Дифференциальная защита трансформаторов | Бесплатные дипломные работы на DIPLOMKA.NET
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.
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.
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.
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.
принцип действия, устройство, схема. Дифференциальная защита трансформатора. Продольная дифференциальная защита линий
В статье вы узнаете о том, что такое дифференциальная защита, как она работает, какими положительными качествами обладает. Также будет рассказано о том, какие имеются недостатки у дифзащиты линий электропередач. Также вы ознакомитесь с практическими схемами защиты устройств и линий электропередач.
Дифференциальный тип защиты на данный момент считается самым распространенным и быстродействующим. Он способен обезопасить систему от межфазных замыканий. А в тех системах, в которых используется глухозаземленная нейтраль, он может без труда предотвратить возникновение однофазных КЗ. Дифференциальный тип защиты применяется для того, чтобы обезопасить линии электропередач, электродвигатели повышенной мощности, трансформаторы, генераторы.
Всего имеется два типа дифзащиты:
- С напряжениями, уравновешивающими друг друга.
- С циркулирующим током.
В этой статье будут рассмотрены оба этих типа дифзащиты, чтобы узнать как можно больше о них.
Дифзащита с использованием циркулирующих токов
Принцип заключается в том, что сравниваются токи. А если быть точнее, то происходит сравнение параметров в начале элемента, защита которого осуществляется, а также в конце. Используется данная схема при осуществлении продольного типа и поперечного. Первые используются для обеспечения безопасности одиночной линии электропередачи, электромоторов, трансформаторов, генераторов. Продольная дифференциальная защита линий очень распространена в современной электроэнергетике. Второй тип дифзащиты применяется при использовании линий электропередач, функционирующих параллельно.
Продольная дифференциальная защита линий и устройств
Чтобы осуществить защиту продольного типа, необходимо с обоих концов установить одинаковые трансформаторы тока. Их вторичные обмотки должны быть соединены друг с другом последовательно при помощи дополнительных электропроводов, которыми необходимо подключать токовые реле.
Причем эти токовые реле необходимо соединять со вторичными обмотками параллельно. При нормальных условиях, а также при наличии внешнего короткого замыкания в обеих первичных обмотках трансформаторов будет протекать одинаковый ток, который окажется равным как по фазе, так и по величине. По обмотке электромагнитного тока реле будет протекать немного меньшее его значение. Вычислить его можно по простой формуле:
Ir=I1-I2.
Предположим, что токовые зависимости трансформаторов будут полностью совпадать. Следовательно, вышеупомянутая разность значений токов близко или равна нулю. Другими словами, Ir=0, а защита в это время не работает. Во вспомогательной электропроводке, которая соединяет вторичные обмотки трансформаторов, происходит циркуляция тока.
Схема продольного типа дифференциальной защиты
Такая схема дифференциальной защиты позволяет получить по величине равные значения токов, которые протекают по вторичной цепи трансформаторов.
Исходя из этого, можно сделать вывод, что эту схему защиты назвали так из-за принципа действия. При этом в зону защиты попадает тот участок, который находится непосредственно между токовыми трансформаторами. В том случае, если имеется короткое замыкание, в зоне защиты при питании с одной стороны от трансформатора по обмотке электромагнитного реле протекает ток I1. Направляется он во вторичную цепь трансформатора, который установлен на другой стороне линии. Необходимо обратить внимание на то, что во вторичной обмотке очень большое сопротивление. Следовательно, ток практически не протекает через нее. По такому принципу работает дифференциальная защита шин, генераторов, трансформаторов. В том случае, когда I1 окажется равным или большим, нежели Ir, начинает срабатывать защита, производя размыкания контактной группы выключателей.
Короткое замыкание и защита цепи
В случае короткого замыкания внутри защищенной зоны, с обеих сторон через электромагнитное реле протекает ток, равный сумме токов каждой обмотки.
В этом случае также включается защита, размыкая контакты выключателей. Все вышеизложенные примеры предполагают, что все технические параметры трансформаторов полностью одинаковы. Следовательно, Ir=0. Но это идеальные условия, в реальности из-за небольших различий при выполнении магнитных систем первичных токов, электроприборы существенно отличаются друг от друга, даже однотипные. Если имеются различия в характеристиках токовых трансформаторов (когда реализуется дифференциально-фазная защита конструкции), то величины токов вторичных цепей будут различаться, даже если первичные абсолютно одинаковы. Теперь нужно рассмотреть, как работает схема дифференциальной защиты при внешнем коротком замыкании на линии электропередач.
Внешнее короткое замыкание
При наличии внешнего короткого замыкания через электромагнитное реле дифзащиты будет проходить ток небаланса. Его значение напрямую зависит от того, какой ток проходит по первичной цепи трансформатора. В режиме нормальной нагрузки его значение невелико, но при наличии внешнего КЗ он начинает увеличиваться.
Его значение зависит также от времени после начала КЗ. Причем максимального значения он должен достичь в первые несколько периодов после начала замыкания. Именно в это время по первичным цепям трансформаторов протекает весь I КЗ.
Стоит также отметить, что сначала I КЗ состоит из двух типов тока – постоянного и переменного. Их еще называют апериодическими и периодическими составляющими. Устройство дифференциальной защиты таково, что при этом наличие в токе апериодической составляющей всегда должно вызывать чрезмерное насыщение магнитной системы трансформатора. Следовательно, разность потенциалов небаланса резко увеличивается. Когда ток короткого замыкания начинает уменьшаться, снижается и значение небаланса системы. По такому принципу осуществляется дифференциальная защита трансформатора.
Чувствительность защитных конструкций
Все типы дифзащиты быстродействующие. И они не работают при наличии внешних КЗ, поэтому необходимо выбирать электромагнитные реле, учитывая максимально возможный ток небаланса в системе при наличии внешнего короткого замыкания.
Стоит обратить внимание на то, что у защиты такого типа получается крайне низкая чувствительность. Чтобы ее повысить, необходимо соблюсти множество условий. Во-первых, нужно применять трансформаторы тока, у которых не происходит насыщения магнитопроводов в момент, когда по первичной цепи протекает ток (независимо от его значения). Во-вторых, желательно использовать электроприборы быстронасыщающегося типа. Их нужно подключать к вторичным обмоткам элементов, защита которых производится. Электромагнитное реле подключается к быстронасыщающемуся трансформатору (дифференциальная токовая защита становится максимально надежной) параллельно его вторичной обмотке. Именно так работает дифференциальная защита генератора или трансформатора.
Увеличение чувствительности
Допустим, произошло внешнее КЗ. При этом по первичным цепям защитных трансформаторов протекает некоторый ток, состоящий из апериодической и периодической составляющих. Такие же «компоненты» присутствуют в токе небаланса, который протекает по первичной обмотке быстронасыщающегося трансформатора.
При этом апериодическая составляющая тока значительно насыщает сердечник. Следовательно, трансформация тока при этом во вторичную цепь не происходит. При затухании апериодической составляющей происходит значительное уменьшение насыщения магнитопровода, и постепенно во вторичной цепи начинает появляться некоторое значение тока. Но максимальный уровень тока небаланса окажется намного меньшим, нежели в случае отсутствия быстронасыщающегося трансформатора. Следовательно, увеличить чувствительность можно путем установки значения тока защиты меньше или равным максимальному значению разности потенциалов небаланса.
Положительные качества дифференциальной защиты
Во время первых периодов магнитопровод насыщается очень сильно, трансформация практически не происходит. Но после того как затухнет апериодическая составляющая, периодическая часть начинает трансформироваться во вторичной цепи. Стоит обратить внимание на то, что у нее очень большое значение. Следовательно, электромагнитное реле срабатывает и производит отключение защищаемой цепи.
Очень низкий уровень трансформации первые примерно полтора периода времени замедляет действие цепи защиты. Но это не играет большой роли при построении практических схем защиты электроцепей.
Дифференциальная защита трансформатора не срабатывает в случаях, если имеются повреждения электрической цепи вне зоны защиты. Поэтому временная выдержка и селективность не требуется. Время срабатывания защиты колеблется в интервале от 0,05 до 0,1 секунды. Это огромное преимущество такого типа дифзащиты. Но есть еще одно преимущество — очень высокая степень чувствительности, в особенности при использовании быстронасыщающегося трансформатора. Среди более мелких преимуществ стоит отметить такие, как простота и очень высокая надежность.
Отрицательные свойства
Но как продольная, так и поперечная дифференциальная защита имеет и недостатки. Например, она не способна защитить электрическую цепь при воздействии коротких замыканий извне. Также она не способна разомкнуть электрическую цепь при воздействии сильной перегрузки.
К сожалению, защита может сработать при повреждении вспомогательной электроцепи, к которой произведено подключение вторичной обмотки. Но все преимущества дифзащиты с циркулирующим током перебивают эти мелкие недостатки. Но они способны защитить линии электропередач очень маленькой протяженности, не более километра.
Они очень часто используются при реализации защиты проводов, с помощью которых запитываются разнообразные устройства, необходимые для функционирования электрических станций, генераторов. В том случае, если длина электролинии очень большая, например составляет несколько десятков километров, защиту по данной схеме выполнить очень сложно, так как необходимо использовать провода с очень большим сечением для соединения электромагнитных реле и вторичной обмотки трансформаторов.
В том случае, если использовать стандартные провода, то нагрузка на трансформаторы тока окажется чересчур большой, равно как и ток небаланса. А вот что касается чувствительности, то она оказывается крайне низкой.
Конструкции реле защиты и область применения схем
В электролиниях очень большой протяженности используется схема, в которой находится защитное реле, имеющие особую конструкцию. С его помощью можно обеспечить нормальный уровень чувствительности, а соединительные провода применить стандартные. Поперечная дифзащита срабатывает при помощи сравнения тока в двух линиях по фазам и величинам.
