Дифференциальная продольная защита трансформатора: реле, принцип работы, применение, схемы

Продольная дифференциальная защита. Назначение, принцип действия, условия настройки.

Наиболее распространенными видами защит всех элементов электрической системы являются токовая отсечка и дифференциалные защиты.

Дифференциальная защита подразделяется на продольную и поперечную. Продольная используется в основном для элементов с сосредоточенными нагрузгами (электродвигателей, трансформаторов и др.), а также для линий относительно небольшой длины. Поперечная дифференциальная защита применяется для защиты параллельных линий.

Продольная дифференциальная защита основана на сравнении токов по величине и фазе в начале и в конце защищаемого элемента. Для питания защиты на обоих концах защищаемого элемента устанавливаются ТТ с одинаковыми коэффициентами трансформации. Первичные обмотки ТТ включаются в линию, а вторичные обмотки одноименных фаз и обмотка исполнительного реле соединяются в дифференциальную схему так, чтобы при КЗ вне зоны, ограниченной ТТ, ток в реле отсутствовал, а при КЗ в этой зоне был равен току в точке КЗ.

Распределение токов в схеме продольной дифференциальной защиты и векторные диаграммы токов: а) при внешних КЗ и в нормальном режиме б) при КЗ в защищаемой зоне.

Ток , являющийся первичным для ТТ, имеет различное направление относительно шин подстанций: на подстанции I он направлен от шин в линию, а на подстанции II-наоборот.

При дифференциальной схеме соединения по соединительным проводам постоянно циркулирует ток, равный по величине вторичному току ТТ т.е. , поэтому приведенные схемы называют схемами с циркулирующими токами.

На рис а) показано направление первичных и вторичных токов при внешнем КЗ в т.К1, когда в линии проходит сквозной ток ,а в соединительных проводах — циркулирующий ток. Для точек присоединения исполнительного реле согласно первому закону Кирхгофа:

, где и — вторичные токи ТТ1 и ТТ2; — ток реле защиты.

из этой формулы следует, что для внешнего КЗ при прохождении сквозного тока нагрузки или внешнего КЗ ток при одинаковых коэффициентах трансформации ТТ1 и ТТ2 ( = ) будет равен нулю, т. е. дифференциальная защита на такие режимы не реагирует. Это позволяет сделать вывод о том, что она не требует выдержки времени, т.е. является селективной по принципу действия.

В следствии погрешностей трансформаторов тока их вторичные токи имеют некоторые различия по величине и фазе, в результате чего в реле появляется ток небаланса

; , где и — токи намагничивания трансформаторов тока ТТ1 и ТТ2., тогда получим , выражение показывает, что для снижения тока небаланса необходимо выравнивать намагничивающие токи. Ток небаланса будет равен нулю, если совпадают характеристики намагничивания ТТ или вторичные ЭДС.

Т.к. совпадения характеристик на практике достичь не удается, ток небаланса всегда присутствует, возрастая с увеличением индукции В.

Внешняя нагрузка каждого ТТ определеятся, в основном, сопротивлением соединительных проводов от места установки ТТ до реле, сопротивление которого не учитывается, т.к. при внешних КЗ ток в нем отсутствует.

Для отстройки дифференциальной защиты от ложных срабатываний при токах небаланса ток срабатывания защиты должен быть больше максимального значения тока небаланса при внешних КЗ, т.е. , где — коэффициент надежности отстройки защиты.

На рис. б) показано направление первичного и вторичного токов при КЗ в пределах защищаемой зоны. Ток КЗ в этом случае проходит только через ТТ1, а по вторичной обмотке ТТ2 ток не проходит .

Т.к. сопротивление вторичной обмотки ТТ, находящейся в режиме х.х., во много раз больше сопротивления обмотки исполнительного реле, то ток проходит через реле, т.е. . Под действием этого тока реле срабатывает, давая команду на отключение выключателя.

Когда при сквозных КЗ через трансформаторы тока дифференциальной защиты проходят большие токи КЗ, токи небаланса и токи срабатывания получаются очень большими. При этом защита не обеспечивает необходимой чувствительности даже в нормальном режиме. Для устранения этого недостатка используется реле с тормозным действием типа ДЗТ.

Тормозная обмотка реле, включаемая в плечо дифференциальной защиты, по которой проходит сквозной ток КЗ, подмагничивает сердечник БНТ,что увеличивает ток срабатывания реле.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Расчет продольной дифференциальной защиты трансформатора Т1

Определим первичные и вторичные токи в плечах дифференциальной защиты трансформатора:

где Iном – номинальный первичный ток;

S- номинальная мощность трансформатора;

Uном- номинальное междуфазное напряжение рассчитаваемойстороны трансформатора.

Выбираем трансформатор тока по величине номинального тока защищаемого трансформатора:

— ТА на стороне ВН:

Выбираем kТА = 150/5.

— ТА на стороне НН:

Выбираем kТА = 1000/5.

Вторичные токи в плечах защиты:

Определим ток срабатывания защиты на реле ДЗТ – 11:

где kотс = 1,5 – коэффициент отстройки для защиты на реле ДЗТ;

kсх – коэффициент схемы для трансформатора тока на основной стороне.

Определим ток срабатывания основной стороны:

За основную сторону принимаем сторону 110 кВ.

Число витков обмотки трансформатора (НТТ), подключаемой к трансформаторам тока основной частоты, определяется по выражению:

Где Fср – магнитодвижущая сила, необходимая для срабатывания реле, для дифференциальных реле равна 100 ± 5 А.

Уточним ток срабатывания реле:

Для неосновной обмотки число витков определяется по условию обеспечения выравнивания магнитодвижущих сил обмоток основной и неосновной сторон в номинальном режиме работы защищаемого трансформатора:

Из этого соотношения следует, что число витков обмотки НТТ, включаемой на неосновной стороне, должно быть:

Выбираем Wнеосн= 12 виток, из них

Для обеспечения несрабатывания реле при внешних КЗ на тормозной обмотке реле должно быть включено число витков Wm, определяемое по выражению:

где Iнб – ток небаланса, А;

Wp – расчетное число витков рабочей обмотки реле на стороне, где включено тормозная обмотка;

tanα = 0,75 – для реле ДЗТ-11.

