформаторов выбор предохранителей осуществляется из такого соотношения

Iвс — ток плавкой вставки предохранителя;

Iн. тр. — номинальный ток первичной обмотки трансформатора, в цепь которого он и устанавливается.

Предохранитель — самый простой способ защитить трансформатор от превышения тока.

Ток срабатывания максимальной защиты при установке её с низшей стороны, выбирается в соответствии с величиной нагрузки, на которую рассчитан трансформатор.

Конечно же, выбирая релейную защиту данного устройства, стоит учесть также пусковые кратковременные токи, которые возникают при запусках электрических вращающихся машин.

Работа таких защит основана на трансформаторах тока, вот парочка самых распространённых схем подключения.

Здесь имеется два уровня (степени) отключения, один может быть отключением от перегрузов, а другой уже срабатывает как максимальная токовая отсечка, при значительном повышении тока в контролируемых цепях, в том числе и при К.З. Цифрой 6 обозначены измерительные приборы.

Ниже представлена более усовершенствованная и развёрнутая схема уже непосредственно с подключением реле в цепи катушек маслинных выключателей.

Защита печных трансформаторов

Особенности работы и применения резонансного трансформатора Тесла

Работа печей связана с резким нарастанием и снижением тока, поэтому дифференциальную защиту здесь применять не рекомендуется, а только газовую и тепловую. Нагревательные элементы таких печей могут работать от пониженного напряжения от 220–660 Вольт.

Чаще всего здесь применяются специальные электропечные трансформаторы. Конечно же, речь идёт от печах для плавки металла, а не для приготовления пищи. В них режимы плавки меняются как питающим напряжением, так и величиной тока дуги. Печные трансформаторы должны быть оборудованы защитой от перегрузок, а также при возникновении К. З.

Защиту от перегрузок устанавливают на низкой стороне, а трансформаторы тока для мгновенного срабатывания на высокой стороне. При этом уставку реле настраивают таким образом, чтобы она не отключалась при нормальных эксплуатационных К.

З, ведь они работают в таком режиме и при некоторых коротких замыкания отключение не должно происходить, а только лишь поднятие электродов.

В любом случае в итоге хочется отметить что от настройки и правильности срабатывания зависят последствия ненормальных режимов работы трансформатора, а значит и стоимость последующего ремонта.

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/osobennosti-primeneniya-i-srabatyvaniya-zashhity-transformatorov.html

Основные и резервные защиты: мифы и реальность

Очень часто приходится сталкиваться с тем, что люди не совсем понимают, что такое основная и резервная защита присоединения. Что интересно, это не только новички, но и некоторые уже состоявшиеся специалисты.

Вот несколько мифов с которыми встречался лично я:

  • Основная защита – это защита с абсолютной селективностью, обычно дифференциальная
  • Основная защита есть только на напряжении 35 кВ и выше, т.е. на присоединениях 0,4-10 кВ есть только резервные защиты
  • Есть присоединения, для которых нет резервных защит, только основные
  • Основная защита только одна, а резервных может быть несколько

Все, что написано выше – неправда. Давайте сегодня поговорим о основных и резервных защитах для того, чтобы понимать некоторые определения и общаться с коллегами релейщиками корректно.

Основная защита присоединения

Согласно определению ПУЭ (п. 3.2.14) – “На каждом из элементов электроустановки должна быть предусмотрена основная защита, предназначенная для ее действия при повреждениях в пределах всего защищаемого элемента с временем, меньшим, чем у других установленных на этом элементе защит.”

Таким образом на любом присоединении всегда есть основная защита (см. Миф 2). Это любая защита, которая защищает весь участок и действует быстрее, чем другие защиты. Все просто и понятно. Теперь примеры.

Для линии 0,4, 6 или 10 кВ основная защита – это максимальная токовая защита (МТЗ). Защищает всю линию и работает быстрее остальных защит. Токовая отсечка срабатывает быстрее, чем МТЗ, но она защищает только часть линии, т.е. не может являться основной защитой. То же самое с защитой от перегрузки – хоть и реагирует на повреждения на всем участке, но срабатывает намного медленнее, чем МТЗ.

МТЗ вообще является основной защитой для большей части присоединений 0,4-6 кВ, за исключением генераторов и мощных двигателей, там основная защита – дифференциальная.

Как это получается? МТЗ остается на присоединении, она реагирует на все виды КЗ, но появляется еще одна защита – дифференциальная.

Дифференциальная защита двигателя или генератора также реагирует на КЗ на всем участке, но срабатывает быстрее, чем МТЗ. Звание основной защиты переходит ей, а МТЗ становится резервной.

Еще один пример с защитой силовых трансформаторов. Трансформаторы мощностью до 6,3 МВА имеют в качестве основной защиты МТЗ, а вот начиная с 6,3 МВА и выше добавляется дифференциальная. Она и становится основной вместо МТЗ, а МТЗ переходит в разряд резервных.

Таким образом не важно на каком принципе работает защита (см. Миф 1), главное, чтобы выполнялись условия п.3.2.14.

Может ли быть несколько основных защит на одном присоединении? (см. Миф 4) Да, может.

Например, для масляных силовых трансформаторов 6,3 МВА и больше обычно 2 основных зашиты – дифференциальная и газовая. Обе подходят под определение по п.3.2.14 потому, что работают без выдержки времени и на всем защищаемом участке. Иногда на присоединении ставят по 3 основных защиты, например, для АТ 220 кВ и выше большой мощности (две дифференциальные и газовая)

Резервная защита присоединения

Опять же давайте сначала посмотрим определение (ПЭУ п.3.2.15) – “Для действия при отказах защит или выключателей смежных элементов следует предусматривать резервную защиту, предназначенную для обеспечения дальнего резервного действия.

Если основная защита элемента обладает абсолютной селективностью (например, высокочастотная защита, продольная и поперечная дифференциальные защиты), то на данном элементе должна быть установлена резервная защита, выполняющая функции не только дальнего, но и ближнего резервирования, т. е. действующая при отказе основной защиты данного элемента или выведении ее из работы…”

Таким образом резервная защита присутствует также всегда и для любого присоединения (см. Миф 3).

Просто запомните одну простую вещь – на любом участке энергосистемы, на любом классе напряжения, есть как минимум 2 защиты – основная и резервная. Всегда!

Чаще всего резервной защитой присоединения является основная защита вышестоящего присоединения. Получается последовательная цепочка защит в которой все ступени “наползают” друг на друга.

Однако, если основная защита присоединения выполняется в виде дифференциальной или дифференциально-фазной защиты, то нужна еще одна защита, чтобы выполнить резервирование нижестоящего участка. Эта защита должна быть ступенчатой потому, что только ступенчатые могут выполнять дальнее резервирование. Об этом мы говорили в нашей прошлой статье.

Итак, давайте подведем итоги:

  • На любом присоединении есть как минимум одна основная защита
  • На любом присоединении есть как минимум одна резервная защита
  • Основной может быть защита, выполненная на любом принципе (МТЗ, ДЗ ДЗТ, ДФЗ и т.д.)
  • Резервной может быть только ступенчатая защита (МТЗ или ДЗ)
  • На присоединении может быть несколько основных и резервных защит

Думаю, теперь у вас не будет затруднений с определением какой именно, основной или резервной, является та или иная защита. Четкость и понятность определений в релейной защите очень важна и мы будем периодически уделять внимание основным терминам.

Если будут вопросы или найдете какие-либо неточности — пишите в х. Все обсудим. Ну а пока — удачной рабочей недели!

Источник: https://pro-rza.ru/osnovnye-i-rezervnye-zashhity-mify-i-realnost/

Защита и электроавтоматика силовых трансформаторов и автотрансформаторов (ат)

Все защиты трансформатора можно разделить на две группы: основные и резервные защиты.

Основные защищают трансформатор от внутренних повреждений и ненормальных режимов в самом трансформаторе или на его ошинов­ках.

Резервные защищают обмотки трансформатора от сверхтоков внешних к.з. при повреждениях на присоединениях прилегающей се­ти, а также по возможности резервируют основные защиты трансфор­матора.