Дифзащита быстродействующая применяется в линиях электропередач, в которых протекает напряжение в диапазоне 3-35 тыс. вольт. При этом обеспечивается надежная защита от межфазного КЗ. Дифзащита выполняется как двухфазная по причине того, что электросеть с вышеупомянутыми рабочими напряжениями не заземлена нейтралями. Либо же нейтраль соединена с заземлением посредством дугогасящей катушки.
Вспомогательные провода в конструкции защитных цепей
Трансформаторы тока находятся в относительной близости друг к другу. Следовательно, вспомогательные провода имеют довольно малую длину.
При использовании проводов маленького диаметра на трансформаторы будет воздействовать относительно низкая нагрузка. Что касается тока небаланса, то он также небольшой. А вот степень чувствительности оказывается весьма высокой. В случае отключения какой-либо линии дифзащита становится токовой, временной выдержки и селективности нет. Чтобы исключить ложные срабатывания, блок-контакты линий разъединяют цепь.
Поперечно направленная дифзащита цепей
Поперечно направленная защита широко используется при разработке систем линий, функционирующих параллельно. С обеих сторон линии устанавливаются выключатели. Суть в том, что такие по конструкции линии очень сложно защитить при помощи простых схем. Причина – невозможно достичь нормального уровня селективности. Чтобы улучшить селективность, необходимо тщательно подбирать выдержку времени. Но в случае использования поперечно направленной дифзащиты выдержка времени не нужна, селективность довольно высокая. У нее есть основные органы:
- Направление мощности. Зачастую применяются реле направления мощности с двусторонним действием. Иногда используют пару реле дифференциальной защиты с односторонним действием, которые работают при различных направлениях мощности.
- Пусковой – как правило, в его роли используют быстродействующие реле с максимально возможным током.
Зачастую применяются реле направления мощности с двусторонним действием. Иногда используют пару реле дифференциальной защиты с односторонним действием, которые работают при различных направлениях мощности.Конструкция системы такова, что на линиях производится установка трансформаторов тока со вторичными обмотками, соединенными в схему с циркулирующим током. А вот все токовые обмотки включаются последовательно, после чего их соединяют при помощи дополнительных проводов к трансформаторам тока. Чтобы работала дифференциально-фазная защита, к реле подводится напряжение при помощи сборных шин установок. Именно на них производится монтаж всего комплекта. Если посмотреть на схему включения вторичных цепей трансформаторов и защитного реле, то можно сделать вывод о том, почему ее называют «направленной восьмеркой». Вся система выполнена двумя комплектами. На каждом конце линии находится один комплект, благодаря которому обеспечивается дифференциальная токовая защита линии электропередач.
Схема с однофазным реле
Напряжение к реле защиты подводится обратным по фазе тому, что нужно для отключения одной линии с повреждением. В нормальной работе (в том числе при наличии внешнего короткого замыкания) по обмоткам реле проходит лишь ток небаланса. Чтобы не произошло ложных отключений, нужно, чтобы пусковые реле имели ток срабатывания больше, нежели ток небаланса. Рассмотрим работу защиты двух линий.
В момент начала короткого замыкания в зоне защиты второй линии протекает некоторый ток. Стоит обратить внимание на то, что:
- Пусковое реле срабатывает.
- Со стороны одной подстанции реле направлений мощности размыкает контакты выключателя.
- Со стороны второй подстанции также происходит отключение линии при помощи выключателей.
- В реле направления мощности момент вращения отрицательный, следовательно, контакты разомкнуты.
В обмотках реле защиты первой линии изменяется направление движения тока (относительно первой линии) во время короткого замыкания.
Реле направлений мощности удерживает контактную группу в разомкнутом состоянии. Выключатели со стороны обеих подстанций размыкаются.
Только такая дифференциальная защита линии может нормально функционировать лишь при параллельной работе обеих линий. В том случае, если отключается одна из них, нарушается принцип работы дифзащиты. Следовательно, в дальнейшем защита приводит к неселективности отключения второй линии во время внешних коротких замыканий. В этом случае она становится обычной направленной токовой, причем она не имеет временной выдержки. Чтобы избежать этого, поперечно направленная защита во время отключения одной линии автоматически выводится при помощи разрыва блок-контактом цепи.
Дополнительные типы защиты
Токи срабатывания пусковых реле должны быть больше, чем токи небаланса во время внешнего короткого замыкания. Чтобы избежать ложных срабатываний при отключении одной из линий и прохождении по оставшейся максимального тока нагрузки, необходимо, чтобы он был больше разности потенциалов небаланса.
При наличии на линии дифзащиты поперечно направленного типа необходимо предусмотреть дополнительные степени.
Они позволят проводить защиту одной линии при отключении параллельно работающей. Как правило, они используются для защиты от сверхтока перегрузки во время внешнего короткого замыкания (в этом случае не происходит реагирование дифференциальной защиты). Ко всему прочему, допзащита является резервной к дифференциальной (в том случае, если последняя отказала).
Зачастую применяются направленные и ненаправленные токовые защиты, отсечки и т. д. Поперечно направленная дифференциальная защита проста по конструкции, весьма надежна и получила широкое применение в электросетях с напряжением от 35 тыс. вольт. Вот так и функционирует дифференциальная защита, принцип действия ее довольно простой, но все равно нужно знать хотя бы основы электротехники, чтобы разобраться во всех тонкостях.
Дифференциальная защита трансформатора: принцип ее работы
Дифференциальная защита молниеносно действует и не требует выдерживания по времени.
При появлении прецедентов определяется короткое замыкание в области, которая контролируется. Ниже рассказано, что она собой представляет и как работает.
Что такое дифференциальная защита
Дифзащита не нуждается в выдерживании по времени, характеризуется абсолютной селективностью. Применяется в виде автоматики, отключающей трансформаторные станции при коротком замыкании и других неисправностях электрической сети.
Принцип работы защиты
Структура дифзащиты — сборные шины, генераторы, силовые трансформаторные станции, воздушные или кабельные линии. Она имеет высокую чувствительность, что обеспечивает ее быстродействие.
К сведению! Принцип действия дифференциальной защиты трансформатора заключается в контроле токов начала и конца электроцепи. С этой целью используются трансформаторные станции, которые подключаются к устройству с помощью кабелей при их расположении в области действия одной линии распределения.
Если защищаемый участок большой и его границы размещены далеко друг от друга, то рекомендуется использование двух полукомплектов защиты, для соединения которых применяется вспомогательная кабельная линия. Это характерно при оборудовании воздушных и кабельных линий.
Схема с уравновешенным напряжениемПри одинаковых токах в начале и конце участка защиты не срабатывает. Такое наблюдается, если номинальные токи протекают при коротком замыкании за пределами защищаемой зоны. При появлении замыкания, мощность электросети протекает в точку КЗ. Если питание одностороннее, например, как у генераторов и трансформаторов, то большой ток протекает от источника в защищаемую сторону, в результате чего отдается потребителю.
Кабельные и воздушные линии имеют двухсторонние токи, поэтому на точку повреждения ориентир с двух концов. В этом случае срабатывает защита, которая заставляет механизм отключить объект с двух сторон. Чтобы реализовать это, используются дифференциальные прессостаты, которые подбираются в зависимости от особенностей объекта.
Защита трансформаторной станцииВиды дифзащиты
Дифзащита бывает продольной и поперечной. Устройства держат под контролем короткие замыкания.
Поперечная
Используется для одновременной защиты нескольких линий электропередач. Принцип работы заключается в сравнении значения нагрузок трансформаторных станций. Поперечная допускает установку ТТ на разных линиях электропередач, которые отходят от одного источника электрического питания.
Токовые цепи подключаются на разные значения линий электропередач. При коротком замыкании на одной из линий нагрузка увеличивается на второй. Реакция прессостата происходит при разных значениях токовой нагрузки на линиях.
Обратите внимание! При срабатывании поперечной дифференциальной защиты обеспечивается возможность самостоятельного определения поврежденного участка обслуживающим персоналом.
Дифзащита двигателяПродольная
Этот вид обеспечивает полноценную работу трансформаторных двигателей. Он характеризуется абсолютной селективностью, безотказностью для линий электропередач, которые имеют небольшую длину. Предоставляется возможность применения продольной защиты с другими видами.
Дифзащита сравнивает значения токовых нагрузок, которые протекают на участках линии через устройство. Чтобы замерить силу тока, используются трансформаторные станции. На двух ТТ соединяются цепи точками с прессостатом таким образом, чтобы на него воздействовала разница значений тока.
Продольный вид устройстваВ этих схемах может возникать ток небаланса:
- если появляются намагничивающиеся токи в обмотках трансформаторной станции. Такое случается, если переключить режим хх на полную нагрузку, что приводит к повышению номинального значения;
- трансформаторная станция не всегда имеет такие же технические характеристики, как ТТ, с которым он работает в паре. Во избежание негативных последствий после выпуска ТТ проводятся испытания, которые определяют наиболее подходящие трансформаторные станции для работы в паре;
- при отличающихся соединениях обмоток появляются токи небаланса. Уравнять значение электрических токов невозможно, если подбирать витки токовых трансформаторных станций.
К сведению! Устройство компенсации электрического тока небаланса устанавливается в современную микропроцессорную продольную дифференциальную защиту.
Срабатываемое отключениеОт чего защищает
Дифференциальная защита устраняет воздействие на моторы электрообъектов токов в результате аварий, которые могут появляться в контролируемой зоне. Защитное устройство монтируют на прессостат электродвигателя. Чтобы обеспечить правильную работу измерительной схемы, рекомендуется следить за тем, чтобы совпадали фазы входящих и выходящих токов.
