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.

I_нб = I_Iв - I_IIв (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 I_нб:

1) составляющую I_нбTT, 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) I_I / K_II = I_II / К_III С учетом этого:

I_{нб TT} = I_{II нам} - I_{I нам} (16.33)

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

2) составляющую I_нб.peг которая появляется при изменении (регулировании) коэффициента трансформации К_т 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 К_т. При изменении K_т компенсация и равенство вторичных токов нарушаются, и в дифференциальном реле появляется ток небаланса I_нб.peг Обычно параметры выравнивающих устройств подбираются для среднего рабочего значения К_т. При отклонении от него на ± _AК_т % появляется ток

(16.35)

 - где I_{скв max} - сквозной ток, протекающий через трансформатор.

На повышающих силовых трансформаторах и автотрансформаторах предусматриваются ответвления, позволяющие изменять К_т 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 _АК_т = 16%. Регулирование осуществляется изменением числа витков на стороне высшего напряжения;

3) составляющую небаланса, возникающую при неточной компенсации неравенства токов плеч I_{нб.комп}, которая появляется, когда регулирующие возможности выравнивающих устройств не позволяют подобрать расчетные значения (w_у или k_а), 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 I_нб.нам = I_нам

В нормальном режиме I_нам 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 I_нб.нам обычно не учитывается.

В общем случае полный ток небаланса

I_нб = I_{нб TT} + I_нб.pег + I_{нб.комп} (16.36)

Для упрощения написания составляющих в дальнейшем будем обозначать: I_нбТТ = I'_нб, I_нб.pег = I''_нб, I_{нб.комп} = I'''_нб При таком обозначении получим:

I_нб = I'_нб + I''_нб + I'''_нб (16.37)

29