  • Основными защитами трансформатора и АТ являются: диф­ференциальная токовая защита трансформатора, газовая защита трансформатора, газовая защита РПН, токовая отсечка,устанавлива­емая со стороны питания на трансформаторах малой мощности, диф­ференциальная токовая защита ошиновки низшего напряжения АТ, дифференциальная токовая защита ошиновки высшего и среднего нап­ряжения АТ.
  • Газовая защита трансформатора содержит два элемента: сигнальный и отключающий.
  • Сигнальный действует на сигнал при слабом газообразовании и при понижении уровня масла.
  • Отключающий действует на отключение трансформатора со всех сторон с запретом АПВ трансформатора при интенсивном газообразо­вании и движении масла со скоростью 0,6-1,5 м/сек по маслопрово­ду между баком трансформатора и расширителем, а также при даль­нейшем (после срабатывания сигнального элемента) понижении уров­ня масла.
  • Для защиты от повреждений контакторов РПН применяет­ся газовая защита РПН.
  • Защита выполняется с помощью струйного реле, устанавливае­мого между баком РПН и расширителем.
  • Газовая защита РПН действует на отключение трансформатора со всех сторон с запретом АПВ трансформатора.
  • Сигнальный элемент у струйных реле отсутствует.

Дифференциальная защита трансформатора реагирует на все виды к.з. (за исключением однофазных замыканий на землю в обмотке 6-10-35кВ) в зоне,  ограниченной  трансформаторами  тока (ТТ).

  1. При замене выключателя трансформатора обходным выключателем дифференциальная защита переключается с ТТ заменяемого выключа­теля на ТТ обходного выключателя.
  2. Защита действует на отключение трансформатора со всех сто­рон с запретом АПВ.
  3. Дифференциальная защита ошиновки высшего (среднего) напряжения АТ.
  4. Защита охватывает зону между встроенными ТТ АТ и выносными ТТ выключателей, действует без выдержки времени на отключение АТ со всех сторон без запрета АПВ АТ.
  5. Дифференциальная защита цепей низшего напряжения АТ.

В зону действия этой защиты входят линейный трансформатор, реактор и ошиновка цепей низшего напряжения от встроенных ТТ АТ до выносных ТТ в ячейке ввода низшего напряжения.Защита действу­ет на отключение АТ со всех сторон с запретом АПВ.

В качестве резервной защиты трансформаторов тупиковых и отпаечных подстанций используется максимальная токовая защита (МТЗ) с пуском напряжения или без пуска напряжения.

МТЗ устанавливается на каждой стороне трансформатора. Со стороны питания (110кВ,220кВ) МТЗ, как правило, действует с дву­мя выдержками времени.

С меньшей выдержкой времени на отключение ввода 10кВ, а с большей – на отключение трансформатора со всех сторон.

В случае, когда с высокой стороны трансформатора установле­ны короткозамыкатель и отделитель, основные защиты без выдержки времени, а резервные защиты с наибольшей выдержкой времени дейс-

твуют на включение короткозамыкателя, тем самым создавая искусс­твенное однофазное короткое замыкание, отключаемое защитой пита­ющих линий. В бестоковую паузу (при АПВ питающих линий) произво­дится автоматическое отключение отделителя, после чего повреж­денный трансформатор (автотрансформатор) оказывается полностью отключенным.

Передача команды – импульса на отключение выключателя с пи­тающей стороны линии при повреждении в трансформаторе, не имею­щем выключателя с высокой стороны, может выполняться и без вклю­чения короткозамыкателя (для создания искусственного короткого замыкания).Такая команда может подаваться с помощью телеотключе­ния по высокочастотному каналу.

  • С целью ближнего резервирования защит трансформатора пре­дусматривается резервная независимая МТЗ-110кВ.
  • Эта защита является полностью автономной как по цепям то­ка,оперативным цепям, так и по выходным цепям.
  • Резервная МТЗ-110 с выдержкой времени большей времени сра­батывания основной МТЗ-110 действует на отдельную катушку вклю­чения короткозамыкателя или на отдельную катушку отключения вык­лючателя на стороне 110кВ.
  • С выдержкой времени большей времени действия защит на вклю­чение короткозамыкателя УРОКЗ действует на отключение отделителя.
  • При этом допускается разрешение отделителя во имя спасения самого трансформатора.
  • На отпаечных трансформаторах и тупиковых подстанциях 110кВ могут применяться и одноступенчатые токовые защиты нулевой пос­ледовательности, действующие на отключение трансформатора.
  • На автотрансформаторах транзитных подстанций с высшим напряжением 220-750кВ в качестве резервных защит используются дистанционные защиты (ДЗ) и направленные токовые защиты нулевой последовательности (НТЗНП).

Дистанционные защиты предназначены для отключения междуфаз­ных к.з., а НТЗНП – для отключения одно- и двухфазных  к.з.  на землю.

Как правило, на высшей и средней стороне АТ устанавливаются двухступенчатая ДЗ и 3-х ступенчатая НТЗНП.

Оперативное ускорение (О/У) первых или вторых ступеней ДЗ и НТЗНП стороны высшего или среднего напряжения АТ ( время 0,3-0,6 сек) вводится оперативным персоналом в случае вывода из работы дифференциальной защиты трансформатора, дифзащиты ошиновки выс­шего напряжения АТ, дифзащиты шин среднего напряжения.

Цель О/У резервных защит АТ – ускорить действие резервных защит АТ при близких внешних к.з. или к.з. в самом АТ.

Следует отметить, что на время ввода О/У резервных защит, возможно их неселективное действие при к.з. в прилегающей сети.

Резервные защиты АТ стороны высшего напряжения действуют с первой (меньшей) выдержкой времени на отключение всех выключате­лей высшего напряжения, а со второй (большей) – на отключение АТ со всех сторон.

На ПС, имеющих на стороне 330кВ схему первичных соединений “полуторная”, резервные защиты стороны 330кВ АТ действуют с первой (меньшей) выдержкой времени на деление шин 330кВ (отключение всех выключателей В12), со вто­рой – на отключение выключателей 330кВ своего АТ, и с третьей (наибольшей) – на отключение своего АТ со всех сторон.

Резервные защиты стороны среднего напряжения АТ при схеме первичных соединений этой стороны “секционированная С.Ш.” дейс­твуют с первой выдержкой времени на отключение ШСВ, со второй – на отключение своей стороны и с третьей – на отключение АТ со всех сторон.

Такое ступенчатое действие резервных защит позволяет сохра­нить в работе те АТ, которые отделяются от места к.з. после де­ления систем шин.

Автоматическое ускорение (А/У) резервных защит при включении выключателя стороны высшего напряжения (А/У – 750,

А/У-330) и при включении выключателей стороны среднего напряже­ния ( А/У-220, А/У-110) действует на отключение выключателя, включаемого на к.з. ключом управления или устройством ТАПВ.

  1. При этом на каждой стороне АТ ускоряются до 0,4-0,5 сек I и II ступени ДЗ и II ненаправленная ТЗНП.
  2. Индивидуальная защита от непереключения фаз выключате­лей стороны среднего и высшего напряжения АТ.
  3. Защита выполняется только на выключателях с пофазным управ­лением.
  4. Назначение защиты – ликвидация неполнофазного режима, воз­никающего при включении выключателя одной или двумя фазами.
  5. Защита действует на отключение трех фаз включаемого выклю­чателя.
  6. Выдержка времени защиты (0,15 ¶ 0,25 сек) выбрана по усло­вию отстройки от разновременности включения фаз выключателя.
  7. Защита от неполнофазного режима на стороне 330 кВ (750) АТ (ЗНР-330).
  8. Назначение защиты – ликвидация неполнофазного режима, воз­никающего при неполнофазном отключении одного выключателя 330 кВ АТ и трехфазном отключении второго выключателя 330 кВ АТ.
  9. Защита, как правило, действует на отключение АТ со всех сторон.
  10. Выдержка времени ЗНР-330 на 0,3 сек выше выдержки времени индивидуальной защиты от непереключения фаз выключателя.
  11. На АТ-750кВ  для контроля состояния изо­ляции вводов 750кВ АТ применяется устройство КИВ-750.
  12. Принцип действия устройства – измерение геометрической сум­мы токов, протекающих под воздействием рабочего напряжения через изоляцию вводов 750 кВ трех фаз.

При исправной изоляции геометрическая сумма токов, входящих в реле типа КИВ, близка к нулю. В случае частичного повреждения изоляции ввода одной из фаз появляется ток небаланса, который фиксируется защитой.

  • Устройство типа КИВ имеет измерительный элемент для опера­тивного контроля и отключающий элемент.
  • Отключающий элемент действует на отключение АТ со всех сто­рон.
  • Защита от перегрузки.
  • В качестве такой защиты устанавливается токовая защита, действующая с выдержкой времени на сигнал в случае перегрузки по току любой обмотки трансформатора.