Поперечную защиту устанавливают на линиях с напряжением от 35 до 220 кВ. Ее используют на параллельных линиях электропередач, которые имеют два источника напряжения. Если питание двухстороннее, то трансформаторные станции нужно установить с двух концов линии.
Продольная дифференциальная защита применяется в трансформаторных и автотрансформаторных станциях. Ее используют для охраны одиночной трансформаторной станции на ПС. Дифзащита применяется на автотрансформаторных станциях мощностью до 6300 кВ. Продольный вид необходим для трансформаторных станций, которые работают параллельно и имеют мощность более 100 кВ при условии корректного выполнения работы токовой отсечки.
Как выглядит и где находится в трансформаторе
Прессостат является реле в трансформаторной станции с тремя стержнями, которые характеризуются наличием обмоток. Исполнительный орган — это выходной токовый прессостат.
На последнем стержне трансформаторной станции расположены выводы вторичной обмотки, к которым подключается термостат. На среднем стержне 2-3 первичные обмотки, которые связаны с трансформаторными токами. Для устройства характерно наличие дополнительных короткозамкнутых обмоток, с помощью которых гасится апериодическая составляющая.
Обратите внимание! Чтобы настроить пресосстат, переключают количество витков в первичной обмотке, в результате чего в магнитопроводе добиваются равенства магнитных потоков.
Токи срабатывания выходного термостата и требуемое торможение при переходном процессе выставляются методом изменения сопротивлений резисторов в компенсирующей и выходной цепи.
Защита генератораРТН применяется для обеспечения полноценной работы РЗА силовой трансформаторной станции. При подключении к электросети в их сердечнике сразу же наблюдается возникновение мощных намагничивающих токов. При их быстром затухании создается прецедент для защиты двигателя. Это объясняется тем, что мощность на намагничивание остается в трансформаторной станции по типу тора.
Отстройка от намагничивающих токов обеспечивается благодаря устройству РТН. Быстрое намагничивание сердечника трансформаторной станции наблюдается при резком броске тока, в результате чего прессостат не реагирует на подобное явление. Если прессостат устанавливается на мощное сквозное КЗ, то оно может сработать при воздействии токов небаланса.
Дифференциальная охрана предназначена для полноценного функционирования электрической сети. Она обеспечивает регулировку токов и выключение при их нарушении. Не стоит пренебрегать этим устройством во благо безопасности.
32.Поперечная дифференциальная токовая защита. Ток небаланса.
Поперечная дифференциальная токовая защита.
Принцип действия основан на сравнении токов одноименных фаз.
Трансформаторы тока устанавливают в начале защищаемой линии у источника. Берут трансформаторы тока с одинаковыми коэффициентами трансформации.
Реле тока включается на разность токов двух фаз.
При нормальной работе и внешних КЗ (т. К1) по обмотке реле проходит только ток небаланса.
Ток срабатывания реле.
,
— коэффициент отстройки, =1,3.
Максимальный расчетный ток небаланса.
,
Например, при КЗ в точке К2 равенство токов нарушается.
Если >, то защита срабатывает и отключает выключатель.
Рассмотрим КЗ, близкое к шинам п./ст. (точка К3). В этом случае токи отличаются незначительно и защита может не действовать. Появляется мертвая зона. Ее величина по правилам не должна быть более 0,1 линии.
Величина мертвой зоны определяется по формуле
Достоинства защиты.
1. Имеет абсолютную селективность.
1.1 Не требует согласования параметров с другими защитами.
1.2 Не имеет выдержки времени. Обеспечивает быстрое отключение поврежденного участка.
Недостатки.
1. Имеет мертвую зону. Не защищает конец линии и шины подстанции. Не может использоваться в качестве основной защиты.
2. В случае отключения одной из линий должна выводиться из действия.
3. Не может определить на какой линии произошло КЗ. Не может быть использована на линиях с автоматичекими выключателями, когда требуется отключать только поврежденную линию.
В общем случае при срабатывании защиты нужно определить поврежденную линию, отключить ее вручную, вывести защиту из действия, а затем включить оставшуюся линию.
Ток небаланса
Схема замещения трансформатора тока.
где , — первичные токи трансформаторов тока, приведенные ко вторичному;
, — токи намагничивания, приведенные ко вторичному току;
Ток в реле при нормальной работе Iр=I2I—I2II
.
Токи намагничивания для двух любых трансформаторов неодинаковы из-за отличия их характеристик намагничивания.
Ток срабатывания реле выбирают с учетом тока небаланса
Ток небаланса рассчитывается по формуле
где ε=10% — полная максимально возможная погрешность трансформаторов тока при заданной вторичной нагрузке и предельной кратности тока КЗ;
=0,5…1,0. — коэффициентом однотипности. Учитывает разброс параметров трансформаторов тока.
=2.0 – коэффициент апериодичности. Учитывает влияние апериодической составляющей тока КЗ на ток небаланса;
Коэффициент чувствительности
должен быть в пределах =1,5…2.
При использовании обычных реле тока чувствительность дифференциальной защиты часто оказывается недостаточной.
Способы повышения чувствительности дифференциальной защиты.
1. Отстройка от переходных токов небаланса по времени.
Преимущество. Простота.
Недостаток. Не дает использовать главное преимущество дифференциальной защиты — ее быстродействие.
2. Включение добавочных сопротивлений в цепь тока измерительных реле тока.
Применяется редко. Например, в дифференциальных защитах генераторов малой мощности.
3. Исключение апериодической составляющей из переходного тока небаланса.
Этот способ реализован в реле РНТ с насыщающимся трансформатором тока (НТТ). При синусоидальном токе насыщающийся трансформатор не оказывает существенного влияния на работу реле. Если же в токе имеется апериодическая составляющая, то магнитопровод НТТ сильно насыщается, сопротивление намагничивания резко падает, ток намагничивания увеличивается, а вторичный ток уменьшается. Коэффициент трансформации НТТ автоматически увеличивается. Нормальная работа насыщающегося трансформатора восстанавливается после исчезновения апериодической составляющей.
Защита загрубляется на время существования переходного тока небаланса. При расчете тока небаланса можно не учитываь влияния апериодической составляющей.
=1,0-1,3.
4. Использование в дифференциальной защите реле с торможением.
Токи небаланса могут быть большими не только в переходном, но и в установившемся режиме внешнего КЗ. В этом случае апериодическая составляющая отсутствует и реле РНТ непригодно.
Используется реле тока с магнитным торможением типа ДЗТ.
Реле позволяет автоматически с изменением тока внешнего КЗ I’к.вн. изменять ток срабатывания реле Iс.р. Реле имеет тормозную обмотку. Реле включается так, что обеспечивается пропорциональность между тормозным током и током внешнего КЗ I’к.вн. Ток срабатывания реле определяется условием
Преимущества продольной дифференциальной защиты.
2. Имеет абсолютную селективность.
1.1 Не требует согласования параметров с другими защитами.
1.2 Не имеет выдержки времени. Обеспечивает быстрое отключение поврежденного участка.
3. Для участков небольшой длины проста и надежна.
Недостатки.
При увеличении зоны защиты, увеличивается длина соединительных проводов, снижается надежность из-за отказов вспомогательных проводов. Требуется специальное устройство, контролирующее их исправность. Появляется дополнительный ток небаланса. Часто приходится использовать реле с торможением. Возрастает стоимость защиты.
Применение дифференциальных автоматов при электромонтаже в доме
Дифференциальный автомат — представитель группы электротехнического оборудования, призванного прекращать подачу электрической энергии потребителю при возникновении утечки электрического тока за пределы контура электрической сети.
Подключение дифференциального автомата к домашней электрической проводке позволяет решить задачу электробезопасности находящихся в квартире людей при различных нарушениях изоляции бытовых электроприборов и повреждениях электрооборудования.
В чем суть дифференциальной токовой защиты
Если не прибегать к профессиональному языку людей, чья профессия — электричество, то принцип действия устройств дифференциальной защиты (ДЗ) весьма прост. С помощью токовых датчиков устройство ДЗ сравнивает токи: отдаваемый в контур сети и возвращающийся ток (прямой и обратный токи). В идеальном случае эти токи равны.
Если же изоляция одного из бытовых электроприборов (например, проточного водонагревателя) прохудилась, то электрический ток начинает течь по корпусу прибора, создавая угрозу поражения переменным электрическим током человека, прикоснувшегося к электроприбору. При этом часть электрического тока протекает на землю через металлические части оборудования, в худшем случае — через тело человека.
Дифференциальный автомат и устройство защитного отключения
Эту разницу прямого и обратного тока фиксирует устройство ДЗ и размыкает рабочие контакты реле. Если устройство ДЗ встроено в отдельный корпус, то это УЗО — устройство защитного отключения. Но если ДЗ размещена в одном корпусе с обычным автоматом и управляет его отключением, то стоит говорить о дифференциальном автомате.
Автомат дифференциальный — три в одном
Дифференциальный автомат — механическое коммутационное устройство, которое может быть установлено одно на всю защищаемую сеть или по одному на каждую отдельную линию сети. Этот электроприбор объединяет в себе функции трех вариантов защиты и обеспечивает разрыв электрической цепи в случае:
1.превышения током утечки в защищаемой цепи порога срабатывания УЗО;
2.возникновения тока короткого замыкания в контролируемой электрической цепи;
3.длительной перегрузки питающей линии.
Пороги чувствительности устройства защитного отключения настраиваются заводом-производителем и имеют значения от единиц миллиампер до десятых долей ампера. Так УЗО с токами срабатывания 100 — 300 миллиампер применяются в автоматах защищающих здания от пожара. Предел срабатывания УЗО в квартирах определяется максимальным током, который безопасен для человека.