Ток небаланса, приведенный к стороне НН, имеет три составляющие:

Составляющая тока небаланса I΄нб определяется наличием погрешности ТА:

где ε – относительное значение тока намагничивания, при выборе трансформаторов тока по кривым предельных кратностей принимаем равным 0,1;

kодн – коэффициент однотипности, принимаем равным 1,0;

kапер- коэффициент, учитывающий переходный режим, для реле с НТТ может быть принят равным 1,0

Составляющая тока небаланса I΄΄нб от изменения коэффициента трансформации защищаемого трансформатора с РПН:

где — относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения на сторонах защищаемого трансформатора.

Составляющая тока небаланса обусловленная неточностью выравнивания МДС сторон промежуточного ТА реле ДЗТ — 11:

Тогда:

Количество витков тормозной обмотки:

Определим коэффициент чувствительности:

Расчёт МТЗ

Защита от внешних КЗ служит для отключения трансформатора при КЗ на сборных шинах или на отходящих присоединениях, если релейная защита или выключатели этих элементов отказали в работе. Одновременно МТЗ используется и для защиты от повреждений в трансформаторе, как резервная при отказе основных защит.

Рисунок 13. – Расчетная схема МТЗ

Ток срабатывания МТЗ:

где k_в = 0,85 — для реле РТ-40;

k_отс= 1,2.

Определим коэффициент самозапуска двигателей нагрузки h2. Составим схему замещения (рисунок 14).

Рисунок 14. – Схема замещения

Определим сопротивление нагрузки секций на которые подается напряжение при срабатывании АВР.

Сопротивление системы Хс = 4 Ом.

Сопротивление линии:

Сопротивление трансформатора Т1:

Сопротивление двигателя при пуске:

Сопротивление нагрузки:

Сопротивление Хэ1 приведем к стороне 110 кВ.

Эквивалентное сопротивление:

Ток самозапуска:

Коэффициент самозапуска:

Предельный ток:

Ток срабатывания защиты:

Ток срабатывания реле:

Окончательно выбираем реле РТ-40/50.

Проверим коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ за трансформатором:

Выдержка времени выбирается из условия селективности на ступень выше наибольшей выдержки времени t_сз релейных защит присоединений, питающихся от трансформатора.

Расчёт защиты от перегрузок

Ток срабатывания релейной защиты от перегрузок выбирается из условия возврата токового реле при минимальном токе трансформатора:

Где k_отс= 1,05.

Выбираем реле РТ-40/20.

Время срабатывания защиты от перегрузок выбирается на ступень больше времени защиты трансформатора от внешних КЗ:

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Расчет дифференциальной защиты трансформатора: пошаговая инструкция, примеры

Присутствует несколько типов защиты трансформатора в зависимости от его технических характеристик и условий использования, требований к общей технике безопасности на производстве или в быту при самостоятельной эксплуатации. Обязательно должен проводится расчет дифференциальной общей защиты трансформатора, ведь только в таком случае можно быть уверенными в надежности и эффективности устройства.

Выбор типа защиты

Трансформаторы и автотрансформаторы, в частности, как относящиеся к одному из подвидов, надежны и конструктивно правильны с точки зрения того, что в них не присутствуют вращающиеся и движущиеся части. Это позволяет избежать внешних ударов и сколов, которые привели бы к повреждению внутренней части.

Также использование блока в качестве основного элемента конструкции позволяет избежать перемещений деталей внутри во время смены положения или передвижения. Но несмотря на это во время эксплуатации нельзя полностью защитить тс от нарушения стабильных режимов работы и внутренних повреждений. Для избежания этой проблемы оборудованию придается специальная релейная защита.

Также в конструкции устройства могут возникать короткие фазовые замыкания. При этом может быть действия между одними фазами, расположенными по соседству, или же между одной или двумя на землю. Также распространены проблемы, касающиеся возникновения коротких замыканий между обмотками с разными напряжениями и между витками одной фазы. Возникают кз и на поверхности шин, на вводах и кабелях.

Безусловно, избавление от замыканий и защита от них потенциально убережет специалистов от получения травм, связанных с токовым импульсом. Но и, кроме этого, по технике безопасности говорится, что защита трансформаторов необходима со стороны оберегания самих механизмов от повреждений, загорания, а окружающих предметов от пожаробезопасной ситуации, которая может возникнуть при поломке.

Выбор средств защиты происходит в зависимости от имеющихся проблем. Но в любом случае трансформатор оснащается определенными кожухами, носящими первичный характер. Остальные средства защиты подбирают, судя по мощности, конструкции и типологии возникающих проблем в устройствах данного типа.

Описание и область применения дифференцииальной токовой защиты

Дифференциальная защита является самой быстродейственной для оборудования. Благодаря ее принципу действия стало возможным применение на любых устройствах, как относящихся к типу обычных силовых тс, так и авто.

Но несмотря на преимущества схемы не универсальны. Имеют место быть не на всех устройствах, а удовлетворяющих таким характеристикам:

• одиночно работающие устройства с показателями мощности от 6300 кВ на А и более;
• функционирующие трансформаторы, расположенные параллельным образом, с мощностными показателями от 400 кВА.

Также используется дифференциальная защита в случае, если мощность устройства около тысяч кВА или может несколько выше, но токовая отсечка, которая также установлена в качестве защитного экрана, не обеспечивает нужного показателя чувствительности. Что касается последнего пункта, то в расчет берут то, что максимальная выдержка должна составлять не больше 1 секунды. Если в данном тс показатель превышен, то берется и дифференциальная защита.

Удобство схемы состоит в том, что она может использоваться при параллельной работе устройств. Если рассматривать обратный принцип работы, то выясняется, что при установке дифференциальной защиты происходит не только быстрое прохождение, но и селективное отключение прибора.

Виды

Несмотря на то, что дифференциальная защита относится к довольно популярному методу защиты трансформаторов применяться везде она не может. Связано это с тем, что распространяется сфера деятельности на устройства с ограниченными показателем мощности.