Источник: http://foraenergy.ru/zashhita-i-elektroavtomatika-silovyx-transformatorov-i-avtotransformatorov-at/

Дифференциальная защита трансформаторов

  • Дифференциальная защита трансформаторов
  •  Дифференциальные токовые защиты трансформаторов выполняются в виде: дифференциальной токовой отсечки; дифференциальной токовой защиты с промежуточными насыщающимися трансформаторами тока; дифференциальной токовой защиты с реле, имеющими торможение.
  • Дифференциальная токовая отсечка

Отсечка является наиболее простой из дифференциальных защит трансформатора. Она выполняется посредством максимальных реле тока КА1, К.А2, например РТ-40 или РТМ, включаемых непосредственно в дифференциальную цепь схемы без каких-либо промежуточных устройств (см. рис. а).

Iс.з = (3,0 ÷ 4,5)Iт.ном.                                                  

Достоинством дифференциальной токовой отсечки являются быстродействие и простота. Однако из-за большого тока срабатывания дифференциальная токовая отсечка иногда недостаточно чувствительна, поэтому она применяется на трансформаторах относительно небольшой мощности. При этом отсечка должна обеспечивать необходимую чувствительность при коротких замыканиях на выводах трансформатора.

Дифференциальная токовая защита с промежуточными насыщающимися трансформаторами тока.

Для выполнения защиты используются реле с НТТ типа РНТ-565. Принципиальная схема защиты трансформатора с TLAT в однофазном изображении показана на рис (см. рис.  б).

 Реле РНТ-565 применяются в том случае, если чувствительность токовой отсечки недостаточна или требуются дополнительные устройства для выравнивания токов в схеме с реле косвенного действия.

При этом благодаря НТТ защита отстраивается от бросков тока намагничивания, если принять

Iс.з > (1,0 ÷ 1,5) Iт.ном                                                   

Для отстройки защиты от максимальных токов небаланса при внешних коротких замыканиях должно выполняться  условие, по которому

 Iс.з > kзап Iнб.рсч max1.

 Принимается большее из двух полученных значений тока срабатывания

Выбор параметров защиты сводится к определению числа витков дифференциальной ωдиф, уравнительных ωypI и ωypII обмоток исходя из принятого тока срабатывания, магнитодвижущей силы срабатывания Fc.p и условия полного выравнивания, которое обеспечивается при срабатывания Fc.p. Коэффициент чувствительности

kч = Fpaб min/Fc.p = ([(ωypI + ωдиф)I2Iк + (ωypII + ωдиф)I2IIк]min)/Fc.p > 2,0,

где I2Iк и I2IIк — токи в цепях защиты при коротком замыкании в расчетной точке, А.

Дифференциальная токовая защита на основе реле с магнитным торможением.

На среднем стержне магнитопровода насыщающегося трансформатора TLAT кроме дифференциальной (первичной) обмотки ωдиф расположены еще две уравнительные обмотки ωypI и ωypII, обеспечивающие выравнивание токов. Исполнительным элементом является реле тока КА типа РТ-40. Промышленностью выпускаются также реле ДЗТ-13 и ДЗТ-14, которые в отличие от реле ДЗТ-11 имеют соответственно три и четыре тормозные обмотки.

Iс.з min > 1,5Iт.ном                                                            

Iс.з = kзап (ε+ΔUpeг+ Δfвр)I(3)к вн max /100.

Iс.p/Iтрм = Iс.з/I(3)к вн max = kтрм.

kтрм = kзап (ε+ΔUpeг+ Δfвр)/100.                                   

ωтрм = kтрм (ωypII + ωдиф)/ tgα.                                      

Источник: https://energetik.com.ru/rzia/differencialnaya-zashhita-transformatorov

Дифференциальная защита трансформатора — нарушение напряжения

Основы дифференциальной защиты трансформатора : Дифференциальная защита трансформаторов обеспечивают полную защиту трансформатора. Дифференциальный защита возможна за счет высокого КПД работы трансформатора и близкая эквивалентность ампер-витков на первичной и вторичной обмотках обмотки. Трансформаторы тока (ТТ) подключаются к первичной и вторичной обмоткам. обмотки трансформатора образуют замкнутый циркуляционный тракт.

Дифференциальная защита работает по принципу Кирхгофа. Текущее право (KCL). Этот закон гласит, что общая сумма тока, протекающего в узел равен нулю. Если ток первичной стороны на единицу равен на единицу ток вторичной стороны, затем проверяется KCL, и в цепи нет неисправности. трансформатор. Это основной принцип работы трансформаторного дифференциала. реле защиты.

Дифференциальная защита обеспечивает быструю и надежная защита критически важного актива, такого как трансформатор.Дифференциальный защита также используется для защиты других ценных активов, таких как электродвигатели напряжения, реакторы, распределительное устройство и т. д. Дифференциальная защита в трансформатор обеспечивает превосходную защиту от:

Дифференциальная защита трансформатора Катушки защитного реле

подключаются, как показано на рисунке ниже. Катушки, обозначенные как «R», известны как удерживающие катушки , а катушки, обозначенные как «O», известны как управляющие катушки . При возникновении неисправности в зоне защиты ток торможения и ток срабатывания возрастают.Когда ток срабатывания выше кривой отключения дифференциальной характеристики трансформатора, выдается команда отключения от реле. Обратите внимание на полярность трансформатора тока. Обычно полярность трансформатора тока соответствует показанной, хотя возможны и другие комбинации. В показанной конфигурации соотношение тока первичного и вторичного трансформаторов тока сдвинуто по фазе на 180 градусов при нормальной нагрузке. Можно рассматривать два случая:

Случай 1 : Нормальная нагрузка трансформатора или внешняя неисправность: В этом В этом случае как первичный, так и вторичный ТТ вырабатывают ток в указанном направлении.В общая ветвь суммирует ток до нуля и, следовательно, защитное реле не вижу никаких текущих ошибок. Этот ток ошибки известен как рабочий ток. Ток, протекающий через удерживающую катушку, известен как удерживающий ток.

Дифференциальная нормальная нагрузка трансформатора или внешняя неисправность

Другими словами, во время нормального нагрузки или внешних повреждений, весь ток коэффициента трансформации ТТ протекает через ограничительную катушку и через катушку управления не протекает.

Случай 2 : Когда есть внутренних ошибка : В этом случае токи, производимые первичным и вторичным трансформаторами тока не суммируются с нулем, и, следовательно, будет чистый ток ошибки или сработает Текущий.Защитное реле обнаружит этот ток и отключит соответствующий трансформаторные первичные или вторичные выключатели.

Дифференциально-внутренняя неисправность трансформатора

Другими словами, во время внутреннего При неисправностях, ток коэффициента трансформации ТТ протекает через удерживающую катушку и через катушку срабатывания. Если рабочий ток превышает порог настройки процентного дифференциала, реле подаст команду на отключение.

Трансформатор Расчет уставки дифференциальной защиты Схема дифференциальной защиты трансформатора

работает с использованием двух отдельных величин, рассчитываемых на основе первичного тока (IW1C) и вторичного тока (IW2C).SEL787 и SEL 387/587 Дифференциальное реле трансформатора используется для этого обсуждения. В других подобных реле используются аналогичные концепции, но фактическая терминология может отличаться. Некоторые из параметров, относящихся к этому обсуждению:

Эти количества рассчитываются следующим образом.

IOP рассчитывается как векторное сложение первичных и вторичных токов, тогда как IRT использует только величину токов для расчета величины ограничения.

Внутренний по отношению к реле, первичный и вторичные вторичные токи ТТ преобразуются в значение «отвода обмотки» на единицу. Уравнения для преобразования единицы:

Расчет IOP и IRT в реле двух типов. Обратите внимание, что токи являются абсолютными величинами. Характеристики дифференциальной защиты трансформатора в процентах

Как уже говорилось, реле рассчитывает рабочий ток (IOP) и ток ограничения (IRT). Область срабатывания — это область над кривой, где реле сработает, а область ограничения — это область ниже кривой, где реле будет удерживать себя от срабатывания. Повышенная нагрузка трансформатора будет перемещать ограничитель (IRT) горизонтально вправо по оси x без изменения рабочей величины (IOP), тогда как короткое замыкание перемещает IRT влево, а IOP вверх на оси. Ось y. Если результирующая координата (IRT, IOP) на плоскости x-y оказывается выше дифференциальной характеристики в процентах, произойдет отключение. Если координата (IRT, IOP) опускается ниже кривой, отключение не происходит. Отключающее поведение реле основано на дифференциальных характеристиках срабатывания реле в процентах.Цель процентного ограничения — позволить реле различать дифференциальный ток, возникающий в результате внутреннего повреждения, от дифференциального тока, возникающего в результате нормального тока или внешнего повреждения. Ключевые точки на графике выше:

Минимальный ток срабатывания (087P): Это значение обычно устанавливается в пределах 0,3. и 0,5 за единицу. Это значение обеспечивает защиту от остаточной намагниченности CT и погрешности точности. Для повышения чувствительности настройка должна быть минимальной, но достаточно высокий, чтобы избежать работы из-за ошибок установившегося состояния, таких как неконтролируемые служебные нагрузки станции, ток возбуждения трансформатора и реле погрешность измерения при очень низких уровнях тока.