На практике, при сборке электрического щита ставят несколько дифференциальных автоматов с разными значениями тока срабатывания для различных потребителей. Например, в ванной комнате и детской самые чувствительные приборы — 10 миллиампер.
В кухне, где обычно работает холодильник, микроволновка, стиральная и посудомоечная машины, для защиты от пожара требуются более грубые уставки (30 мА). Это устранит ложные срабатывания защиты при бросках тока от включающегося электроприбора.
Защита от токов при коротком замыкании осуществляется путем отключения нагрузки выключателем под действием пружины. В дежурном режиме пружина удерживается во взведенном состоянии специальной защелкой, механически соединенной с соленоидом. При перегрузках и коротких замыканиях защелка отводится сработавшим электромагнитом — контакты размыкаются.
В зависимости от модели дифференциального выключателя, уровень срабатывания защиты при коротком замыкании может быть разным. В быту применяются аппараты с токами КЗ от 15 ампер и выше.
Защита от токовой перегрузки реализуется на основе биметаллического элемента. При превышении номинального тока в сети в течении продолжительного времени, биметаллические контакты изгибаются от нагрева током и разрывают цепь.
Преимущества дифференциального автомата заключаются в том, что обладая всеми характеристиками обычного электрического автомата, он контролирует величину тока утечки, снижая опасность попадания людей под электрический ток.
Релейная защита. Чернобровов — Книги
Настольная книга релейщика. Полная версия книги известного автора Чернобровова Н.В.
В книге рассмотрена релейная защита электрических сетей,
оборудования электростанций и сборных шин распределительных устройств.
Книга предназначена в качестве учебного пособия для учащихся энергетических техникумов и может быть использована студентами электротехнических и энергетических вузов, а также инженерами и техниками, занимающимися эксплуатацией, монтажом и проектированием релейной защиты электростанций и сетей. …
СОДЕРЖАНИЕ
Глава первая. Общие понятия о релейной защите
Назначение релейной защиты
Повреждения в электроустановках
Ненормальные режимы
Основные требования, предъявляемые к релейной защите
Элементы защиты, реле и их разновидности
Способы изображения реле и схем защиты на чертежах
Способы включения реле
Способы воздействия защиты на выключатель
Источники оперативного тока
Глава вторая. Реле
Общие принципы выполнения реле
Электромеханические реле
Электромагнитные реле
Электромагнитные реле тока и напряжения
Электромагнитные промежуточные реле
Указательные реле
Реле времени
Поляризованные реле
Индукционные реле
Индукционные реле тока и напряжения
Токовое индукционное реле серии РТ-80 и РТ-90
Индукционные реле направления мощности
Магнитоэлектрические реле
Реле с использованием полупроводников
Реле на выпрямленном токе, реагирующие на одну электрическую величину
Реле на сравнении абсолютных значений двух напряжений U1 и U2
Реле на непосредственном сравнении фаз двух электрических величин U1 и U2
Глава третья. Трансформаторы тока и схемы их соединений
Погрешности трансформатора тока
Параметры, влияющие на уменьшение намагничивающего тока
Требования к точности трансформаторов тока и их выбор
Обозначение выводов
Изображение векторов вторичных токов
Типовые схемы соединений трансформаторов тока
Нагрузка трансформаторов тока
Фильтры симметричных составляющих токов
Глава четвертая. Максимальная токовая защита
Принцип действия токовых защит
Защита линий с помощью максимальной токовой защиты
Схемы защиты
Поведение максимальной защиты при двойных замыканиях на землю
Ток срабатывания защиты
Выдержка времени защиты
Максимальная токовая защита с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения
Максимальные защиты на переменном оперативном токе
Максимальная защита с реле прямого действия
Общая оценка и область применения максимальной токовой защиты
Глава пятая. Токовые отсечки
Принцип действия токовых отсечек
Схемы отсечек
Отсечки мгновенного действия на линиях с односторонним питанием
Неселективные отсечки
Отсечки на линиях с двусторонним питанием
Отсечки с выдержкой времени
Токовая трехступенчатая защита
Оценка токовых отсечек
Глава шестая. Трансформаторы напряжения и схемы их соединений
Основные сведения
Погрешности трансформатора напряжения
Схемы соединений трансформаторов напряжения
Повреждения в цепях трансформаторов напряжения и контроль за их исправностью
Емкостные делители напряжения
Фильтр напряжения обратной последовательности
Глава седьмая. Токовая направленная защита
Необходимость направленной защиты в сетях с двусторонним питанием
Схема и принцип действия токовой направленной защиты
Схемы включения реле направления мощности
Поведение реле мощности, включенных на ток неповрежденной фазы
Блокировка максимальной направленной защиты при замыканиях на землю
Выбор уставок защиты
Мертвая зона
Токовые направленные отсечки
Краткая оценка токовых направленных зашит
Глава восьмая. Защита от замыканий на землю в сети с большим током замыкания на землю
Общие сведения
Максимальная токовая защита нулевой последовательности
Токовые направленные защиты нулевой последовательности
Отсечки нулевой последовательности
Ступенчатая защита нулевой последовательности
Питание поляризующей обмотки реле мощности нулевой последовательности от трансформаторов тока
Оценка и область применения защиты
Глава, девятая. Защита от замыканий на землю в сети с малым током замыкания на землю
Токи и напряжения при однофазном замыкании на землю
Основные требования к защите
Принципы выполнения защиты от замыканий на землю
Защиты, реагирующие на искусственно созданные токи нулевой последовательности
Защиты, реагирующие на остаточные токи компенсированной сети
Защиты, реагирующие на токи неустановившегося режима
Глава десятая. Дифференциальная защита линий
Назначение и виды дифференциальных защит
Принцип действия продольной . дифференциальной защиты
Токи небаланса в дифференциальной защите
Общие принципы выполнения дифференциальной защиты линий
Устройство контроля исправности соединительных проводов
Продольная дифференциальная защита линий типа ДЗЛ
Опенка продольной дифференциальной защиты
Принцип действия и виды поперечных дифференциальных защит параллельных линий
Токовая поперечная дифференциальная защита
Направленная поперечная дифференциальная защита ….
Направленная поперечная дифференциальная защита нулевой последовательности
Направленная поперечная дифференциальная защита с раздельными комплектами от междуфазных и однофазных к. з.
Способы повышения чувствительности пусковых органов
поперечной дифференциальной защиты
. Оценка направленных поперечных дифференциальных защит
Токовая балансная защита
Глава одиннадцатая. Дистанционная защита
Назначение и принцип действия
Характеристики выдержки времени дистанционных защит
Элементы дистанционной защиты и их взаимодействие ….
Характеристики срабатывания дистанционных реле и их изображение на комплексной плоскости
Принципы выполнения реле сопротивления и основные требования к их конструкциям
Реле сопротивления на выпрямленном токе, выполняемые с помощью полупроводниковых приборов
Электромеханические реле сопротивления
Точность работы реле .сопротивления и ток точной работы
Дистанционные органы защиты
Упрощенные схемы с уменьшенным числом дистанционных органов
Причины, искажающие работу дистанционных органов . . .
Пусковые органы дистанционной защиты
Схемы дистанционных защит
Схемы защит на полупроводниках
Выбор уставок дистанционной защиты
Краткие выводы-
Глава двенадцатая. Высокочастотные защиты
Назначение и виды высокочастотных защит
Принцип действия направленной защиты с высокочастотной блокировкой
Высокочастотная часть защиты
Направленная защита с высокочастотной блокировкой
Разновидности направленных высокочастотных защит и их схемы
Дифференциально-фазная высокочастотная защита
Дифференциально-фазная высокочастотная защитатипаДФЗ-2
Выбор уставок дифференциально-фазной высокочастотной защиты
Оценка высокочастотных защит
Глава тринадцатая. Предотвращение неправильных действий защиты при качаниях
Характер изменения тока, напряжения и сопротивления на зажимах реле при качаниях
Поведение защиты при качаниях
Меры по предотвращению неправильных действий защиты при качаниях
Устройство блокировки защиты при качаниях, реагирующее на ток или напряжение обратной последовательности ….