Токовая отсечка

Если прибор, в том числе и автомобильный трансформатор, работает при мощности выше 6 300 кВ-А (одиночный) или от 4000 кВ-А (параллельные несколько), то единственно удобным и рациональным способом защиты выступает токовая отсечка.

Действие основано целиком на принципах работы токовой отсечки линий. На вводах при коротком замыкании ток существенно больше, чем со стороны нагрузки. Ток срабатывания отсечки подбирается в зависимости от ее работы при коротком замыкании — она не должна сработать.

В формуле учитываются показатели максимального тока, который проходя через входы передается дальше, коэффициент надежности отсечки (выбирается из табличных данных). Учитывают чувствительность — она характеризуется определенным коэффициентом. Этот показатель не менее двойки.

Газовый

Еще один распространенный способ защиты — газовый. Применяется на различным виде оборудования, но только если присутствует масляное охлаждение с расширителями. Они обязательны с технологической точки зрения для работы таких устройств:

• трансформаторы и автотрансформаторы с мощностью от 6 300 кВА и больше;
• оборудование с мощностью от 1000 до 4000 кВА, которые не оснащены отсечками и дифференциальной защитой;
• приборы с указанными выше показаниями, которые обладают характеристикой максимальной токовой защиты от 1 секунды и более.

Если на трансформаторе со средними мощностными показателями установлена уже другая защита, например, дифференциальная или отсечки, то использование газовой не нужно. Но если устройство работает внутри цеха, его мощность превышает 630, то обязательна газовая защита, даже если другие виды.

От сверхтоков

Используется и методика защиты тс от сверхтоков. Она отключает источники подачи электроэнергии, если наблюдаются повреждения внутренней части механизма, в том числе и выключателей, шин.

Перегрузка обычно симметричная, для ограждения от ее используют максимальную токовую защиту по одной фазе. Если оборудование располагается в обслуживаемом помещении, то выдержка действия на сигнал, в не обслуживаемых — на разгрузку или отключение. Тип установки зависит от количества обмоток. Для двух обмоточных они находятся со стороны основного питания, а для трех обмоточных — на стороне обмотки, где нет питания, и со стороны питания. В случае эксплуатации варианты с трехсторонним питанием используется сразу три прибора на всех сторонах.

Дополнительные трансформаторы тока требуются для защиты от замыканий на корпусе. Он вставляется в заземляющую шину между контуром и корпусом. При этом включается токовое рыле на вторичке.

Обратить внимание стоит на то, что механизм защиты выбирается в зависимости от конструктивных особенностей. Определяющими являются и характеристики мощности, силы тока.

Блоками БМРЗ

Дифференциальную используют в качестве основной быстродействующей. Они необходима для защиты выводов, внутренней конструктивной части. Подключение к блоку БМРЗ происходит по схеме звезда. При этом не учитываются группы и схемы соединения.

Главное, чтоб устройство обеспечивало подачу вторичных токов с положительным направлением (в сторону прибора, для ограждения от короткого замыкания которого они предназначены). Двухфазное подключение делается только в том случае, если в треугольнике нужно подать общий токовый импульс фаз А и С в противофазе. Обратить внимание следует на то, что:

• первичные токи не совпадают по фазе, значения их не равны в модуле;
• угол сдвига в зависимости от вариации соединения первички и вторички;
• различия коэффициентов приводят к усилению неодинаковости вторичных токов;
• ограниченное использование промежуточных приборов достигается благодаря выравниванию;
• компенсация поворота фазы достигается благодаря перекосу треугольника.

Если короткое замыкание внешнее, то ток проходит только по фазам, соединенным по звезде. Если обмотка в типе треугольник, то токи перемещаются по периметру фигуры, при этом на фазах их нет. Токи нулевой последовательности не учитываются при расчетах.

В блоках ДМРЗ есть два вида защиты: ДТО и ДЗТ. Первый останавливают на показатель усиления небаланса в режиме кз, но в любом случае он не всегда приравнивается по коэффициенту чувствительности. Для обеспечения этой цели используют ДЗТ, который срабатывает, когда наблюдается ток торможения.

Расчет производится программным образом, при этом учитываются собственные токи трансформатора. Ток намагничивания есть только в принимающей напряжение обмотке. Блок ставится раздельно для любого контура. В некоторых случаях эффективней перекрестное блокирование.

Выбор первичных ТТ и ПТН блоков БМРЗ

Используемые ТТ обязаны быть соответствующими требованиями по релейной защите. Отдельно рассматриваются вопросы температурной устойчивости. Проводятся расчеты таких показателей:

• максимальный фазный ток, протекающий через устройство;
• минимальный фазный ток;
• номинальные коэффициенты тока;
• рабочий ток средний.

Принимают в расчет среднее знание погрешности максимальной 0,1, если кратность тока не более номинальной, такие же условия к нагрузке. Погрешность минимальная 0,5.

Настройка определяется программой, если при макс. значения тока ПТН не получается подобрать, то выбирают вариант с кратность тока первички в 10 процентов от погрешности и не более 20 процентов.

Дифференциальная токовая отсечка

ДТО влияет на настройку оборудования и обеспечения защиты разных конструктивных узлов. В частности, отстройка обеспечивается от:

• БТН;
• тока небаланса.

Макс значение принимается из двух возможных для срабатывания отсечки. Выбирается стандартно показатель на уровне четырех или пяти номинальных коэффициентов.

При расчете тока небаланса понимаются во внимания многие характеристики, в том числе и коэффициент отстройки, коэффициент погрешности ТТ при переходе, периодичность тока фазы внешнего давления, максимальное значение погрешности и минимальное, относительные погрешности и токи распределения.

Токовая дифзащита с торможением

Дифференциальная защита вычисляется аналогичны образом. Относительные погрешности определяются как половины диапазона регулирования. Крайние коэффициенты понимают только в том случае, если это не влияет на характеристики чувствительности.

Условия торможения будут различаться в зависимости от того, какое тс используется. Если речь идет о двухобмоточном, то коэффициенты погрешности не учитывают, их принимают равными единицы. Обязательно рассматривают схему соединения обмоток и элементов, только в таком случае возможно правильно подсчитать схемы.