Наклон 1: Наклон дифференциальной защиты трансформатора — это часть графика между минимальная зона захвата и точка излома на склоне 2. Обратите внимание, что наклон 1 попадает в (0,0) на оси координат. Наклон 1 используется для компенсации текущей разницы от установившегося и пропорционального ошибки, такие как устройство РПН силового трансформатора, ошибки CT, ток возбуждения и ошибка реле . Полезно знать, какой коэффициент наклона характерен для нормальное состояние (уклон должен превышать это значение ценной бумаги ) и какой коэффициент наклона характерен для внутреннего разлом (уклон должен быть ниже, чем для надежность ). Наклон 1 должен быть выше нормального устойчивого состояния и ошибок пропорциональности . Ниже приведены некоторые из типичных ошибок значений, которые необходимо учитывать для трансформатора. Расчет крутизны дифференциальной защиты:

Точность ТТ: 3%

Точность реле: 5%

Возбуждение ток: 4%

Устройство РПН (LTC): 10% [Если применимо]

Отвод без нагрузки Чейнджер (NLTC): 5% [Если применимо]

Реле

SEL по умолчанию имеет наклон 1, равный 25%.Это может быть где-то между 25-35% в зависимости от того, сколько ошибок необходимо учесть.

Уклон 2: Это часть над уклоном 1. Обратите внимание, что наклон 2 не попадает в точку (0,0) на оси координат . Наклон 2 используется для компенсации переходных ошибок, например, вызванных насыщением ТТ . Прямая неисправность — это пример кратковременной неисправности. Большие токи во время сквозного короткого замыкания могут вызвать насыщение ТТ, что приведет к регистрации ложного дифференциального тока реле.Крутизна 2 может быть установлена ​​довольно высокой без снижения чувствительности к частичным неисправностям обмотки небольшой степени тяжести. Рекомендуется оценить ТТ, чтобы увидеть, есть ли возможность перехода в насыщение во время события сквозного короткого замыкания. Прочтите «Насыщение трансформатора тока» для получения дополнительной информации по этой теме. Настройка наклона 2 должна быть выше, чем настройка наклона 1, если не требуется одиночный наклон, в этом случае установите Slope1 и Slope2 на одно и то же значение.

IRS1: Это точка, в которой наклон 1 и Slope2 пересекаются.Значение по умолчанию для SEL787 — «6», что достаточно для большинства Приложения.

U87P: Назначение этого элемента — очень быстро реагировать на внутреннее событие неисправности. Обычно это значение устанавливается в 8-10 раз больше крана. Этот элемент реагирует только на основную частотную составляющую дифференциальный рабочий ток . На него не влияют slope1, slope2, IRS1, Настройка РСТ2, РСТ4 или РСТ5. Этот элемент должен быть установлен достаточно высоким, чтобы не реагировать на большие пусковые токи.

HRSTR: Бросок напряжения трансформатора может вызвать ложный дифференциальный ток в реле и может привести к неприятному отключению. Это потому, что появляется пусковой ток. на первичном токе, но не на вторичном трансформаторе тока. К счастью, это может быть обнаруживается, поскольку пусковой ток имеет значительные гармоники четного порядка, которые могут быть используется в релейной логике для ограничения дифференциального элемента. Элемент HARMONIC RESTRAINT работает от ограничивающий процентный элемент дифференциала сдерживания, если соотношение ток второй гармоники и / или четвертой гармоники относительно тока основной гармоники равен больше, чем установка PCT2 или PCT4 в течение 10 циклов, когда трансформатор под напряжением.Вместо использования фиксированного порога удерживающий элемент сдвигает линию наклона вверх относительно величина измеренного дифференциального гармонического тока.

PCT2, настройка PCT4: При желании в программном обеспечении можно использовать значение по умолчанию. Или анализатор гармоник инструмент в программном обеспечении реле может использоваться для определения величины секунды и четвертая гармоника при включении трансформатора. Следует отметить, что пусковой ток и гармоники могут различаться между разными событиями переключения и поэтому рекомендуется добавить к настройке некоторый допуск, даже если гармоники измеряются.

Асимметричный ток короткого замыкания Пусковые гармоники тока

Предположим, что уравнение линии наклона выглядит следующим образом: y = mx + b, где y — рабочий ток (IOP), m — наклон (Slope1 или Slope2), x — ток удержания (IRT), а b — ток гармоническая составляющая. В нормальных условиях гармоническое содержание отсутствует, и линия проходит через начало координат. Когда есть гармоническое содержание, он просто поднимает линию на «b», сохраняя тот же наклон. Это показано на рисунке ниже.

Функция гармонического ограничения

Если эта настройка активна, реле измеряет отношение тока второй и / или четвертой гармоники к току основной гармоники, и если это отношение больше, чем настройка PCT2 или PCT4, то срабатывание реле ограничивается, как показано на графике выше.

HBLK: The Назначение этого элемента ГАРМОНИЧЕСКОГО БЛОКА — блок процентного элемента дифференциала ограничения, если соотношение пятая гармоника к основной гармонике больше, чем PCT5. Эта функциональность полезен, когда защищаемый трансформатор может быть «перенапряжен», т. е. отношение напряжения к частоте (В / Гц), подаваемое на клеммы трансформатора превышает 1,05 о.е. при полной нагрузке или 1,1 о.е. без нагрузки. Повышение мощности агрегата-генератора трансформаторы на электростанциях, частота которых может изменяться при запуске что могло привести к перевозбуждению и перетеканию трансформаторов.ХБЛК может быть эффективно используется в таких ситуациях.

Настройка PCT5: Анализ токов трансформатора во время перевозбуждения показывает, что установка пятой гармоники 35% подходит для блокировки процентного дифференциального элемента. При необходимости это можно изменить.

Оба эти параметра можно включить в реле SEL, что обеспечивает оптимальную скорость работы и безопасность. Если в приложении используется нагрузка, которая производит значительный гармонический ток 5 th , то рекомендуется дополнительно проверить настройку HBLK, чтобы гарантировать, что защита не будет нарушена.

ICOM : Внутренняя компенсация ТТ. Внутренняя компенсация трансформатора тока используется для компенсации фазовых сдвигов, вызванных обмоткой трансформатора. Например, трансформатор треугольник-звезда имеет разность фаз между первичной и вторичной обмотками на 30 градусов. То, идет ли дельта-соединение «звезда» или «треугольник», зависит от типа замыкания треугольника и обсуждается в этой статье. Кроме того, трансформаторы тока могут быть подключены по схеме треугольник или звезда, что также может привести к фазовым ошибкам. Внутренняя компенсация фазового угла в современных цифровых реле компенсирует погрешности фазового угла с шагом 30 градусов.Полная компенсация на 360 градусов может также удалить компоненты нулевой последовательности из тока обмотки без изменения угла сдвига фаз. Все остальные настройки ненулевой компенсации также удаляют компоненты нулевой последовательности из тока обмотки.

Трансформатор Пример дифференциальной защиты

Рассмотрим пример системы дифференциальной защиты трансформатора с реле SEL 387/587 . Для реле 787 расчеты будут аналогичными. кроме расчета ограничения тока.Расчет тока ограничения в 387/587 использует среднее значение токов обмотки, тогда как 787 расчет прямой добавление. Об этом уже говорилось ранее в этой статье.

Предположить трансформатор, подключенный по схеме треугольник, с трансформатором тока, подключенным звездой. Это означает, что есть нет фазового сдвига, вызванного трансформатором или трансформатором тока. Предположим чередование фаз ABC. ‘R’ обозначает удерживающую катушку, а «O» обозначает катушку срабатывания.

Обратите внимание на полярность подключения трансформатора тока. Принять номинальный ток полной нагрузки в первичной обмотке. и вторичный.

Значения отводов можно рассчитать по следующее уравнение:

Вариант 1: Рассмотрим схему дифференциальной защиты трансформатора с ПОЛНОСТЬЮ ЗАГРУЖЕННЫМ трансформатором .

Пусть токи обмоток на вторичной обмотке ТТ будут следующими для нормального тока полной нагрузки, потребляемого трансформатором. Из-за направления полярности трансформатора тока соотношение токов будет сдвигаться по фазе на 180 градусов от первичной к вторичной, как показано ниже.