Устройство блокировки защиты при качаниях, реагирующее на скорость изменения тока, напряжения или сопротивления
Глава четырнадцатая. Защита линий сверхвысокого напряжения и защита линий с ответвлениями
Защита линий сверхвысокого напряжения
Защита линий с ответвлениями
Глава пятнадцатая. Защита генераторов
Повреждения и ненормальные режимы работы генераторов, основные требования к защите генераторов
Защита от междуфазных коротких замыканий в обмотке статора
Защита от замыканий между витками одной фазы
Защита от замыкания обмотки статора на корпус (на землю)
Защита от сверхтоков при внешних к.з. и перегрузках
Защита гидрогенераторов от повышения напряжения
Защита ротора
Полная схема защиты генератора
Защита синхронных компенсаторов
Глава шестнадцатая. Защита трансформаторов и автотрансформаторов
Повреждения и ненормальные режимы работы трансформаторов и автотрансформаторов, виды защит и требования к ним
Защита от сверхтоков при внешних коротких замыканиях
Защита от перегрузки
Токовая отсечка
Дифференциальная защита
Токи небаланса в дифференциальной защите трансформаторов автотрансформаторов
Токи намагничивания силовых трансформаторов при включении под напряжение
Схемы дифференциальных защит
Краткая оценка дифференциальных защит трансформаторов
. Газовая защита трансформаторов
Токовая защита от замыканий на корпус (кожух) трансформатора
Особенности защиты трансформаторов без выключателей на стороне высшего напряжения
Защита вольтодобавочных регулировочных трансформаторов
Глава семнадцатая. Защита блоков генератор—трансформатор и генератор—трансформатор—линия
Особенности защиты блоков
Защита блока генератор—трансформатор
Особенности защиты блоков генератор—трансформатор—линия
Глава восемнадцатая. Защита электродвигателей
Общие требования к защите электродвигателей
Основные виды защит, применяемых на электродвигателях
Некоторые свойства асинхронных электродвигателей
Защита электродвигателей от коротких замыканий между фазами
Защита электродвигателей от замыканий одной фазы на землю
Защита электродвигателей от перегрузки
Защита электродвигателей от понижения напряжения
Защита электродвигателей напряжением ниже 1000 в
Расчет токов самозапуска электродвигателей и остаточного напряжения на их зажимах
Защита синхронных электродвигателей
Глава девятнадцатая. Защита сборных шин
Виды защит шин и требования к ним
Дифференциальная защита шин
Мероприятия по повышению надежности дифференциальной защиты шин
Ток срабатывания дифференциальной защиты шин с реле, включенными через БИТ
Разновидности схем дифференциальной защиты шин
Оценка дифференциальной защиты шин и области ее применения
Неполная дифференциальная защита шин
Защита шин при помощи токовой отсечки
Дистанционная защита шин
Защита шин 110—500 кв с трансформаторами тока, имеющими повышенную погрешность
Глава двадцатая. Резервирование действия релейной защиты и выключателей
Необходимость и способы резервирования
Принципы выполнения устройства резервирования отказа выключателей (УРОВ)
Оценка устройств резервирования
Приложение. Максимальная токовая защита на полупроводниковых приборах
Литература
Скачать прикреплённый файл (14.44 Mb)
Всего комментариев: 0
Дифференциальная защита.
Электроника Дифференциальная защита.
просмотров — 609
Назначение и принцип действия дифференциальной защиты. В качестве основной быстродействующей РЗ трансформаторов от КЗ между фазами, однофазных КЗ на землю и от замыканий витков одной фазы широкое распространение получила дифференциальная РЗ (рис. 8). При внешнем КЗ и нагрузке токи II и III направлены в одну сторону (рис.8,а) и находятся в определенном соотношении, равном коэффициенту трансформации защищаемого трансформатора: II / III = Кт.
При внешнем КЗ защита не должна действовать, при КЗ в трансформаторе — должна работать. С учетом этого и выполняется схема защиты. Трансформаторы тока ТА1 и ТАII, питающие схему, устанавливаются с обеих сторон защищаемого трансформатора. Их вторичные обмотки соединяются разноименными полярностями так, чтобы при внешнем КЗ и нагрузке вторичные токи IIв и IIIв были направлены в контуре соединительных проводов последовательно (циркулировали по ним). Дифференциальное реле КА включается параллельно вторичным обмоткам трансформаторов тока. При таком соединении в случае внешнего КЗ и при токе нагрузки вторичные токи IIв и IIIв замыкаются на обмотке реле КА и направлены в ней встречно, в связи с этим ток в реле равен разности вторичных токов :
При КЗ в защищаемом трансформаторе вторичные токи IIв и IIIв проходят по обмотке реле в данном направлении (рис.8,б), в результате чего ток в реле равен их сумме: Iр = IIв+ IIIв.
В случае если Iр > Iс.р, то реле срабатывает и отключает трансформатор.
Для того чтобы дифференциальная РЗ не работала при нагрузке и внешних КЗ, крайне важно уравновесить вторичные токи в плечах РЗ так, чтобы ток в реле, равный их разности, отсутствовал: Iр = IIв- IIIв = 0.
Для этого крайне важно, чтобы токи совпадали по модулю и по фазе, ᴛ.ᴇ. IIв= IIIв.
Особенности ДЗ трансформаторов и АТ. В дифференциальной РЗ ЛЭП и генераторов первичные токи в начале и в конце защищаемого участка одинаковы, в связи с этим для выполнения условия селективности (Iр = IIв — IIIв= 0) достаточно иметь равенство коэффициентов трансформации ТТ. иное положение имеет место в дифференциальной РЗ трансформаторов. Первичные токи обмоток трансформатора не равны по значению и в общем случае не совпадают по фазе.
В режиме нагрузки и внешнего КЗ ток трансформатора на стороне низшего напряжения III всегда больше тока на стороне низшего напряжения II. их соотношение определяется коэффициентом трансформации силового трансформатора согласно (II/ III = Кт).
В трансформаторе с соединением обмоток Y/D и D/Y токи II и III различаются не только по значению, но и по фазе. Угол сдвига фаз зависит от группы соединения обмоток трансформатора. При наиболее распространенной, одиннадцатой группе линейный ток на стороне D опережает линейный ток со стороны Y на 30 ° (рис.9,а). в трансформаторах с соединением обмоток Y/Y токи II и IIIсовпадают по фазе (рис.9,б).
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, для выполнения условия селективности необходимы специальные меры по выравниванию вторичных токов IIв = II /КI и III = III /КIII по значению, а при разных схемам соединения обмоток (Y/D и D/Y) — и по фазе с тем, чтобы поступающие токи в реле были равны.
Компенсация сдвига токов IIв и IIIв по фазе осуществляется соединением в А вторичных обмоток ТТ, установленных на стороне У силового трансформатора (рис.10). Соединение
в Δ обмоток ТТ должно соответствовать соединению в Δ обмотки силового трансформа тора. ТТ, расположенные на стороне Δ силового трансформатора, соединяются в Y.
На рис.10 изображены векторные диаграммы первичных и вторичных токов в ТТ и силовом транс форматоре показаны на диаграмме совпадающими по фазе. Из диаграммы следует, что токи IАВ(2), IВС(2), IСА(2) в линейных проводах ТТ, соединенных в Δ, сдвигаются относительно соответствующих фазных токов во вторичной и первичной обмоток ТТ на угол 30 ° . Токи в проводах второй группы ТТ IAB(2), IBC(2), ICA(2) совпадают по фазе со своими первичными токами и в связи с этим сдвинуты по отношению к первичному току У силового трансформатора, так же как и токи IАВ(2), IВС(2), IСА(2), на угол 30 °. В результате этого токи, поступающие в реле, совпадают по фазе.
Соединение одной из групп ТТ в Δ обеспечивает компенсацию сдвига фаз между вторичными и первичными токами силового трансформатора не только при симметричной нагрузке и трехфазных КЗ, но и при любом несимметричном повреждении или нагрузочном режиме.
Справедливость этого положения наиболее просто доказывается с помощью метода симметричных составляющих. Токи прямой и обратной последовательности симметричны, и в связи с этим токораспределение их в системе РЗ полностью соответствует токораспределению их при трехфазном КЗ. Следовательно, соединение одной из групп ТТ в Δ, а другой — в Y обеспечивает компенсацию сдвига фаз первичных токов прямой и обратной последовательностей.
Токи НП появляются при КЗ на землю и могут замыкаться только через обмотку транс форматора, соединенную в звезду, при условии, что ее нулевая точка заземлена. Проходя по этой обмотке, токи НП трансформируются в фазы обмотки, соединенные в Δ (рис.11). В контуре Δ токи НП каждой фазы циркулируют, не выходя за его пределы. Это означает, что в дифференциальной РЗ трансформаторов с соединением обмоток Y/Δ токи НП протекают только по ТТ, установленным со стороны звезды силового трансформатора, что может вызвать неправильную работу РЗ. Эта опасность устраняется тем, что на стороне Y силового трансформатора ТТ соединяется в треугольник (рис.11). Токи при внешнем однофазном КЗ токи НП, трансформируясь на вторичную сторону ТТ, замыкаются в контуре Δ, не попадая в реле.
Для компенсации сдвига фаз токов силовых трансформаторов, соединенных по схеме Y/А или Δ/Y, крайне важно ТТ на стороне Y соединить в Δ, а на стороне Δ — в Y.
Выравнивание величин вторичных токов в плечах дифференциальной РЗ достигается подбором коэффициентов трансформации КII и КIII выбираются так, чтобы вторичные токи в плечах РЗ были равны при нагрузке и внешних КЗ. При соединении обмоток силового трансформатора по схеме Y/Y условие имеет вид: II /КII = III /КIII. Отсюда
КII/KIII = III/II-Кт,
где Кт — коэффициент трансформации силового трансформатора.
При соединении обмоток силового трансформатора по схеме Y/Δ ток в плече, питающемся от ТТ, включенных в Δ, равен (II /КII)√3, в плече, питающемся от ТТ, соединенных в звезду: III /КIII. С учетом этого уравнение имеет вид:
(II /КII)√3 = III /КIII ; КII /КIII = III /(II√3) = Кт/√3.
Задаваясь одним из коэффициентов трансформации ТТ, к примеру КIII, можно найти, пользуясь выражениями, расчетное значение второго КII, обеспечивающее равенство вторичных токов в плечах РЗ. Найденных таким образом коэффициент КП, как правило, получается нестандартным. По этой причине используется стандартные ТТ с ближайшим к расчетному значению коэффициентом трансформации, а компенсация оставшегося неравенства осуществляется с помощью выравнивающих автотрансформаторов АТL или трансформаторе ТL. В первом случае (рис.12,а) в одном из плеч РЗ устанавливается АТL. Для выравнивания токов в плечах РЗ коэффициент трансформации автотрансформатора Ка подбирается так, чтобы его вторичный ток IIIа в был равен току IIIв противоположном плече РЗ: IIIа =IIIв /Ка — IIв. Отсюда
Ка =IIIв / IIIа = IIIв / IIв.