Общие принципы выбора уставок ДЗТ

Когда требуется уменьшить составляющую небаланса используют блоки БМРЗ с отдельными характеристиками. К числу таких относят учет положения прибора. Выделяют типы:

• грубые;
• чувствительные.

К первому типу установки относят все усредненные регулятивные положения (до половины отклонения). При чувствительных выбирают вариации с отклонениями не более 5 процентов от изначального показателя. Чувствительность увеличивается, если снижать ток при расчете положения трансформатора.

Принцип выбора состоит в поиске верной группы переключения. Условия пользования блоками приведены в инструкциях к устройствам. Современные варианты переключаются автоматически, при этом блок сам ответственен на подачу сигнала. Важно провести такие действия как установку первичного тока, установку сигнала небаланса.

Выбор уставки начального тока срабатывания ДЗТ

На этот этапе важной характеристикой становятся условия отстройки. Они вычисляются от максимального показателя тока небаланса при включенной нагрузке. Учет происходит в режимах двух переключателей. Один раз проверяются данные по грубому, а второй по чувствительному типу. После проводится суммирование показателей и вычисляется среднестатистическое.

Показатели тока меняются в зависимости от количества слоев обмотки. Для двухобмоточных или трехобмоточных вариантов будут разными показатели тока.

Выбор уставки коэффициента торможения второго участка, характеристики

Этот коэффициент вычисляется по формулам условий отстройки в зависимости от тока небаланса номинального, который появляется при токе торможения в окончании последнего участка.

Учитывается тип чувствительности установки — расчеты проводятся дважды. Грубыми принимают в том случае, если регуляции напряжения в источники не происходит и не имеет никакого влияния. Обычно для расчетов принимается значение равное минимальному для ввода.

Выбор уставки коэффициента торможением третьего участка, характеристики

Здесь учитываются условия отстройки срабатывания от тока небаланса при условиях максимальных показателей кз. Для вычисления необходимы данные о коэффициенте увеличения погрешности (он принимается стандартно равным 2,5), фазном токе, максимальной погрешности, номинальном вторичном токовом импульсе.

Проверка чувствительности ДЗТ

Чувствительность вычисляется на выводах, когда функционирование ведется в привычном режиме на ответвлении. По стандартам коэффициент не должен превышать двух. Но в ряде случаев снижение невозможно по техническим причинам. Значение принимается равным 1,5 или около того, если:

• мощностные характеристики на выводах низшего тс меньше 800 мва;
• если не происходит питание одной из сторон;
• при включении под напряжение с одной стороны;
• в режиме короткого замыкания за реактором.

Если присутствуют другие защитные механизмы, то ее допустимо не использовать. Все внимание уделяется коэффициенту чувствительности и по его особенностям судят о возможности исключения прибора. Расчет коэффициента проводится в случае, если минеральное значение небаланса более десятой доли единицы.

Выбор уставки сигнализации небаланса

Критерии выбираются таким образом, чтоб коэффициент находится в разумных границах. Учитываются показатели коэффициента отстройки (вкладываются дополнительные 10-20 процентов), а также максимум по временным показателям резервов.

Выбор уставок ДЗТ при наличии ТСН в зоне защиты

Коэффициент в таком случае будет равен 1,5. Учитывают периодичность протекания тока по фазам и показатели нормального тока, который подается на первичную обмотку трансформатора. Дополнительно рассматривают данные о рабочем токе, который возникает в режиме нагрузки.

Выбор уставок блокирования ДЗТ при возникновении БТН

Необходимо учитывать все вышеизложенные инструкции, но, кроме этого, инструкции дополнены другими пунктами. Среди них:

• перекрестную блокировку применять только в случаях, если того требуют особенности группы соединения обмоток;
• если возможно проследить причины отключения тс и устранить их, то блокирование крест-накрест не используется;
• если выявленная причина — недопустимое значение ИПБ для проведения блока, то повторно включают оборудование.

Уставка во времени — около одной секунды для оборудования средней и малой мощности, для больших величин стандартно 2 секунды.

Требования к оформлению результатов расчета

Предъявляются определенные требования к оформлению порядка расчетов. Это позволяет проводить вычисления понятно для других радиолюбителей и специалистов, которые будут использовать информацию позже, если этого потребует ситуация.

Выдается специальный бланк задания. Если речь идет о крупном производстве, то этим вопросом занимаются уполномоченные сотрудники. Если расчет производится самостоятельно, то рекомендуется скачать образцы в интернет. Бланк включает в себя информацию об установках и ключах. Специалисты обязуются руководствоваться схематическими решениями, которые представлены в конкретной инструкции.

Примеры расчета

Двухобмоточный трансформатор

Начинается решение задачи с выяснения показателя от броска тока намагничивания и от тока небаланса. Первый равен произведению коэффициента отстройки на данные о номинальном токе тс. Значение второго тоже произведение из коэффициента запаса и тока небаланса.

Рассчитывается отрицательное положение тока, а ток небаланса включает в себя данные о всех. Учитываются коэффициенты апериодической составляющий и однотипности, трехфазного кз. Далее вычисляется:

• ток срабатывания реле;
• число витков обмотки ВН;
• число витков НН;
• коэффициент чувствительности защиты.

Двухобмоточный трансформатор с расщепленной обмоткой НН

Устройство с расщеплением обмотки низкого напряжения рассматривается как два двухобмоточные. При этом обязательным условием является их питание из общей сети.

Данные вносятся в общую схему, расчет проводится по идентичному алгоритму с предыдущим. Исключение составляет лишь последние этапы, когда проводится обозначение числа витков и влияние на это нагрузки.

Трехобмоточный силовой трансформатор

Расчет дифференциальной защиты тс с тремя обмотками будет немного дольше, так как проводится вычленение коэффициентов для каждой схемы. Алгоритм действий такой:

• определение первичных номинальных токов для ВН, СН и НН;
• определение вторичных номинальных токов, учитывая тип соединения;
• выбор рабочих ответвлений;
• вычисление расчетного коэффициента небаланса устройства, используя табличные данные;
• определение диф тока срабатывания;
• чувствительность тормозного показателя.

На последнем этапе определяется, выполняются ли условия сопоставления тока срабатывания в зависимости от приложенной нагрузки. Должно быть более двух.