Рассчитайте рабочий ток (IOP) по вектор сложения и ограничения тока (IRT) с использованием сложения и деления величин пользователем 2.Для фазных токов А

Обратите внимание, что на процентном ограничении на дифференциальном графике координаты отображаются как (IRT, IOP) на (x, y) самолет. Если мы построим (1,0), график будет выглядеть, как показано ниже. Расчет IRT, IOP для фаз B и C будут аналогичными. Суммируя:

Обратите внимание, что (IRT, IOP) положение на графике ниже кривой характеристики отключения и, следовательно, нет произойдет отключение (как и ожидалось). Элементы 87R1, 87R2, 87R3, которые являются Элементы дифференциального отключения в этом случае не будут задействованы.

Футляр2: Рассмотрим дифференциальную схему трансформатора с ВНУТРЕННЕЙ НЕИСПРАВНОСТЬЮ .

Предположим, что вторичный контур полностью нагружен при наличии внутренней неисправности с текущими значениями, указанными ниже. Из-за внутренней неисправности первичный ток будет высоким, но не вторичный. Текущий.

Рассчитаем рабочий ток (IOP) путем сложения векторов и тока ограничения (IRT) с использованием сложения величин и разделить на 2.

Преобразование тока в единицу соответствующее значение TAP:

Обратите внимание, что два положения (IRT, IOP) на графике находятся над характеристической кривой отключения, и, следовательно, отключение произойдет (как и ожидалось).В этом случае будут утверждены элементы 87R1, 87R2. Элемент 87R3 не будет утвержден, поскольку он находится ниже кривой срабатывания.

Вариант 3: Рассмотрим дифференциальный трансформатор. схема с ВНЕШНЯЯ НЕИСПРАВНОСТЬ . Предположим, что вторичный трансформатор тока насыщен, и, следовательно, происходит уменьшение величина вторичного тока, производимого трансформатором тока. Предположим отсутствие изменения фазы углы из-за насыщения. Вторичные токи трансформатора тока указаны ниже.

Обратите внимание, что положение (IRT, IOP) на графике ниже кривой характеристики отключения и, следовательно, отключения не произойдет (как должно быть).Элементы 87R1, 87R2, 87R3 в этом случае не утверждаются. Однако этот пример иллюстрирует проблему, когда ТТ насыщается во время внешнего короткого замыкания большой величины. Как видно из этого примера, точка срабатывания приблизилась к кривой. Это причина для установки крутизны 1 и 2, чтобы избежать ложных отключений из-за насыщения ТТ. Этот пример иллюстрирует преимущество наличия двойной кривой срабатывания для предотвращения ложного отключения из-за насыщения ТТ.

Подключение трансформатора дифференциальной защиты трансформатора

Обычно соединение звездой или звездой ТТ используются для дифференциальной защиты с использованием цифровых реле, которые могут быть подключены четырьмя различными способами, как показано на рисунках ниже.Желательно, чтобы сторона трансформатора тока должна быть направлена ​​в сторону от зоны дифференциальной защиты. Это означает, что полярность ТТ со стороны источника обращена к источнику, а полярность ТТ со стороны нагрузки. стоит перед грузом . См. Рисунок ниже для «предпочтительного подключения — обычно использовал’. Следующее показанное предпочтительное соединение также приемлемо. Эти соединения приводят к разнице фаз в 180 градусов между первичной и вторичные токи коэффициента трансформации трансформатора тока. Преимущество этого подключения в том, что под нормальные условия нагрузки, удельные токи обмотки, которые также называются , работают ток в реле добавить к нулю , так как токи сдвинуты по фазе на 180 градусов.

Дифференциальная полярность трансформатора — предпочтительная полярность

Следующий возможный способ подключения ТТ имеет оба ТТ, обращенные к источнику, или оба ТТ, находящиеся под нагрузкой. Эти соединения не являются предпочтительными, хотя их все еще можно заставить работать с использованием современных цифровые реле. Необходима соответствующая компенсация тока обмотки. при условии, если эти соединения используются. Не будет фазового угла разница между первичным и вторичным токами трансформатора тока.

Подключение дифференциального трансформатора и другого трансформатора тока

С помощью современных цифровых реле любые типы подключений ТТ могут быть «скомпенсированы» в программном обеспечении.Если это возможно на этапе проектирования, можно выбрать одно из «предпочтительных соединений» с использованием трансформатора тока, соединенного звездой.

В приложениях предыдущего поколения при использовании электромеханических реле обычно можно увидеть трансформатор тока, подключенный по схеме треугольника. ТТ со стороны треугольника соединены звездой (звездой), а трансформатор соединен звездой. компенсировать фазовый сдвиг трансформатора. В современных цифровых реле фазовый сдвиг можно настроить в программном обеспечении. Однако более старая модернизация применяются ТТ, подключенные по схеме треугольника, и необходимо понимать ТТ с подключением по схеме «треугольник» и его нюансы.

ТТ с подключением по схеме Delta

Если набор трансформаторов тока подключен по схеме треугольник, то следует иметь в виду несколько вещей. Сам трансформатор тока может быть подключен в конфигурации «DAB» или «DAC». Что такое DAB и DAC? Нажмите ЗДЕСЬ? Это не что иное, как способ внутреннего подключения обмотки. См. Рисунок ниже, который не требует пояснений.

Подключения DAB и DAC

В соединении DAB полярность конец фазы A подключен к неполярному концу фазы B.

В подключении ЦАП полярность конец фазы A подключен к неполярному концу фазы C.

В трансформаторе треугольник-звезда, если замыкание треугольником имеет тип «DAB», то сторона треугольника будет опережать сторону звезды на 30 0 . Если треугольное замыкание имеет тип «DAC», то сторона звезды будет опережать сторону треугольника на 30 0 .

Кроме того, следует иметь в виду, что трансформатор тока с подключением по схеме «треугольник» производит в 2 раза больше тока, чем ТТ , подключенный по схеме «звезда». Эту компенсацию амплитуды можно легко выполнить с помощью программных настроек современных цифровых реле.Дополнительную информацию о соединениях звезда и треугольник и его свойствах фазового угла можно найти, щелкнув здесь .

Дифференциальное реле Рекомендации по применению

Придется учитывать различные аспекты применения. учитывается при применении дифференциальной защиты. Вот некоторые из них:

Фазовый сдвиг тока (если применимо) от первичной к вторичной необходимо учитывать в текущих расчетах.Например, если первичная обмотка трансформатора соединена треугольником, а вторичная соединена звездой (звездой), то токи соотношения ТТ от первичной и вторичной обмоток будут сдвинуты по фазе на 30 0 . Эта фазовая ошибка приведет к чистому току срабатывания реле и, следовательно, может сработать неправильно. Есть способы избежать этого:

  • Используйте трансформатор тока, соединенный звездой, на стороне треугольника трансформатора и трансформатор тока, соединенный треугольником, на стороне трансформатора.
  • Для цифровых реле можно настроить программное обеспечение для обеспечения желаемой «компенсации» токов с учетом различных соединений первичной и вторичной обмоток / фазовых сдвигов.

Эффект броска намагничивания при включении трансформатора. Первоначальное включение трансформатора приведет к сильному пусковому току намагничивания, который может проявиться как пусковой ток, если не будет компенсирован. Современные реле используют датчик гармоник для обнаружения включения трансформатора. Во время периода подачи питания дифференциальная защита может быть отключена.

Возможно возникновение перетока . Возможного ложного срабатывания из-за перенапряжения можно избежать, используя ограничение пятой гармоники, доступное в современных цифровых реле.

Ток нулевой последовательности : Необходимо обеспечить некоторую форму фильтрации нулевой последовательности, когда обмотка трансформатора может пропускать ток нулевой последовательности к внешнему замыканию на землю. Примером этого может быть трансформатор, заземленный треугольником. Сторона трансформатора, заземленная звездой, может иметь замыкания между фазой на землю вне зоны защиты, что может создавать ток нулевой последовательности в измеренных токах коэффициента трансформации трансформатора тока. Поскольку повреждение является внешним по отношению к зоне защиты, необходимо удалить ток нулевой последовательности.В более старых схемах используется трансформатор тока, подключенный по схеме треугольник, на обмотке звезды (звезда) для удаления токов нулевой последовательности. Современные цифровые реле могут сделать это с помощью программной компенсации.

Ток нулевой последовательности из-за внешних повреждений вне зоны

Коррекция соотношения : Поскольку соотношение первичного и вторичного трансформаторов тока может не точно соответствовать номинальным токам обмотки трансформатора или трансформатор тока может быть подключен по схеме звезды (звезда) или треугольника, обычно требуется некоторая коррекция соотношения. Для современных цифровых реле этот поправочный коэффициент рассчитывается и применяется автоматически.