Во втором случае (рис 12 ,б) применяется выравнивающий трансформатор ТL, который состоит из трех первичных обмоток. Обмотки wy1 и wy2 (уравнительные) включаются в плечи РЗ, а обмотка wд (рабочая, называемая также дифференциальной) — по дифференциальной схеме на разность токов IIв — IIIв. число витков уравнительных обмоток подбирается так, чтобы геометрическая сумма магнитодвижущих сил всех трех обмоток в условиях сквозного тока была равна нулю:
IIв wy1-IIIв wy2 +(IIв-IIIв) wд =0
При выполнении этого условия результирующая МДС и магнитный поток Фрез в магнитопроводе ТL отсутствует, в связи с этим ток в дифференциальном реле Iр = 0. В рассмотренной схеме неравенство токов плеч компенсируется
магнитным способом. Этот способ компенсации удобно сочетается с дифференциальным реле, включаемым через быстронасыщающийся трансформатор (БНТ).
Читайте также
Направленная поперечная дифференциальная РЗ применяется на параллельных ЛЭП с самостоятельными выключателями на каждой ЛЭП (рисунок 7.2 ). К РЗ таких ЛЭП предъявляется требование отключать только ту из двух ЛЭП, которая повредилась. Для выполнения этого требования… [читать подробенее]
Назначение и принцип действия дифференциальной защиты. В качестве основной быстродействующей РЗ трансформаторов от КЗ между фазами, однофазных КЗ на землю и от замыканий витков одной фазы широкое распространение получила дифференциальная РЗ (рис. 8). При внешнем КЗ и… [читать подробенее]
Принцип действия и виды поперечных дифференциальных защит параллельных линий Поперечные дифференциальные РЗ применяются на параллельных ЛЭП, имеющих одинаковое сопротивление, и основаны на сравнении значений и фаз токов, протекающих по обеим ЛЭП. Благодаря… [читать подробенее]
Полная схема дифференциальной защиты линий Токи небаланса в дифференциальной защите Выразив в (6.2) вторичные токи через первичные, с учетом погрешности ТТ получим Iнб в реле: Iнб = (II/КI — IIнам) — (III/KI — III нам), (6.5) где IIнам и III нам — токи намагничивания, отнесенные ко… [читать подробенее]
Полная схема дифференциальной защиты линий Токи небаланса в дифференциальной защите Выразив в (6.2) вторичные токи через первичные, с учетом погрешности ТТ получим Iнб в реле: Iнб = (II/КI — IIнам) — (III/KI — III нам), (6.5) где IIнам и III нам — токи намагничивания, отнесенные ко… [читать подробенее]
Лекция 6. Продольная дифференциальная защита линий Содержание лекции:рассмотрены схемы продольной защиты линий, принцип её действия Цель лекции: изучается принцип действия продольной защиты линий, обладающей абсолютной селективностью, причины возникновения… [читать подробенее]
Защиты шин. 9.1.Защита сборных шин, ошиновки. Опыт эксплуатации показывает, что несмотря на благополучные условия для надзора и ухода за элементами распредустройств подстанций повреждения на их шинах все же имеет место. К числу причин к.з. на шинах можно отнести:… [читать подробенее]
Защиты шин. 9.1.Защита сборных шин, ошиновки. Опыт эксплуатации показывает, что несмотря на благополучные условия для надзора и ухода за элементами распредустройств подстанций повреждения на их шинах все же имеет место. К числу причин к.з. на шинах можно отнести:… [читать подробенее]
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ВИДЫ ПОПЕРЕЧНЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ЗАЩИТ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ОЦЕНКА ПРОДОЛЬНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ Принцип действия защиты прост и надежен. Защита не реагирует на качания и перегрузки и действует без выдержки времени при коротком… [читать подробенее]
Участок между трансформаторами тока ТА1 и ТА2 является защищаемой зоной. Если ТА1 и ТА2 имеют одинаковые характеристики, то токи во вторичных цепях ТА1 и ТА 2 будут одинаковы как при нормальном режиме, так и при коротком замыкании в точке К1 (за пределами защищаемой зоны) …. [читать подробенее]
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 релеподключаются, как показано на рисунке ниже. Катушки, обозначенные как «R», известны как удерживающие катушки , а катушки, обозначенные как «O», известны как управляющие катушки . При возникновении повреждения в зоне защиты ток удержания 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 трансформатор тока 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 неисправностьДругими 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 трансформатораДругими словами, во время внутреннего В случае неисправности, 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 трансформатораработает 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 сложение векторов 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 процентахКак 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 рабочего количества (IOP), тогда как короткое замыкание переместит IRT влево, а IOP вверх на оси. Ось y. Если результирующая координата (IRT, IOP) на плоскости x-y окажется выше процентной дифференциальной характеристики, произойдет отключение. Если координата (IRT, IOP) опускается ниже кривой, отключение не происходит. Поведение реле при срабатывании 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 ошибки точности. Для повышения чувствительности настройка должна быть минимальной, но достаточно высокий, чтобы избежать работы из-за ошибок устойчивого состояния, таких как неконтролируемые служебные нагрузки станции, ток возбуждения трансформатора и реле погрешность измерения при очень низких уровнях тока.
Наклон 1: Крутизна 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]
РелеSEL 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 вероятность 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 кранов. 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 ограничение процентного ограничения дифференциала элемента, 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.
Настройка PCT2, 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 токаПредположим, 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 ограниченияЕсли 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 другие настройки ненулевой компенсации также удаляют компоненты нулевой последовательности из тока обмотки.
Трансформатор Пример дифференциальной защитыРассмотрим 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 вычисляет прямое добавление. Об этом говорилось ранее в этой статье.
Предположить трансформатор, подключенный по схеме треугольник, с трансформатором тока, подключенным звездой. Это означает, что есть нет фазового сдвига, индуцированного 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 Автор: 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, что фаза не изменилась. 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 трансформатораОбычно 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, токи на единицу обмотки, которые также называются , работают ток в реле добавить к нулю , поскольку токи сдвинуты по фазе на 180 градусов.
Дифференциальная полярность трансформатора — предпочтительная полярностьСледующий возможный способ подключения ТТ имеет оба ТТ, обращенные к источнику, или оба ТТ, обращенные к источнику нагрузки. 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 токаС 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. Соединение звездой (звездой) трансформатора и ТТ, подключенного треугольником, к 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 треугольнику
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 DACВ 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 , подключенный по схеме треугольника, вырабатывает в квадрате (3) раз больше тока, производимого трансформатором тока , подключенным звездой (звездой). 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 применениюПридется 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 со стороны звезды (звезды) для удаления токов нулевой последовательности. Современные цифровые реле могут добиться этого с помощью программной компенсации.
Ток нулевой последовательности из-за внешних повреждений вне зоныКоррекция 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 установившихся, пропорциональных и переходных ошибок 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 в результате 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
Дифференциальное реле линии[87L]: ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Пожалуйста, поделитесь и расскажите:
Принцип работы дифференциальной защиты линии такой же, как и дифференциальная защита трансформатора .Единственное отличие состоит в том, что дифференциальная защита трансформатора использует только одно дифференциальное реле, тогда как реле дифференциальной защиты линии использует два или более дифференциальных реле на каждом конце линии. Между этими реле устанавливается связь.
Этим реле требуется высокоскоростная и безопасная среда связи, такая как оптоволокно, для передачи всех собранных аналоговых данных между всеми реле, чтобы каждое реле могло выполнять свои собственные вычисления и обеспечивать высокоскоростное отключение.
Дифференциальное реле тока линии [87L]:Дифференциальная защита для универсального использования с линиями питания и кабелями на всех уровнях напряжения с измерением с разделением по фазе (87L). Однополюсное отключение возможно при измерении с разделением по фазе.
Дифференциальные реле тока линии срабатывают при разнице тока в линии по сравнению с током вне линии. Это называется текущим дифференциальным методом.
Дифференциальный ток можно измерить разными способами:
· Сравнение величины
· Сравнение фаз
· Сравнение фазора или направления (величина и угол)
· Сравнение заряда
· Комбинации вышеперечисленных
Связь является неотъемлемой частью линейного дифференциального реле, так как вторичные токи ТТ от одной линейной клеммы должны передаваться на реле на других линейных клеммах для выполнения дифференциального расчета.Это требует использования цифрового канала связи, который обычно является мультиплексированным каналом, где может происходить переключение каналов.
В настоящее время наиболее распространенными методами являются витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель, линия электропередачи и беспроводная связь (микроволновая печь).
Оптоволоконная пара, доступная исключительно для использования реле, обеспечивает оптимальную производительность для цифровой связи. Выделенный порт интерфейса данных защиты обеспечивает быстрое и безошибочное соединение точка-точка.
Обмен данными для измерения дифференциального тока осуществляется через волоконно-оптические кабели или цифровую связь и телефонные сети, так что концы линий могут быть довольно далеко друг от друга. Все реле должны быть синхронизированы по времени для идентичности сообщений о работе и неисправностях.
Работа дифференциального реле тока линии:Линейные дифференциальные реле в основном работают на разнице тока в линии по сравнению с током вне линии.
В случае внутренней неисправности ток будет течь в линию от обоих линейных клемм с полярностью трансформаторов тока, как показано на рисунке.
Схема дифференциального реле тока линииНа приведенном выше рисунке показано это для линии с двумя концами. Каждое устройство измеряет локальный ток и отправляет информацию об измеренных токах и фазовом соотношении на противоположный конец.
Цифровая передача данных для измерения дифференциального тока осуществляется через волоконно-оптические кабели, цифровые сети связи или контрольные провода, так что концы линий могут быть довольно далеко друг от друга.
I Operate = I Loca l — I Remote
I Restraint = (I Loca l + I Remote ) / 2
Работа / I Ограничение ) * 100
Работа дифференциального реле тока линии: Дифференциальное реле линииРеле, показанное на рисунке, используется для кабельного дифференциала .Два реле на каждом конце кабеля, разделенные некоторым расстоянием с каналом связи между двумя реле, так что они обмениваются информацией вместе.