На понижающих трансформаторах

Понижающие трансформаторы также нуждаются в диф. защите, что и другого типа. Расчет ведется аналогичным образом, то есть сначала вычисляются токи, небаланс, проверяются коэффициенты.

Важно обращать внимание на подключенные нагрузки и их мощностные показатели. При расчете понижающего оборудования — это обязательное условие.

Анализ защиты в программе Fastview

Программа Fastview предназначены для отображения данных с осциллограммы, которые были записаны в специальном формате. Платформа способна проводить расчеты и предоставлять аналитические данные на векторной, частотной диаграммах. Специалист может собрать полученные данные и внести их в форму. Программа сама рассчитает по коэффициентам и данным константы параметры и представит результат в нужном виде. Fastview доступна для скачивания в интернет бесплатно.

Дифференциальная защита трансформатора и другие виды защит

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

Основные защиты трансформатора

Любая релейная защита трансформатора направлена на срабатывание при повреждении или же ненормальном режиме работы этого устройства. Нужно отметить, что некоторые из них направлены на мгновенное отключение в случае аварии, а другие только подают предупреждающий сигнал персоналу. В свою очередь, персонал уже действует по инструкциям, которые разработаны непосредственно и индивидуально для каждой схемы снабжения и распределительной подстанции. Для того чтобы было видно какой тип аварии произошёл применяются параллельно и сигнальные реле (блинкер), которые должны быть подписаны в соответствии с правилами.

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

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

Защита трансформатора дифференциальная

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

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

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

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

На схеме видно подключение трансформаторов ТТ1 и ТТ2 соединенных последовательно. Т — это реле тока, которое остаётся в бездействии при нормальной работе, когда токи одинаковы, то есть их разность будет равна нулевому значению. Во время возникновения короткого замыкания в защищаемом участке цепи появится разность токов и реле втянется, тем самым отключив трансформатор от сети. Такой вид защиты будет срабатывать как при межвитковых, так и при межфазных замыканиях. Мгновенная работа такого защитного оборудования не требует выдержки времени, так как её быстрое срабатывание является её основным положительным фактором. Выбор вставки срабатывания реле Т должен выполнятся электротехническими лабораториями или же проектировщиками данного оборудования. Для каждого конкретного случая уровень тока втягивания реле можно изменять, чтобы не было ложных срабатываний.

Принцип действия газовой защиты трансформаторов

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

В специальном окошке при выделении газов можно увидеть пузырьки.

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

Если трансформатор находится в рабочем исправном состоянии газовое реле его наполнено трансформаторным маслом, а поплавки реле находятся в определённом нерабочем состоянии, так как внутри их масло. Поплавки непосредственно соединены с контактной группой, которая имеет аварийный и предупредительный сигнал. В нормальном состоянии контакты находятся в разомкнутом положении. При нагреве масла в случае ненормального процесса в работе из него выделяется газ, который по закону физики легче, естественно, подымается вверх. На пути газов находится газовое реле и его поплавки, которое при накоплении определённого количества поднимающего его газа начинает движение, чем и размыкает первую ступеньку. При более бурном развитии событий и второй поплавок приводится в движение и замыкает уже вторую ступень которая приводит к отключению. Взятие пробы масла и его проверка, а также химический анализ позволяет определить суть повреждения.

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

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

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

Максимальная токовая защита трансформатора

Основную роль отключающего устройства при повышении критического уровня тока, для трансформаторов не масляных и обладающих малой мощностью, служит предохранитель. Такой элемент защиты даёт возможность персоналу, не понимающему причины отключения, повторно произвести включение, которое может принести вред оборудованию или пожар. Предохранителями оборудованы также измерительные трансформаторы напряжения, которые расположены на подстанциях в ячейках КРУ, в таких же, как и масляные выключатели. Они предназначены для измерения напряжения в сети 6000 кВ и выше, а также для цепей защиты от повышенного или пониженного напряжения.

Для трансформаторов выбор предохранителей осуществляется из такого соотношения

Iвс — ток плавкой вставки предохранителя;

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

Предохранитель — самый простой способ защитить трансформатор от превышения тока.

Ток срабатывания максимальной защиты при установке её с низшей стороны, выбирается в соответствии с величиной нагрузки, на которую рассчитан трансформатор. Конечно же, выбирая релейную защиту данного устройства, стоит учесть также пусковые кратковременные токи, которые возникают при запусках электрических вращающихся машин. Работа таких защит основана на трансформаторах тока, вот парочка самых распространённых схем подключения.

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

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

Защита печных трансформаторов

Работа печей связана с резким нарастанием и снижением тока, поэтому дифференциальную защиту здесь применять не рекомендуется, а только газовую и тепловую. Нагревательные элементы таких печей могут работать от пониженного напряжения от 220–660 Вольт. Чаще всего здесь применяются специальные электропечные трансформаторы. Конечно же, речь идёт от печах для плавки металла, а не для приготовления пищи. В них режимы плавки меняются как питающим напряжением, так и величиной тока дуги. Печные трансформаторы должны быть оборудованы защитой от перегрузок, а также при возникновении К. З. Защиту от перегрузок устанавливают на низкой стороне, а трансформаторы тока для мгновенного срабатывания на высокой стороне. При этом уставку реле настраивают таким образом, чтобы она не отключалась при нормальных эксплуатационных К. З, ведь они работают в таком режиме и при некоторых коротких замыкания отключение не должно происходить, а только лишь поднятие электродов.

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

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.з. ток в реле дифференциальной защиты трансформатора отсутствует. Следовательно, дифференциальная защита трансформатора, так же как дифференциальная защита линий, на такие режимы не реагирует.