Компенсация ошибок : Выбранное реле должно компенсировать установившиеся, пропорциональные и переходные ошибки в токе коэффициента трансформации ТТ. Ошибки устойчивого состояния — это ошибки, которые не зависят от загрузки. Пример — ток намагничивания трансформатора. Ошибка пропорциональности зависит от нагрузки, например, ошибка соотношения ТТ, ошибка из-за переключения ответвлений. Переходные ошибки возникают из-за насыщения ТТ из-за большого тока, протекающего во время короткого замыкания.

Трансформаторы с переключением ответвлений : Если задействован трансформатор с переключением ответвлений, для достижения баланса тока на среднем ответвлении трансформатора выбираются коэффициенты ТТ и поправочные коэффициенты. Необходимо убедиться, что рассогласование по току из-за неправильной работы отводов не приведет к ложному срабатыванию.

CT Remanence

Симпатический бросок

Также читайте: Насыщение трансформатора тока, Соединения трансформатора звезда и треугольник, Соединения трансформатора: фазовый сдвиг и полярность

Дифференциальная защита трансформатора — Дифференциальная защита

Введение

Дифференциальная защита трансформатора — это схема защиты, основанная на сравнении токов, она обычно используется для защиты двусторонних компонентов, таких как обмотки трансформатора, от внутренних токов короткого замыкания.

В основном, дифференциальная защита основана на идее сравнения токов в обмотке трансформатора с токами на выходе из обмотки, если токи уравновешены, то разница между ними равна нулю и в обмотке нет повреждения.

В случае наличия внутреннего тока короткого замыкания или тока замыкания на землю входящий ток будет намного выше, чем исходящий ток, и сравнение приведет к значительной разнице, которую можно использовать для генерации сигнала отключения для отключения. переключающие элементы.

Схема дифференциальной защиты обычно настраивается на отправку сигнала отключения на переключающие элементы, когда дифференциальный ток i d превышает 20-25% номинального тока i n .

Как дифференциальный ток работает с пусковым током трансформатора?

Во избежание ненужных отключений из-за высоких пусковых токов в дифференциальной защите трансформатора используется функция ограничения гармоник. Идея проста: логика дифференциального тока сопровождается этой функцией для обнаружения второй гармоники тока, которая является основным компонентом, связанным с пусковым током.

Кроме того, усовершенствованные схемы защиты используют 4-ю гармонику в дополнение ко второй гармонике для уменьшения вероятности срабатывания в случае броска тока трансформатора.

Когда обнаруженная 2-я гармоника превышает заданное значение, дифференциальная защита блокируется (ограничивается) на мгновение, чтобы избежать неправильного отключения во время периода запуска, в противном случае дифференциальная защита будет отключать переключающие элементы при каждом запуске.

Какое значение имеет согласование трансформаторов тока в дифференциальной защите?

Трансформаторы тока или датчики тока используются для отражения больших значений первичной цепи на вторичной цепи для сравнения.

Места установки датчиков тока или трансформаторов определяют зону защиты схемы дифференциальной защиты. Если трансформаторы тока установлены и не согласованы, то разница между токами не будет точно отражаться во вторичной цепи для сравнения, и измеренная разница не будет правильной, что указывает на ложный флаг.

Трансформаторы тока соединены по схеме треугольника, когда обмотка защищаемого трансформатора соединена по схеме звезды и наоборот.

Добавление трансформаторов тока к дифференциальной цепи делает схему дифференциальной защиты более сложной с точки зрения подключения и конфигурации.

Заключение

Схема дифференциальной защиты — довольно надежный метод, используемый для защиты трансформаторов от внутренних повреждений, особенно в сочетании с функцией ограничения гармоник, которая предотвращает ненужное отключение из-за пусковых токов.

Однако дифференциальная защита должна быть объединена с другими схемами защиты для полной защиты трансформатора, а надежность, которую она обеспечивает, достигается за счет дополнительной проводки за счет добавления вспомогательных трансформаторов или датчиков.

Подключение трансформаторов тока для дифференциальной защиты »PAC Basics

Подключение трансформаторов тока — очень важный этап при установке дифференциальной защиты трансформатора. Любое неправильное подключение может привести к нежелательному отключению.Предыдущее обсуждение векторной группы трансформаторов показало, как включение трансформатора может вызвать сдвиг фаз в обмотке низкого напряжения. Это приведет к неправильному срабатыванию дифференциальной защиты, если ее не компенсировать. На рисунке 1 показано соединение трансформатора звезда-треугольник векторной группы YNd11.

Рисунок 1. Подключение трансформатора YNd11

На основании предыдущего обсуждения это подключение показывает, что обмотка низкого напряжения опережает обмотку высокого напряжения на 30 °. На рисунке 2 показано соединение трансформатора треугольником-звездой векторной группы Dyn1.Это соединение указывает на то, что обмотка НН отстает от обмотки ВН на 30 °.

Рисунок 2. Подключение трансформатора Dyn1

Этот фазовый сдвиг необходимо компенсировать, чтобы избежать неправильного срабатывания дифференциальной защиты. Фазовая компенсация выполняется посредством подключения трансформаторов тока треугольником или звездой или посредством внутренней релейной компенсации в микропроцессорных реле. Для этого трансформаторы тока подключаются таким образом, чтобы сдвиг фазы на 30 ° был обратным. Это показано на рисунке 3.

Можно видеть, что ТТ на стороне треугольника трансформатора подключены звездой, в то время как ТТ на стороне звезды трансформатора подключены DAB.При использовании трансформаторов тока, подключенных к DAB, вторичные токи, видимые от реле, будут опережать фактические токи на 30 °, тем самым компенсируя сдвиг фазы на 30 ° (запаздывание НН HV), вносимый векторной группой трансформатора Dyn1.

Рис. 3. Фазовая компенсация с использованием ТТ, подключенного к DAB

Для дальнейшей иллюстрации допустим, что

мы можем рассчитать I A , используя,

Затем мы можем рассчитать вторичные токи, видимые от реле,

Эти значения настраиваются с использованием I AW1 в качестве эталона.

Рис. 4. Фазорная диаграмма. Первичный и вторичный токи

Вторичные токи, видимые от реле, приведут к I OP , равному нулю. См. Обсуждение рабочего количества.

Теперь, если мы исследуем, как мы получили I AW2 , мы можем создать уравнение, которое связывает фактические токи с вторичными токами, видимыми от реле.

Проделав то же самое для I BW2 и I CW2 , мы можем получить матрицу, которая связывает фактические токи со вторичными токами, видимыми от реле.Полученная матрица показывает, как подключенные к DAB трансформаторы тока компенсируют сдвиг фазы на 30 в трансформаторе Dyn1.

Процесс, который обсуждался до сих пор, включает изменение физических подключений ТТ путем подключения трансформаторов тока таким образом, чтобы компенсировать фазовый сдвиг. В современных микропроцессорных реле фазовая компенсация выполняется численно. На рисунке 5 показано соединение трансформатора с обоими трансформаторами тока, соединенными звездой.

Рисунок 5.Фазовая компенсация с использованием трансформаторов тока, подключенных звездой

Чтобы получить вторичные токи, видимые от реле, мы снова положим

и решите для I AW1 и I AW2,

Эти значения настраиваются с использованием I AW1 в качестве эталона.

Рисунок 6. Фазорная диаграмма. Первичный и некомпенсированный вторичный токи

Без компенсации вторичные токи, видимые от реле, будут давать I OP ≠ 0 во время нормальной работы.Чтобы выполнить фазовую компенсацию численно, мы используем полученную ранее матрицу для определения I AW2C , I BW2C и I CW2C . Поскольку наши трансформаторы тока соединены звездой, мы можем видеть, что I AW2 , I BW2 и I CW2 равны I a , I b и I c соответственно.

I AWC2 вычисляется следующим образом:

Эти значения настраиваются с использованием I AW1 в качестве эталона.

Рис. 7. Фазорная диаграмма. Первичный и компенсированный вторичный токи

Вторичные токи, видимые от реле, теперь приведут к I OP , равному нулю.

Фазовая компенсация очень важна при реализации дифференциальной защиты трансформатора. Однако это только одна часть обеспечения вашей защиты, так что оставайтесь на связи, чтобы перейти к следующей теме.

Артикул:

SEL-387A Инструкция по эксплуатации. Доступно в SEL, Inc.Веб-сайт.

Как это:

Like Loading …

Дифференциальная защита силового трансформатора с использованием соотношений тока и напряжения

Основные моменты

Предлагаемый алгоритм дифференциальной защиты основан на отношениях тока и напряжения с учетом критерия направления тока.

Коэффициент тока используется для различения тока короткого замыкания и пускового тока во время подачи питания на холостом ходу.

Коэффициент напряжения используется для обнаружения включения трансформатора при внутренней неисправности.