- Эти реле работают по дифференциальному току.
- Эти реле подключены с помощью оптоволокна для передачи цифровой информации.
- Цифровая информация содержит текущие величины и другие диагностические параметры и непрерывно передается между подключенными станциями.
- Отключение инициируется, когда дифференциальное реле превышает характеристику срабатывания реле.
- Отказ оптоволоконного канала связи автоматически блокирует схему и инициирует сигнал тревоги.
- Существует вероятность обрыва среды передачи данных по любой причине, поэтому функция дистанционного реле используется в качестве резервной копии дифференциальных реле линейного тока.
Дифференциальная защита трансформатора — принцип работы, дифференциальное реле
Трансформатор — это главное устройство энергосистемы, и его надежность важнее. Следовательно, трансформатор должен быть защищен.Реле Бухгольца используется для защиты трансформатора от короткого замыкания внутри бака трансформатора. Для защиты трансформатора также используется схема дифференциальной защиты.Как правило, трансформаторы защищены от короткого замыкания и перегрева. Для защиты трансформатора от короткого замыкания используется процентная дифференциальная защита. эта защита рекомендуется для трансформатора мощностью более 1 МВА.
Схема дифференциальной защиты трансформатора основана на принципе циркулирующего тока Merz Price.
Для защиты трехфазного трансформатора, подключенного по схеме треугольник-треугольник, от замыканий между фазами и фазой на землю. ТТ на двух сторонах силовых трансформаторов соединены звездой. Такое расположение компенсирует разность фаз между первичной и вторичной обмотками трансформатора.
Принцип работы дифференциального реле
- Дифференциальное реле срабатывает, когда разность фаз двух или более одинаковых электрических величин превышает заданное значение.
- Дифференциальное реле срабатывает только при внутренних неисправностях.
Принцип такой защиты заключается в сравнении токов, входящих и исходящих от концов трансформатора.
Разность векторов тока (I1-I2) проходит через рабочую катушку, а средний ток (I1 + I2) / 2 проходит через ограничительную катушку.В нормальных условиях эксплуатации два тока на двух концах трансформатора равны и уравновешены. Ток не течет через рабочую катушку, и, следовательно, рабочая катушка остается в нерабочем состоянии, но когда в трансформаторе возникает внутреннее повреждение, такое как замыкание фазы на фазу или замыкание фазы на землю.Дифференциальный ток проходит через рабочую катушку, благодаря чему срабатывает реле дифференциальной защиты, которое отключает автоматический выключатель.
Дифференциальная защита трансформатора звезда-треугольник
На схеме показано подключение дифференциальной защиты силового трансформатора звезда-треугольник
Первичная часть силового трансформатора соединена звездой, а вторичная — треугольником. Следовательно, для компенсации разности фаз вторичные обмотки ТТ на первичной стороне I.Сторона звезды трансформатора должна быть соединена треугольником, а вторичные обмотки ТТ вторичной стороны, т.е. сторона треугольника трансформатора должны быть подключены звездой.
Точка звезды первичной обмотки трансформатора и нейтраль вторичной обмотки трансформатора, соединенной звездой, должны быть заземлены.
Ограничительные катушки подключаются через вторичные обмотки ТТ, в то время как рабочие катушки подключаются между точкой отвода на ограничительных катушках и нейтралью вторичных обмоток ТТ.
Во время нормальной работы вторичные обмотки ТТ проводят равный ток, который находится в фазе при нормальных рабочих условиях.Следовательно, ток, входящий и выходящий из управляющего провода на обоих концах, одинаков, и ток не течет через рабочую катушку реле, и реле не работает.
Когда в обмотке силового трансформатора возникает внутренняя неисправность, баланс в ТТ нарушается, и ток во вторичных обмотках ТТ больше не будет прежним, и дифференциальный ток начинает течь через рабочую катушку, и цепь реле отключает выключатель на обоих стороны трансформатора.
Защита, обеспечиваемая схемой дифференциальной защиты, ограничена областью между трансформаторами тока на стороне высокого напряжения и трансформаторами тока на стороне низкого напряжения силового трансформатора.
Проблема с дифференциальной защитой трансформатора
Некоторое время дифференциальное реле срабатывает при сквозном повреждении или даже при отсутствии повреждения.
насыщение сердечника ТТ
Ошибка дифференциала и фазового угла для CT1 и CT2
Неправильное подключение контрольного проводаЕсли контрольный провод неправильно подключен к одной стороне реле, реле сработает. Если контрольные провода обоих боковых ТТ перевернуты или подключены неправильно, реле не сработает.
Магнитный пусковой ток
Во время зарядки трансформатора начальный зарядный ток трансформатора очень высок, что в 5-10 раз превышает ток полной нагрузки, известный как магнитный пусковой ток. Благодаря этому реле тока работает исправно. Для компенсации этого тока используется реле ограничения гармоник, которое создает дополнительный пусковой момент для рабочей катушки реле, так что реле дифференциальной защиты не срабатывает.
Трансформатор переключения ответвлений
Во время переключения ответвлений трансформатора устройства РПН.Первичное и вторичное напряжение силового трансформатора изменяется таким образом, что изменяется ток и, следовательно, ток ТТ также изменяется, и, следовательно, иногда это вызывает неисправность реле дифференциальной защиты.
Line Дифференциальная защита | Hitachi Energy
Альтернативный принцип защиты линии, который быстро становится нормой, — это дифференциальная защита. Дифференциальная защита основана на законах Кирхгофа, согласно которым в идеальной системе весь ток в сетевом узле должен составлять 0.На практике это означает, что для защиты линии ток, который измеряется для протекания в линию, также должен быть измерен, чтобы выйти.
То, что звучит как банальное вычитание исходящего тока из входящего, на самом деле совсем нетривиально, поскольку система энергоснабжения представляет собой нечто отличное от идеальной. Емкостные зарядные токи, неперемещенные линии или асимметричная связь, вызывающая чередование фаз, синхронизацию времени дрейфа, линии с ответвлениями и трансформаторы — вот некоторые примеры функций, которые пропускают или преобразуют ток, протекающий по линии, или влияют на данные, отправляемые с IED (интеллектуальное электронное устройство) на СВУ.Для создания надежной схемы дифференциальной защиты линии требуются передовые методы стабилизации.
Дифференциальную защиту проще интегрировать в философию защиты как дистанционную защиту, так и защиту устройства. Он обеспечивает более стабильную производительность за счет увеличения зависимости от оборудования. Между концами линии требуется какая-то форма связи с высокой пропускной способностью и малой задержкой, чтобы обмениваться аналоговой информацией для обработки дифференциальным алгоритмом линии.Обычно это прямой оптоволоконный кабель.
Чтобы справиться с любой ситуацией, современное устройство защиты IED должно быть конфигурируемым, чтобы соответствовать его предполагаемой области применения. Решением Hitachi Energy этому требованию является серия интеллектуальных электронных устройств Relion®. Серия Relion® предлагает стандартизированную библиотеку функций на основе высокопроизводительной общей аппаратной архитектуры, а также обеспечивает гибкость и настраиваемость для соответствия любой области применения.
Устройства дифференциальной защиты серии Relion® 650 включают все необходимые функции резервного копирования, а также полную мощность и гибкость платформы Relion®.
Устройства дифференциальной защиты Relion® серии 670 улучшают серию 650 для выполнения более требовательных приложений, предлагая улучшенную производительность, расширенные возможности настройки аппаратного и программного обеспечения, а также повышенную функциональную интеграцию и масштабируемость.
PSL 6603U идеально подходит в качестве альтернативы альтернативному предложению серии Relion®, в конечном итоге подходит в качестве основного 2 решения, поскольку в нем используется другая аппаратная архитектура и собственные алгоритмы защиты.Основанный на надежной архитектуре с резервным ЦП и аналого-цифровым преобразованием, он применяет расширенную линейную дифференциальную и дистанционную защиту с резервной защитой в сконфигурированном пакете, что делает его очень удобным и интуитивно понятным.
Relion® RED670 и RED650 предлагают либо специализированное устройство IED дифференциальной защиты линии, либо так называемое многофункциональное устройство, при котором дистанционная защита также интегрирована с устройством IED. PSL 6603U всегда конфигурируется как многофункциональное устройство.
Дифференциальная защита со смещением для трансформаторов »PAC Basics
Назначение дифференциальной защиты со смещением — обнаружение неисправностей с высокой селективностью и чувствительностью.Это означает, что он может отключиться без преднамеренной задержки по времени для неисправностей в пределах своей зоны защиты, поэтому дифференциальная защита часто применяется на дорогостоящем оборудовании, таком как трансформаторы. Обычно дифференциальная защита применяется к трансформаторам мощностью не менее 10 МВА. Однако в некоторых случаях на трансформаторах 5 МВА применяется дифференциальная защита.
Работа типовой дифференциальной защиты показана на рисунке 1.Дифференциальная защита основана на текущем законе Кирхгофа, который гласит, что токи, текущие в узел, равны сумме токов, вытекающих из этого узла. Для нормальной работы и внешних повреждений разница между токами на входе и выходе из зоны защиты равна нулю. Если разница не равна нулю, то в зоне защиты может быть неисправность. Здесь зона защиты определяется расположением трансформаторов тока (ТТ).
Щелкните здесь, чтобы узнать, как подключить трансформаторы тока к реле.
Источники дифференциальных токов
Применение дифференциальной защиты в трансформаторах, однако, допускает наличие дифференциального тока во время нормальной работы. Практически это происходит из-за намагничивающего тока, присутствующего в сердечнике трансформатора. Другие источники дифференциального тока, влияющие на применение дифференциальной защиты, включают несоответствие компенсации отводов (преобладает в электромеханических реле), устройство РПН трансформатора, погрешность измерения реле и погрешность ТТ.На рисунке 2 показаны дифференциальные токи для нормальной работы и внешних повреждений с
.- Ошибка ТТ при номинальном отводе и
- Ошибка ТТ при максимальном отводе трансформатора.
Как показано в таблицах к рисунку 2, дифференциальный ток увеличивается пропорционально сквозному току. Это затрудняет настройку дифференциальной защиты. Во избежание срабатывания реле при чрезмерном сквозном токе необходимо было бы установить фиксированный срабатывание срабатывания более высокого уровня, но это значительно снизило бы чувствительность, сделав защиту неадекватной.В игру вступает концепция дифференциала с процентным смещением, когда работа реле основана на дифференциальном токе как функции сквозного тока. Таким образом, уставка срабатывания повышается по мере увеличения сквозного тока.
Дифференциальная защита со смещением в процентах
Характеристика с процентным смещением зависит от отношения тока срабатывания к току ограничения. Ток срабатывания определяется как величина дифференциального тока в зоне защиты.
Для тока ограничения определены несколько методов, которые различаются в зависимости от реле.В большинстве случаев ток удержания составляет
Для настройки дифференциальной защиты с процентным смещением требуются две (2) основные настройки. Это минимальный подъем и наклон. Минимальное срабатывание покрывает ток намагничивания трансформатора, обычно 1–4% от номинального значения трансформатора. Обычно рекомендуется отвод от 0,2 до 0,3 от TAP. Настройка крутизны определяется путем определения потенциальных источников дифференциального тока. Это может происходить из-за отклонения отводов (10%), погрешности ТТ (от 3% при номинальном значении до 10% при 20-кратном номинальном значении) и погрешности измерения реле (5%).На рисунке 3 эти ошибки суммированы, чтобы сформировать единую характеристику наклона.
Для обеспечения безопасности для более высоких уровней сквозного тока, когда ошибки ТТ достигают 10%, вводится второй наклон, формирующий характеристику с двойным наклоном. Это показано на рисунке 4.
Запас безопасности по наклону устанавливается путем применения отрицательной совокупной ошибки (включая возбуждение) либо на входе, либо на выходе из зоны защиты. Таким образом, для совокупной ошибки 22%, приложенной к току, входящему в зону, наклон рассчитывается следующим образом:
Исходя из предположения о погрешности вычитания, общая формула для определения минимального значения наклона:
Запас безопасности обеспечивает безопасность, необходимую при чрезмерных сквозных токах, где наиболее вероятно насыщение ТТ.
Ссылки:
М. Томпсон, «Дифференциал с ограничением в процентах, процент от чего?», Материалы 64-й ежегодной конференции инженеров защитных реле, Колледж-Стейшн, Техас, апрель 2011 г.
Г. Прадип Кумар, «Принципы защиты трансформатора», материалы тренинга по защите энергосистемы, Visayan Electric Company, Себу, Филиппины, декабрь 2016 г.
Дж. Блэкберн, Т. Домин, «Принципы и применение реле защиты, 4-е изд.», CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, 2014.
Нравится:
Нравится Загрузка …
Дифференциальная защита трансформатора | Европейский журнал инженерных и технологических исследований
Т. Дэвис, Защита промышленных энергосистем, Oxford: Newnes, 2001, стр. 126-138.
IEEE, «Руководство IEEE по защите силовых трансформаторов», Стандарт IEEE C37, 91, 2008 г.
IEEE, «Руководство IEEE по автоматическому повторному включению линейных автоматических выключателей для линий распределения и передачи переменного тока», Стандарт IEEE C37, 104, 2002.
К. Кристопулос, А. Райт, «Защита системы электроснабжения», Kluwer Academic Publishers, Нидерланды, 1999 г., стр. 107-134.
Г. Рокфеллер, Руководство по применению защиты трансформатора, Basler Electric, 2007 г., стр. 12–14.
J.A. Кей и Л. Кумпулайнен, «Максимизация защиты за счет минимизации времени дуги в системах среднего напряжения», IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 49, No. 4, pp.1920-1927, июль-август, 2013.
AREVA T&D, Руководство по сетевой защите и автоматизации (NPAG), AREVA T&D, Stafford UK, Chaps.2, 9, 14, 23, 2011.
В. Розин, М. Х. Адамс, «Проблемы и решения защитных устройств», Proc. Международная энергетическая конференция (IPEC), стр. 789-794, Сингапур, 27-29 октября 2010 г.
М. Митоло и М. Тарталья, «IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. Январь-февраль 2012 г., 48, № 1, стр. 211-217
M.J. Slabbert, S.J. ван Зил, Р. Найду и Р.С. Бансал, «Оценка философии защиты от фазовых перегрузок по току для фидеров среднего напряжения с применением сквозной энергии и минимизации провалов напряжения», Электрические компоненты и системы, Vol.44 (2016), № 2, стр. 206-218.
Дев Пол, «Анализ отказов силового трансформатора сухого типа», IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 37, No. 3, май / июнь 2001 г., стр. 689-695.
М. Т. Бишоп, С. Р. Мендис, Дж. Ф. Витте, К. Л. Лейс, «Соображения при выборе первичной защиты от перегрузки по току для трехфазных трансформаторов», IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 38, № 3, май / июнь 2002 г., стр. 87-93.
E.Р. Детджен, К. Р. Шах, «Приложения заземляющего трансформатора и соответствующие схемы защиты», IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 28, No. 4, июль / август 1992 г., стр. 788-796.
Yoke-Lin tan, «Повреждение распределительного трансформатора из-за сквозных токов короткого замыкания: точка зрения электротехнической экспертизы», IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 38, № 1, январь / февраль 2002 г., стр. 29–33.
Дж. Л. Блэкберн и Т. Дж. Домин, Принципы и применения реле защиты, 3-е издание.
Б. М. Уиди, Электроэнергетические системы, второе издание, John Wiley & Sons, 1975, стр. 447-452.
http: // electric engineering-portal.com, Защитное реле.
AREVA T&D, Великобритания, Энергетическая автоматизация и информация, стр. 10-13.
К. А. Гросс, Анализ энергосистемы, John Wiley & Sons, 1979, стр. 334-340
IEEE Std. C37.91-2000, Руководство IEEE по применению защитных реле для силовых трансформаторов.
ALSTOM, Публикация и руководства по вводу в эксплуатацию, ALSTOM LTD. Ченнаи, Индия, гл. 2. С. 8-12, 1999.
.Дифференциальная защита трансформаторов | Недостатки
Дифференциальная защита трансформаторов:Дифференциальная защита трансформаторов — это наиболее важный тип защиты, используемый для внутренних межфазных замыканий и замыканий на землю и обычно применяется к трансформаторам с номинальной мощностью 5 МВА и выше.Принцип работы дифференциального реле хорошо изучен и обсужден ранее. Любое отклонение от нормального соотношения сил тока на входе и выходе обязательно должно быть вызвано неисправностью в защищаемой части, чтобы ток небаланса мог использоваться непосредственно для отключения. и указание на неисправность. По этой причине токовая дифференциальная защита сочетает высочайшую селективность с наименьшим временем отключения.
Дифференциальная защита трансформаторов также известна как защита Merz-Price для трансформатора.На рисунке (6.1) показана обычная дифференциальная защита трехфазного силового трансформатора со звездой-треугольником. В трансформаторе звезда-треугольник токи нагрузки в двух обмотках не находятся в прямом противофазе, а смещены на 30 °, и для этого вторичные обмотки ТТ соединены треугольником со стороны звезды и звездой со стороны треугольника. .
Проблемы, возникающие при дифференциальной защите трансформатора:Описанная дифференциальная схема имеет следующие недостатки:
- Непревзойденные характеристики трансформаторов тока.
- Изменение соотношения в результате нарезания резьбы.
- Пусковой ток намагничивания.
Характеристики ТТ: 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 всякий раз, когда возникают сквозные КЗ. Эта проблема усугубляется в случае трансформаторов из-за использования трансформаторов тока с разными коэффициентами по обе стороны от защищаемого трансформатора.Источником погрешности соотношения, которая приводит к возникновению циркулирующих токов в условиях сквозного короткого замыкания, является неравная нагрузка на трансформаторы тока из-за неравной длины проводов.
Изменение коэффициента передачи в результате ответвления: Оборудование для переключения ответвлений — обычная особенность силового трансформатора, которая эффективно изменяет коэффициент передачи. Компенсировать этот эффект изменением ответвлений на трансформаторах тока дифференциальной защиты практически невозможно. Дифференциальные реле со смещением или процентным соотношением обеспечивают стабильность при дисбалансе, возникающем в крайних точках диапазона переключения.Реле смещения лучше подходят для общей защиты трансформаторов с регулируемым коэффициентом передачи.
Пусковой ток намагничивания: Когда трансформатор находится под напряжением, переходный бросок тока намагничивания, протекающего в трансформатор, может достигать десятикратного значения тока полной нагрузки и относительно медленно затухать. Это обязательно приведет к ложному срабатыванию дифференциальной защиты трансформаторов. Величина пускового тока намагничивания является функцией постоянного магнитного потока, удерживаемого в сердечнике трансформатора, и момента цикла напряжения, когда он включается.
Существует несколько способов защиты от воздействия скачков намагничивания. Во-первых, реле может иметь уставку выше максимального пускового тока; во-вторых, установка времени может быть сделана достаточно продолжительной, чтобы ток намагничивания упал до значения ниже первичного рабочего тока перед срабатыванием реле.