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

При к.з. в трансформаторе или любом другом месте между трансформаторами тока направление токов I1 и I2 изменится на противоположное, как показано на рисунке 2, б. Т.е. в зоне дифференциальной защиты в реле проходит полный ток к.з., деленный на коэффициент трансформации трансформаторов тока. Под влиянием этого тока защита срабатывает и производит отключение поврежденного трансформатора.
Дифференциальной отсечкой называется дифференциальная защита мгновенного действия, имеющая ток срабатывания больше броска намагничивающего тока. Принципиальная схема дифференциальной отсечки двухобмоточного трансформатора приведена на рисунке 3.
Броски намагничивающего тока в первый момент включения трансформатора могут иметь большие значения и даже превышать ток срабатывания дифференциальной от сечки, выбранный с указанным коэффициентом надежности отстройки. Однако эти токи очень быстро затухают, что дает возможность отстроиться от них за счет собственного времени действия реле дифференциальной отсечки. Для этого в схеме дифференциальной отсечки применяют выходное промежуточное реле (реле У на рисунке 3) типа РП-251, которое имеет время срабатывания 0,07—0,08 с.

Рисунок 3 – Принципиальная схема дифференциальной отсечки двухобмоточного трансформатора.

Основным достоинством дифференциальной отсечки является простота схемы и быстродействие. Недостатком является большой ток срабатывания, вследствие чего защита в ряде случаев оказывается недостаточно чувствительной.
Принципиальные схемы дифференциальной защиты с реле РНТ-565 приведены на рисунке 4.
Быстронасыщающийся трансформатор реле РНТ-565 является одновременно и промежуточным трансформатором для компенсации неравенства вторичных токов в плечах дифференциальной защиты и имеет для этой цели специальные уравнительные обмотки. Ток во вторичной обмотке БНТ, к которой подключено реле, определяется суммарным магнитным потоком в сердечнике, который создается как рабочей, так и уравнительными обмотками. Для того чтобы при прохождении через трансформатор сквозного тока нагрузки или к.з. ток во вторичной обмотке был равен нулю, необходимо правильно включить рабочую и уравнительные обмотки в дифференциальную схему и так подобрать число витков обмоток, чтобы компенсировать неравенство вторичных токов трансформаторов тока и установить необходимый ток срабатывания.

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

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

2.6. Дифференциальные защиты трансформаторов. Релейная защита в распределительных электрических Б90 сетях

Принцип действия дифференциальных защит основан на пофазном сравнении токов параллельно установленных защищаемых объектов (поперечные дифференциальные защиты) или токов до и после защищаемого объекта (продольные дифференциальные защиты).

В отличие от рассмотренных выше максимальных токовых защит (с относительной селективностью) дифференциальные защиты обладают свойством абсолютной селективности.

Дифференциальная токовая защита используется в качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов мощностью 6,3 МВА и выше, параллельно работающих трансформаторов мощностью 4 МВ-А и выше, а также трансформаторов мощностью 1 МВ-А и выше, если токовая отсечка последних не обладает достаточной чувствительностью, а МТЗ имеет выдержку времени более одной секунды [3].

Дифференциальная защита трансформаторов имеет ряд особенностей, отличающих ее от продольных дифференциальных защит линий [2, 3, 4].

Во-первых, фазные токи до и после защищаемого трансформатора отличаются по величине уже в нормальном режиме его работы (при отсутствии повреждений в зоне действия дифференциальной защиты). Эта ситуация практически может быть разрешена предварительным выравниванием токов в плечах защиты (то есть за ТТ на сторонах ВН и НН) за счет подбора ТТ с нужными коэффициентами трансформации. Кроме того, для реализации дифференциальной защиты промышленностью выпускаются специальные реле серий РНТ и ДЗТ, содержащие уравнительные обмотки с регулируемыми числами витков для дополнительного выравнивания токов в плечах защиты.

Во-вторых, токи на сторонах ВН и НН защищаемого трансформатора могут отличаться еще и по фазам, когда способы соединения первичных и вторичных обмоток силового трансформатора не совпадают. В этом случае выравнивание вторичных токов достигается изменением способов соединения вторичных обмоток ТТ на обратное по отношению к защищаемому трансформатору (рис. 2.23).

В-третьих, при выборе тока срабатывания дифференциальной защиты необходимо обязательно учитывать бросок тока намагничивания при включении (восстановлении питания) защищаемого силового трансформатора.

В-четвертых, при отстройке тока срабатывания защиты от тока небаланса нужно учитывать две дополнительные составляющие этого тока. Первая обусловлена неполным выравниванием действия вторичных токов при подборе коэффициентов трансформации ТТ или при вынужденном выставлении округленных значений чисел витков уравнительных обмоток. Вторая составляющая вызвана наличием регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой (РПН).

Получили распространение следующие разновидности дифференциальных защит трансформаторов: дифференциальная токовая отсечка, дифференциальная защита без торможения и дифференциальная защита с торможением [2, 3, 4].

Дифференциальная токовая отсечка выполняется на основе обычных токовых реле РТ-40, включенных без насыщающихся ТТ (рис. 2.24). Основное достоинство дифференциальной отсечки — простота и связанные с этим дешевизна и меньшая сложность при выборе уставок. Однако главный недостаток такой защиты — большой ток срабатывания — часто приводит к недостаточной чувствительности и, соответственно, невозможности использования этой разновидности дифференциальной защиты.

Дифференциальная защита без торможения на основе реле серии РНТ (РНТ-565) используется, главным образом, на трансформаторах без РПН. Упрощенная схема реле РНТ-565 представлена на рис. 2.25.

Здесь w_BT — вторичная обмотка; w_K3 — короткозамкнутая обмотка; w_PAB — рабочая обмотка, число витков которой может быть выставлено в интервале от 8 до 35 с точностью до одного витка; w_УP 1 и w_{УP 2} — уравнительные обмотки, для каждой из которых может быть выставлено число витков от 0 до 34 также с шагом в один виток.

Благодаря использованию в конструкции реле насыщающегося ТТ (НТТ) и короткозамкнутой обмотки удается снизить ток срабатывания защиты и повысить ее чувствительность. Схема одного из возможных вариантов исполнения дифференциальной защиты двухобмоточного трансформатора на основе реле РНТ-565 представлена на рис. 2.26.

Дифференциальную защиту с торможением на основе реле серии ДЗТ (например, ДЗТ-11) обычно устанавливают на трансформаторах с РПН. На упрощенной схеме реле ДЗТ-11 (рис. 2.27) w_T — так называемая обмотка торможения, число витков которой может быть выставлено из следующего ряда: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 18, 24. Характеристики рабочей и уравнительных обмоток те же, что и для реле РНТ-565. Благодаря наличию обмотки торможения на магнитопроводе НТТ ток срабатывания защиты выбирают только по условию отстройки от броска тока намагничивания (ток небаланса не учитывают). Обычно это приводит к еще большему увеличению чувствительности защиты. Однако существуют ситуации, когда большей чувствительностью обладает все же защита на основе реле РНТ, поэтому в общем случае может быть рекомендован алгоритм выбора разновидности защиты, предполагающий проверку возможности использования каждой из трех перечисленных выше защит в том же порядке.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке

Дифференциальная защита трансформатора — SIPROTEC 7UT85 | Дифференциальная защита трансформатора

DIGSI 5 позволяет настраивать и комбинировать все функции по мере необходимости.

• Дифференциальная защита двухобмоточных трансформаторов с универсальными дополнительными функциями защиты; с возможностью расширения до 3 обмоток
• Дифференциальная защита трансформаторов для фазно-регулирующих трансформаторов одножильного типа и специальных трансформаторов
• Универсальность допустимых точек измерения
• Применяется от среднего до сверхвысокого напряжения
• Защита стандартных силовых трансформаторов, автотрансформаторов, коротких линий, кабелей, продольных и шунтирующих реакторов, а также двигателей
• Типичные свойства дифференциальной защиты трансформатора, такие как гибкая адаптация к векторной группе трансформатора, управление процессами бросков тока и перевозбуждения, безопасное поведение в случае насыщения трансформатора тока с различной степенью насыщения
• Адаптивная адаптация кривой срабатывания к положению РПН трансформатора
• Повышенная чувствительность при замыканиях на землю, близких к нейтрали, благодаря отдельной ограниченной защите от замыканий на землю
• Переключение точки на волне
• Дополнительные входы тока и напряжения могут дополнять стандартные функции защиты, такие как перегрузка по току, частота напряжения и т. Д.
• Локатор повреждений плюс для точного определения места повреждения с неоднородными участками линии и целенаправленным автоматическим повторным включением участка воздушной линии (AREC)
• Дуговая защита
• Функция контроллера напряжения ANSI 90V для двухобмоточных трансформаторов, трехобмоточных трансформаторов и трансформаторов связи с сетью с параллельным управлением (ведущий / ведомый, минимизация циркулирующего реактивного тока)
• Динамическое управление напряжением (DVC) для адаптации заданного значения напряжения через характеристическую кривую, зависящую от направления мощности, с сильной подачей рекуперативной энергии
• Графический редактор логики для создания мощных функций автоматизации в устройстве
• До 4 сменных коммуникационных модулей, используемых для различных и резервных протоколов (IEC 61850-8-1, IEC 61850-9-2 Client, IEC 60870-5-103, IEC 60870-5-104, Modbus TCP, DNP3 последовательного и TCP, PROFINET IO, резервирование PROFINET IO S2)
• Совместное использование виртуальной сети (IEEE 802.1Q — VLAN)
• Надежная передача данных по протоколам резервирования PRP и HSR
• Расширенные функции кибербезопасности, такие как управление доступом на основе ролей (RBAC), протоколирование событий, связанных с безопасностью, подписанное микропрограммное обеспечение или аутентифицированный доступ к сети IEEE 802.1X
• Простой, быстрый и безопасный доступ к устройству через стандартный веб-браузер для отображения всей информации и диагностических данных, а также векторных диаграмм, однострочных страниц и страниц дисплея устройства
• Безопасная последовательная передача данных с защитой, в том числе на больших расстояниях и на всех доступных физических носителях (оптическое волокно, двухпроводные соединения и сети связи)

• PQ-Basic: несимметрия напряжения; изменения напряжения: перенапряжение, провал, обрыв; TDD, THD и гармоники

• Сбор рабочих измеряемых переменных и измеренных значений функции защиты для оценки систем, поддержки ввода в эксплуатацию и анализа неисправностей
• Функции защиты с отслеживанием частоты в широком диапазоне частот (от 10 Гц до 90 Гц) и возможность назначать функции защиты в одном устройстве различным группам отслеживания частоты.
• Блок измерения фазора (PMU) для измеренных значений синхрофазора и протокол IEEE C37.118
• Мощная запись неисправностей (буфер для макс. Времени записи 80 секунд при 8 кГц или 320 секунд при 2 кГц)
• Вспомогательные функции для простых испытаний и ввода в эксплуатацию
• Гибко настраиваемая количественная структура входов / выходов в рамках модульной системы SIPROTEC 5

ITL | Защитные трансформаторы тока UK

Дифференциальная защита трансформатора — нарушение напряжения

Основы дифференциальной защиты трансформатора : Дифференциальная защита
трансформаторов обеспечивают полную защиту трансформатора.Дифференциальный
защита возможна благодаря высокой эффективности 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 контур циркуляции.

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 нет неисправности в цепи
трансформатор.Это основной принцип работы трансформаторного дифференциала.
реле защиты.

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

Дифференциальная защита трансформатора

Катушки защитного реле

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

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

Дифференциальная нормальная нагрузка трансформатора или внешняя неисправность

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

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

Дифференциально-внутренняя неисправность трансформатора

Другими словами, во время внутреннего
В случае неисправности, ток коэффициента трансформации ТТ протекает через удерживающую катушку и управляющую катушку.
Если рабочий ток выше порога настройки процентного дифференциала,
реле подаст команду на отключение.

Трансформатор
Расчет уставки дифференциальной защиты

Схема дифференциальной защиты трансформатора

работает с использованием двух отдельных величин, рассчитываемых из 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 величины составляют около

Дифференциальная защита трансформатора — Дифференциальная защита

Введение

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

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

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

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

Как дифференциальный ток работает с пусковым током трансформатора?

Во избежание ненужных отключений из-за высоких пусковых токов в дифференциальной защите трансформатора используется функция ограничения гармоник. Идея проста, логика дифференциального тока сопровождается этой функцией для обнаружения 2-й гармоники тока, которая является основным компонентом, связанным с пусковым током.

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

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

Какое значение имеет согласование трансформаторов тока в дифференциальной защите?