Критерий направления тока используется для различения внутренних отказов и внешних отказов или подачи питания под нагрузкой.

Было обнаружено, что этот метод является простым, надежным, безопасным и надежным в различении пусковых токов от токов короткого замыкания.

Abstract

Основная задача защиты трансформатора — найти быстрый и эффективный алгоритм дифференциального реле, который изолирует трансформатор от системы, вызывая наименьшие повреждения.Алгоритм также должен избегать неправильной работы при различении рабочих условий. В данной статье представлена ​​улучшенная схема дифференциальной защиты силового трансформатора. Предлагаемая схема основана на соотношении абсолютной разности и абсолютной суммы первичного и вторичного токов каждой фазы, дополненного соотношением абсолютной разности и абсолютной суммы первичных и вторичных клеммных напряжений каждой фазы. Предлагаемый алгоритм направлен на предотвращение неправильной работы, возможной с помощью стандартной схемы дифференциальной защиты трехфазных трансформаторов из-за переходных явлений, в том числе магнитного броска тока, одновременного броска тока с внутренним повреждением и неисправностей с насыщением трансформатора тока.Исследование предложенной схемы дифференциальной защиты с использованием отношений тока и напряжения показывает, что она может обеспечить быстрое, точное, безопасное и надежное реле для силовых трансформаторов.

Ключевые слова

Дифференциальное реле

Соотношения тока и напряжения

Пусковой ток

Внутренняя неисправность

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2017 Elsevier B.V. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Дифференциальная защита силовых трансформаторов

Дифференциальная защита силовых трансформаторов основана на принципе циркулирующего тока Merz-Price.Такая защита обеспечивает защиту от внутренних межфазных замыканий и замыканий на землю и обычно используется для трансформаторов мощностью более 2 МВА. Эта система защиты применительно к силовым трансформаторам в основном такая же, как и для генераторов, но с некоторыми усложняющими функциями, которые не встречаются в применении генератора.

На рисунке 9.3 показана система защиты Merz-Price применительно к силовому трансформатору звезда / треугольник. Защита от перегрузки обеспечивается использованием предохранителей от перегрузки в управляющих проводах между тремя парами трансформаторов тока.Когда перегрузка перегорает предохранитель, один из пары ТТ отключается от реле, на которое поступает ток от остальных ТТ. Таким образом, баланс нарушается, и реле срабатывает. Таким образом обеспечивается резервная защита.

При включении трансформатора переходный бросок тока намагничивания, протекающего в трансформатор, может достигать 10-кратного значения тока полной нагрузки и относительно медленно спадает. Поскольку большой ток намагничивания протекает только в первичной обмотке, это вызывает разницу в выходных сигналах трансформаторов тока и приводит к ложному срабатыванию дифференциальной защиты трансформатора.Чтобы предотвратить срабатывание дифференциальной защиты из-за броска тока намагничивания, на обмотках реле предусмотрены предохранители, как показано на рис. 9.3. Эти предохранители относятся к типу «ограниченного по времени» с обратной характеристикой и не срабатывают в кратковременном включении импульсного перенапряжения.

Однако при длительном отказе предохранители срабатывают (перегорают), и полный ток течет через катушки реле и приводит в действие систему защиты. Эта схема влияет на настройку реле, и во избежание этого иногда предусматривается включение в цепь предохранителей только на время включения.Эту проблему также можно решить, используя реле с обратной и определенной минимальной временной характеристикой вместо реле мгновенного действия.

Система защиты от циркулирующего тока также обеспечивает защиту от межвитковых замыканий. Короткое замыкание между витками одной и той же фазы изменяет коэффициент трансформации силового трансформатора и, таким образом, вызывает дисбаланс между парами трансформаторов тока и заставляет систему защиты работать. Однако изменение коэффициента трансформации трансформатора должно быть значительным, чтобы в реле протекал ток, достаточный для работы.Такие короткие замыкания более эффективно устраняются защитой Бухгольца.

Есть два основных требования, которым должны удовлетворять подключения дифференциального реле. Дифференциальное реле не должно срабатывать при перегрузке или внешних неисправностях, а должно работать при серьезных внутренних неисправностях.

CT Подключения:

Имеется характерный сдвиг фаз между векторами, представляющими напряжение, индуцированное в обмотках высокого напряжения, и обмотках низкого напряжения с одинаковой маркировкой и соответствующими нейтральными точками в случае трансформаторов звезда-треугольник.Следовательно, токи нагрузки на стороне hv смещены по фазе относительно токов нагрузки соответствующей фазы на стороне iv.

Силовые трансформаторы сгруппированы по фазовому сдвигу следующим образом:

Группа 1 (звезда-звезда) — нулевое смещение фаз

Группа 2 (звезда-звезда) — сдвиг фаз на 180 °

Группа 3 (треугольник) — сдвиг фазы с запаздыванием 30 °

Группа 4 (треугольник) — сдвиг фазы отведения 30 °

В дифференциальной защите по циркуляционному току сдвиг фаз в линейных токах с двух сторон вносит разность фаз во вторичных токах ТТ с двух сторон.В результате, даже если используются трансформаторы тока с надлежащим передаточным числом, дифференциальный ток будет протекать через рабочую катушку реле при нормальных условиях эксплуатации и вызывать срабатывание реле.

На коррекцию разности фаз влияют соответствующие подключения трансформаторов тока. Подключения трансформаторов тока должны быть такими, чтобы результирующие токи, подаваемые в контрольные провода с любой стороны, смещались по фазе на угол, равный фазовому сдвигу между первичным и вторичным токами.Как правило, ТТ на любой обмотке звездой силового трансформатора подключаются по схеме треугольник, а ТТ на любой обмотке треугольником подключаются по схеме звезды. В таблице 9.1 показаны типы соединений, которые должны использоваться для трансформаторов тока, чтобы компенсировать разность фаз первичного и вторичного токов силового трансформатора.

Передаточное число ТТ:

Следует отметить, что токи в первичной и вторичной обмотках силового трансформатора не равны, и поэтому использование идентичных ТТ (с одинаковым коэффициентом поворота) даст дифференциальный ток и сработает реле даже при отсутствии нагрузки.Разница в величинах первичного и вторичного токов компенсируется использованием трансформаторов тока с разным коэффициентом поворота. Коэффициент трансформации трансформаторов тока, используемых на двух сторонах силового трансформатора, должен быть таким, чтобы их вторичные обмотки имели одинаковые токи во время нормальной работы. Таким образом, в трансформаторе звезда-звезда с соотношением сторон 33 кВ / 132 кВ трансформаторы тока должны иметь коэффициент трансформации 132/33.

Проблемы, связанные с применением дифференциальной защиты силовых трансформаторов :

Простая система дифференциальной защиты неадекватна из-за присущих ей недостатков:

1.Разница в длине контрольных проводов на каждой стороне реле:

Эту трудность можно преодолеть путем последовательной установки уравновешивающих сопротивлений с контрольными проводами. Они настраиваются на месте, чтобы получить точки уравнивания потенциалов на пилотных проводах.

2. Различные характеристики трансформатора тока:

Если не избежать насыщения, разница в характеристиках ТТ из-за различных соотношений, требуемых в цепях с разным напряжением, может вызвать заметную разницу в соответствующих вторичных токах при возникновении сквозных коротких замыканий.Эта проблема усугубляется в случае силовых трансформаторов из-за использования ТТ с разными коэффициентами по обе стороны от силового трансформатора. Источником погрешности соотношения, которая приводит к возникновению циркулирующих токов в условиях сквозного короткого замыкания, является неравная нагрузка на трансформаторы тока из-за неодинаковой длины проводов.

3. Изменение крана:

В большинстве трансформаторов предусмотрено переключение ответвлений, чтобы напряжение можно было изменять в соответствии с требованиями для поддержания напряжения системы в определенных пределах.При переключении ответвлений соотношение напряжений отличается от исходного и влияет на работу дифференциального реле. Эта проблема решается за счет использования катушки смещения (т. Е. Процентной дифференциальной защиты реле).

4. Пусковой ток намагничивания:

При нормальных условиях эксплуатации ток намагничивания очень мал. Однако, когда трансформатор находится под напряжением после того, как он был выведен из эксплуатации, пусковой ток намагничивания может быть чрезвычайно большим (в 10 раз больше тока полной нагрузки) в течение короткого периода (от 5 до 10 циклов, иногда до 4 до 6 секунд).Поскольку ток намагничивания протекает только через первичную обмотку, это вызывает разницу в выходных токах трансформаторов тока и заставляет реле срабатывать, что нежелательно.

