Дифференциальная защита с реле РНТ-565

Принципиальные схемы дифференциальной защиты с реле РНТ-565 (см. гл. 3) приведены на рис. 9-7 и 9-8.

Быстронасыщающийся трансформатор реле РНТ-565 является одновременно и промежуточным трансформатором для компенсации неравенства вторичных токов в плечах дифференциальной защиты и имеет для этой цели специальные уравнительные обмотки. Ток во вторичной обмотке БНТ, к которой подключено реле, определяется суммарным магнитным потоком в сердечнике, который создается как рабочей, так и уравнительными обмотками. Для того чтобы при прохождении через трансформатор сквозного тока нагрузки или к. з. ток во вторичной обмотке был равен нулю, необходимо правильно включить рабочую и уравнительные обмотки в дифференциальную схему и так подобрать число витков обмоток, чтобы компенсировать неравенство вторичных токов трансформаторов тока и установить необходимый ток срабатывания.

При выполнении дифференциальной защиты двухобмо-точного трансформатора (рис. 9-7) цепи от трансформаторов тока с обеих его сторон присоединяются к уравнительным обмоткам У₁ и У₂ так, чтобы при прохождении через трансформатор сквозного тока токи в уравнительных обмотках были направлены встречно. В принципе для компенсации неравенства вторичных токов трансформаторов тока можно было бы использовать только одну уравнительную обмотку БНТ. Однако при использовании обеих обмоток обеспечивается более точная компенсация неравенства вторичных токов.

Расчет дифференциальной защиты производится в следующей последовательности:

1) Определяется ток срабатывания защиты по первому условию по формуле (9-3), при коэффициенте надежности отстройки,

Определяется расчетный ток небаланса по формуле (9-11) и ток срабатывания по второму условию по формуле (9-5). Принимается большее значение тока срабатывания защиты I_{с з}.

2) Определяются первичные токи для всех обмоток защищаемого трансформатора (автотрансформатора), соответствующие номинальной мощности наиболее мощной обмотки трансформатора или проходной мощности автотрансформатора при среднем положении устройства регулирования напряжения, и вторичные токи в плечах дифференциальной защиты.

3) Определяется вторичный ток срабатывания, отнесенный к стороне с большим вторичным током:

где n_T1— коэффициент трансформации трансформаторов тока с большим вторичным током.

4) Определяется расчетное число витков обмоток БНТ со стороны с большим вторичным током, которая называется основной:

где —суммарное число витков рабочей и первой уравнительной обмоток с основной стороны; 100 — намагничивающая сила срабатывания реле РНТ-565, А.

В соответствии с имеющимися на обмотках отпайками для регулирования числа витков принимается ближайшее меньшее к значение, которое может быть установлено на рабочей и первой уравнительной обмотках в сумме или на одной из этих обмоток полностью. Таким образом, установленное число витков с основной стороны в общем случае равно:

5) Определяется расчетное число витков со стороны с меньшим вторичным током, которая называется неосновной, из условия, чтобы при прохождении через трансформатор сквозного тока ток во вторичной обмотке В был равен нулю. Это условие выполняется, когда равен нулю суммарный магнитный поток в сердечнике БНТ, что имеет место при равенстве нулю магнитодвижущих сил, создаваемых его обмотками, т. е. при условии

В соответствии с имеющимися отпайками для регулирования числа витков второй уравнительной обмотки принимается ближайшее меньшее или большее значение, которое может быть установлено на этой обмотке,

6) После расчета чисел витков обмоток БНТ и подбора отпаек вычисляется по формуле (9-9) ток небаланса, вызванный неточной компенсацией вторичных токов, и суммарный расчетный ток небаланса по формуле (9-10). Затем по формуле (9-5) вновь определяется ток срабатывания дифференциальной защиты, и если он получился больше определенного в п. 1, то необходимо вновь пересчитать числа витков обмоток БНТ. Расчет повторяется до тех пор, пока ток срабатывания, определенный с учетом I_{з.нб.расч} станет равным или меньше тока срабатывания, определенного предыдущим расчетом.

7) Определяется коэффициент чувствительности при к. з. в зоне дифференциальной защиты при условиях, когда ток к. з. I_к.з.мин имеет наименьшее значение. В соответствии с рекомендациями [Л. 76] коэффициент чувствительности можно определять (упрощенно) по полному току к. з., отнесенному к основной стороне по формуле:

где I_ср1 — вторичный ток срабатывания, отнесенный к основной стороне и определяемый по формуле (9-13);

Здесь I_к.з.мин — полный ток в месте к. з. в минимальном режиме.

Коэффициент чувствительности должен быть не менее двух.

При выполнении дифференциальной защиты трехобмо-точного трансформатора или автотрансформатора вначале аналогично предыдущему определяются первичные токи со всех сторон, соответствующие номинальной мощности наиболее мощной обмотки трансформатора или проходной мощности автотрансформатора, определяются вторичные токи в соответствующих плечах дифференциальной защиты и выявляется сторона с большим током.

Трансформаторы тока стороны с большим вторичным током, которая также называется основной (например, обмотка III на рис. 9-8), присоединяются непосредственно к рабочей обмотке Р, а трансформаторы тока двух других неосновных сторон присоединяются к уравнительным обмоткам У₁ и У₂.

Расчет дифференциальной защиты трехобмоточного трансформатора (автотрансформатора) производится в следующей последовательности:

1) Определяются токи срабатывания защиты по первому и второму условиям по формулам (9-3) и (9-5) соответственно. При этом расчетный ток небаланса определяется по формуле (9-11). По результатам расчетов принимается большее значение тока срабатывания I _с.з.

2) Определяется вторичный ток срабатывания, отнесенный к основной стороне по формуле (9-13).

3) Определяется расчетное число витков рабочей обмотки по формуле (9-14). В соответствии с имеющимися отпайками для регулирования числа витков рабочей обмотки принимается ближайшее меньшее к значение

4) Определяются числа витков уравнительных обмоток исходя из условия равенства нулю суммарного магнитного потока в сердечнике БНТ аналогично двухобмоточному трансформатору.

Так, если отключена обмотка II, то указанному условию удовлетворяет равенство

откуда расчетное число витков первой уравнительной обмотки равно:

Аналогично, считая отключенной обмотку I, получаем формулу для определения расчетного числа витков второй уравнительной обмотки:

В соответствии с имеющимися отпайками для регулирования чисел витков уравнительных обмоток принимаются ближайшие меньшие или большие значения, которые могут быть установлены на этих обмотках

5) Вычисляется по формуле (9-9) расчетный ток небаланса, вызванный неточной компенсацией вторичных токов, и суммарный расчетный ток небаланса по формуле (9-10). Затем аналогично расчету двухобмоточного трансформатора производится пересчет тока срабатывания и определяется коэффициент чувствительности по формуле (9-16).

Ранее для дифференциальной защиты трансформаторов (автотрансформаторов) выпускалось специальное токовое реле ЭТ-561 с быстронасыщающимся трансформатором ВТН-561. Схема и расчет дифференциальной защиты с этим реле рассмотрены в [Л. 2].

г) Дифференциальная защита с торможением

В ряде случаев, когда при сквозных к. з. через трансформаторы тока дифференциальной защиты проходят большие токи к. з., токи небаланса, определяемые по формулам (9-6) и (9-7), и соответственно ток срабатывания, определяемый по формуле (9-5), получаются очень большими. При этом дифференциальная защита не обеспечивает необходимой чувствительности в минимальном, а иногда и в нормальном режимах.

Для повышения чувствительности дифференциальной защиты в таких случаях используются реле с тормозным действием типа ДЗТ.

На БНТ реле ДЗТ, кроме обмоток, которые имеются у реле РНТ, расположена одна или несколько тормозных обмоток. Включение реле с одной тормозной обмоткой типа ДЗТ-11 показано на рис. 9-9, а. Тормозная обмотка Т, включаемая в плечо дифференциальной защиты, по которой проходит ток сквозного к. з., подмагничивает сердечник БНТ, что приводит к увеличению тока срабатывания реле. Зависимость тока срабатывания реле ДЗТ от тока, проходящего в тормозной обмотке, показана на рис. 9-9, б. Эта зависимость, называемая тормозной характеристикой, показывает, что при увеличении тока сквозного к. з. ток срабатывания также возрастает, что обеспечивает отстройку от возрастающих токов небаланса.

Промышленностью выпускаются реле с одной тормозной обмоткой типа ДЗТ-11, с тремя тормозными обмотками типа ДЗТ-13 и с четырьмя тормозными обмотками типа ДЗТ-14.