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

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

Трансформаторы тока подключаются по схеме треугольника, когда обмотка защищаемого трансформатора соединяется по схеме звезды и наоборот.

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

Заключение

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

Однако дифференциальная защита должна быть объединена с другими схемами защиты, чтобы полностью защитить трансформатор, а надежность, которую она обеспечивает, достигается за счет дополнительной проводки за счет добавления вспомогательных трансформаторов или датчиков.

Продольная дифференциальная защита — Деловая релейная защита

Так называемая защита линии передачи, то есть с определенным каналом связи с линией передачи на обоих концах продольного соединения устройства защиты, количество электричества (ток, направление мощности и т.) на противоположном конце, количество электричества на обоих концах сравнения, чтобы определить, находится ли неисправность в пределах линии или вне линии, чтобы решить, отключать ли защищенную линию.

Характеристики / продольная дифференциальная защита

Поскольку продольная дифференциальная защита активна только в зоне защиты, нет проблемы выборочного согласования с защитой смежных компонентов в системе, поэтому можно быстро устранить любое короткое замыкание в любой точке всей зоны защиты, что является ценным преимуществом. Однако для формирования плохого соединения устройства динамической защиты должны быть установлены на различных концах токовых компонентов трансформатора тока и их вторичная обмотка с подключенным вспомогательным проводом, а затем дифференциальное реле.Из-за ограничений условий вспомогательного провода дифференциальная защита продольного соединения ограничивается использованием короткого замыкания для генераторов, трансформаторов, шины и т. Д., Может широко использоваться для достижения основной защиты главного дифференциала. защита.

Продольная дифференциальная защита

Принцип трансформатора продольной дифференциальной защиты / продольной дифференциальной защиты

Так называемая дифференциальная защита трансформатора относится к трансформатору с помощью значений вторичного и вторичного тока и сравнения фаз в составе защиты.Пилотное устройство дифференциальной защиты, обычно используемое для защиты обмотки трансформатора и выводной линии, возникших при фазном коротком замыкании, и сильноточной системы заземления при однофазном коротком замыкании на землю. Для межвиткового замыкания обмотки трансформатора и других внутренних отказов, обычно только для резервной защиты.

Устройство продольной дифференциальной защиты состоит из трансформаторов тока и реле с обеих сторон трансформатора. Два трансформатора тока соединены последовательно, образуя петлю, а реле тока подключено к петле.Следовательно, ток, протекающий через реле, равен разнице между вторичным током с обеих сторон трансформатора тока. При нормальных обстоятельствах или вне области отказа защиты, обе стороны вторичной стороны трансформатора тока размер тока той же фазы, той же фазы, поэтому ток, протекающий через реле, равен нулю, но если неисправность произошла в защите зона, через реле. Ток больше не равен нулю, поэтому реле сработает, так что сработает автоматический выключатель, который играет защитную роль.

Дифференциальная защита трансформатора в соответствии с принципом продольной дифференциальной защиты трансформатора циркулирующего тока требует, чтобы трансформатор находился в нормальном режиме работы и в продольной зоне защиты (продольная зона защиты для трансформатора тока TA1, TA2 диапазона) вне зоны повреждения, разность притока ток в реле равен нулю, поэтому дифференциальная защита не срабатывает. Однако из-за того, что сторона высокого напряжения трансформатора и сторона низкого напряжения номинального тока различаются, поэтому для обеспечения правильной работы дифференциальной защиты необходимо выбрать две стороны коэффициента трансформации трансформатора тока, так что нормальная работа и внешний отказ, два тока равны.

Принцип дифференциальной защиты трансформатора

Принцип дифференциальной защиты трансформатора

Дифференциальная защита основана на разнице в изменении тока в пределах защищаемой зоны. Она широко используется для защиты силовых трансформаторов большой мощности, шины подстанции, высоковольтных двигателей и т. Д. Как показано справа, дифференциал силового трансформатора схема защиты.

Область между трансформаторами тока TA1 и TA2 является зоной дифференциальной защиты. Когда короткое замыкание происходит в зоне защиты, то есть внутри трансформатора (например, точка d1), реле тока KA генерирует большой пусковой ток. для защиты устройства, когда зона защиты за пределами короткого замыкания, то есть вне трансформатора, например (точки d2), реле тока протекает только через небольшой негладкий ток, устройство защиты не будет двигаться.

Так называемая защита от дифференциальной связи трансформатора относится к трансформатору по значениям вторичного и вторичного тока и сравнения фаз в составе защиты. Контрольное устройство дифференциальной защиты, обычно используемое для защиты обмотки трансформатора и подводящей линии, возникшей в фазе Короткое замыкание и сильноточная система заземления при однофазном коротком замыкании на землю. Для межвиткового замыкания катушки трансформатора и других внутренних отказов, обычно только для резервной защиты.

Устройство продольной дифференциальной защиты состоит из трансформаторов тока и реле на обеих сторонах трансформатора. Два трансформатора тока соединены последовательно, образуя петлю, и реле тока подключено к петле. Таким образом, ток реле тока равен току ток на обеих сторонах вторичной стороны трансформатора тока разницы.При нормальных условиях или вне области отказа защиты, обе стороны вторичной стороны трансформатора тока тока равного размера, той же фазы, поэтому ток протекает через реле равен нулю, но если неисправность произошла в зоне защиты, через реле ток больше не равен нулю, поэтому реле сработает, так что сработает автоматический выключатель, который играет защитную роль.Дифференциальная защита трансформатора соответствует принципу состава циркулирующего тока, принципу требований к дифференциальной защите трансформатора в нормальном режиме работы и продольной зоне защиты (продольная зона защиты для трансформаторов тока TA1, TA2) вне зоны повреждения приток тока в дифференциальное реле равен нулю, чтобы гарантировать, что дифференциальная защита не сработает. Однако из-за стороны высокого напряжения трансформатора и стороны низкого напряжения номинальный ток отличается, поэтому для обеспечения правильной работы Для дифференциальной защиты необходимо правильно выбрать две стороны коэффициента трансформации трансформатора тока, сделав нормальную работу и внешний отказ, два тока равными.