Существует несколько способов решения указанной выше проблемы. Во-первых, реле может иметь уставку, превышающую максимальный пусковой ток; во-вторых, установка времени может быть достаточно продолжительной, чтобы ток намагничивания спал (упал ниже первичного рабочего тока) до срабатывания реле. Но для трансформаторов сверхвысокого напряжения эти простые средства не являются несовместимыми.Третий вариант — использование реле ограничения второй гармоники.

Дифференциальная защита генератора — Защита генератора с помощью дифференциальных реле

Дифференциальное реле — это реле защиты энергосистемы, которое срабатывает, когда разность фаз двух или более одинаковых электрических величин превышает предварительно определенное значение. В этой статье вы познакомитесь с дифференциальной защитой генераторов переменного тока.

Предположим, мы должны были измерить величину тока на обоих концах каждой фазной обмотки трехфазного генератора, как показано на следующей диаграмме:

Как и большинство крупных генераторов энергии, этот блок подводит оба вывода каждой фазной обмотки к внешним точкам, так что они могут быть подключены по схеме звезды или треугольника по желанию.В данном случае обмотки генератора соединены звездой. Пока мы измеряем ток, входящий и выходящий из каждой обмотки индивидуально, не имеет большого значения, соединены ли эти обмотки генератора звездой или треугольником.

Если схема в точности такая, как показано выше, величина тока, входящего и выходящего из каждой фазной обмотки, должна быть одинаковой в соответствии с Законом Кирхгофа о токах. То есть:

IA1 = IA2 IB1 = IB2 IC1 = IC2

Предположим теперь, что один из витков в обмотке фазы «C» должен был случайно коснуться металлического каркаса генератора, например, что могло произойти в результате повреждения изоляции.Это замыкание на землю вызовет третий путь тока в поврежденной обмотке. IC1 и IC2 теперь будут разбалансированы на величину, равную току повреждения IF:

Другой отказ, обнаруживаемый по закону тока Кирхгофа, — это межфазное замыкание обмотки, когда ток течет от одной обмотки к другой. В этом примере короткое замыкание между фазами B и C в генераторе нарушает баланс входящих и исходящих токов для обеих фаз:

Следует отметить, что величина замыкания на землю или тока замыкания между обмотками может быть недостаточно большой, чтобы создать угрозу перегрузки по току для генератора, но само наличие дисбаланса тока в любой фазе доказывает, что обмотка исправна. поврежден.Другими словами, это тип отказа системы, который не обязательно обнаруживается реле максимального тока (50/51), поэтому его необходимо обнаруживать другими средствами.

Тип реле, предназначенный для этой задачи, называется реле дифференциального тока. Цифровой код ANSI / IEEE для дифференциальной защиты — 87. Существуют также реле дифференциального напряжения с тем же обозначением «87» ANSI / IEEE, поэтому при упоминании «87» необходимо указывать, является ли рассматриваемая дифференциальная величина напряжением или током. реле.

Простая форма дифференциальной токовой защиты для этого генератора может быть реализована путем подключения трансформаторов тока с обеих сторон каждой обмотки к рабочим катушкам электромеханического реле, подобного этому. Для простоты будет показана защита только одной фазной обмотки (C) генератора. Практическая система реле защиты от дифференциального тока будет контролировать ток через все шесть проводов статора на генераторе, сравнивая токи на входе и выходе каждой фазы:

Если первичные токи ТТ IC1p и IC2p равны и коэффициенты ТТ равны, вторичные токи ТТ IC1s и IC2s также будут равны.В результате ток через рабочую катушку (OC) дифференциального реле будет равен нулю 46.

Если, однако, замыкание на землю или соседнюю обмотку должно было развиться где-нибудь в обмотке статора «C» генератора, первичные токи двух трансформаторов тока станут неравными, вызывая неравные вторичные токи, тем самым вызывая значительный ток. протекать через управляющую катушку дифференциального реле (OC). Если этого тока достаточно, чтобы вызвать срабатывание дифференциального реле, реле пошлет сигнал, дающий команду автоматическому выключателю генератора на отключение.

Даже если значение срабатывания реле смещено во избежание ненужного отключения, все же возможно, что большой фазный ток, требуемый от генератора, может вызвать срабатывание дифференциального реле из-за невозможности точного согласования между двумя фазными токами «C». трансформаторы. Любое несоответствие между этими двумя трансформаторами тока приведет к неравенству вторичных токов, которые будут увеличиваться по мере увеличения величины фазного тока. Большие пусковые токи с высоким содержанием гармоник47, которые иногда возникают при первоначальном включении большого силового трансформатора, также могут вызывать ложные срабатывания в этой простой форме дифференциальной защиты.Мы не хотим, чтобы это дифференциальное реле срабатывало при любом состоянии, кроме внутреннего повреждения генератора в его фазной обмотке, поэтому необходима модификация для обеспечения другой рабочей характеристики.

Если мы модифицируем реле так, чтобы оно имело три катушки, одна для перемещения его механизма в направлении срабатывания, а две для помощи «сдерживать» его механизм (работая для удержания механизма в его нормальном рабочем положении), мы можем соединить эти катушки таким образом. способ, которым две удерживающие катушки 48 (RC) возбуждаются двумя вторичными токами ТТ, в то время как рабочая катушка видит только разницу между двумя вторичными токами ТТ.Мы называем эту схему дифференциальным реле с ограничениями, а прежнюю (более простую) конструкцию — безудерживающим дифференциальным реле:

Общая характеристика дифференциального реле с ограничениями — срабатывание на основе дифференциального тока, превышающего установленный процент фазного тока. На этой фотографии показаны три дифференциальных реле, используемых для защиты обмоток трехфазного генератора газотурбинной электростанции. Обратите внимание, как требуется одно реле дифференциального тока для защиты каждой из трех фаз генератора:

Современные цифровые дифференциальные реле обычно воспринимают сигналы ТТ от всех трех фаз, обеспечивая защиту в одном блоке, монтируемом на панели.Цифровые реле защиты предлагают гораздо более сложные подходы к проблеме ложных срабатываний, основанные на несоответствии между парами трансформаторов тока и / или гармоническими токами. На следующем графике показана характеристика реле защиты трансформатора модели 745 компании General Electric, обеспечивающего защиту от дифференциального тока:

Пользователь может регулировать не только значение срабатывания, но также наклон каждого сегмента линии на графике, высоту ступеньки «точки изгиба» и т. Д.Обратите внимание, как термин «ограничение» все еще используется в конфигурации цифровых реле, даже несмотря на то, что он возник в конструкциях электромеханических реле.


Текст статьи из Lessons In Industrial Instrumentation Тони Р. Купхальда — в соответствии с условиями Международной общественной лицензии Creative Commons Attribution 4.0

Дифференциальная токовая защита тяговых цепей (поездов)

Дифференциальная токовая защита тяговой цепи
  • Существуют различные схемы защиты, из которых широко используется схема дифференциальной токовой защиты тяговой цепи.
  • Эта защита возможна с помощью дифференциальных реле. Эти реле могут иметь различные формы в зависимости от оборудования, которое они защищают.
  • Дифференциальное реле — это реле, которое срабатывает, когда разность векторов двух или более одинаковых электрических величин превышает заданное значение.
  • Как правило, любое реле при определенном подключении может работать как дифференциальное реле.
  • Другими словами, дело не в конструкции реле, а в том, как это реле подключено в цепь, что делает его дифференциальным реле.
  • Большинство операций дифференциального реле относятся к дифференциальному типу тока.
  • Простое устройство дифференциального реле показано на рисунке (A).

Применение дифференциального реле (A)

  • Два трансформатора тока подключены, как показано на рисунке (A), а между этими двумя реле CT подключено.
  • Вторичные обмотки ТТ соединены между собой, а катушка реле максимального тока подключена ко вторичной цепи ТТ.
  • Если два трансформатора тока имеют одинаковое соотношение и правильно подключены, их вторичные токи не будут циркулировать между двумя трансформаторами тока, и ток не будет течь через дифференциальное реле.
  • Но если ток протекает к короткому замыканию с обеих сторон, сумма вторичных токов ТТ пройдет через дифференциальное реле и отключит цепь с помощью автоматического выключателя.
  • Другими словами, ток дифференциального реле будет пропорционален разности векторов между токами, входящими и выходящими из защищаемой цепи; и если дифференциальный ток превышает значение срабатывания реле, реле сработает.
  • В настоящее время усовершенствованы традиционные методы и новый тип реле, которые могут не только обеспечивать дифференциальную защиту трансформатора без каких-либо промежуточных трансформаторов тока, но также могут обеспечивать полную схему защиты и управления тяговым трансформатором.
  • Например, защита бака трансформатора также может быть включена в схему реле для всех типов применений тягового трансформатора.

👇 Подписывайтесь на нас в социальных сетях👇

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *