Расчет дифференциальных защит трансформаторов/

Пример расчета дифференциальной защиты для трансформатора Т5.2:
Рассчитаем рабочие токи на высшей и низшей сторонах напряжения:
Выберем трансформатор тока на высшей стороне напряжения силового трансформатора Т5.1 (таблица 9)
Таблица 9
Условия выбора ТОЛ – 35
Справочный параметр Расчетный параметр
Iном ≥ I max Iном = 300 А IТ5.2 ВН = 214 А
iдинiу iдин = 63 кА iуд = 1,8 кА
I2термtтермВк
I2термtтерм = 867 МА2·с Вк = 0,6МА2·с
K10предK10расч 31 3,8
Условие выравнивания вторичны токов по величине выполняется.
Выберем трансформатор тока на низшей стороне напряжения силового трансформатора Т5.1 (таблица 10):
Таблица 10
Условия выбора ТПОЛ – 10
Справочный параметр Расчетный параметр
Iном ≥ I max Iном = 1500 А IТ5.2 НН = 1251 А
iдинiу iдин = 102 кА iуд = 10,6 кА
I2термtтермВк
I2термtтерм = 1600 МА2·с Вк = 22 МА2·с
K10предK10расч 22 4,4
Условие выравнивания вторичны токов по величине выполняется.
БМРЗ используют преобразователь ток-напряжение с номинальными токами 0,5 А, 1 А, 2,5 А и 5 А. Выберем 5-ти амперный преобразователь (IПТН=5), для которого необходимо выполнение условия:
где
КТТ – коэффициент трансформации трансформаторов тока.
Тогда, для высшей и низшей сторон напряжение данное выражение будет иметь вид:
Как можно заметить, условия выполняются.
Ток срабатывание дифференциальной отсечки определяется по формуле:
где
коэффициент отстройки;
расчетный ток небаланса.
Расчетный ток небаланса можно найти по формуле:
где
коэффициент, учитывающий переходной режим;
коэффициент однотипности трансформаторов тока;
максимально допустимая погрешность трансформатора тока;
диапазон регулирования РПН трансформатора;
коэффициент токораспределения;
относительная погрешность цифрового выравнивания токов плеч;
максимальный ток внешнего КЗ;
ток трансформатора на высшей стороне.
В результате:
В соответствии с рекомендациями для БМРЗ, ток должен быть больше либо равен 5, отсюда примем
Начальный ток срабатывания дифференциальной защиты рассчитывается по формуле:
где
коэффициент отстройки, учитывающий погрешность расчета и необходимый запас;
коэффициент, учитывающий переходный режим;
– коэффициент однотипноститрансформаторов тока;
максимальная погрешность трансформатора;
диапазон регулирования РПН трансформатора;
относительная погрешность цифрового выравнивания токов плеч.
Следовательно:
Примем
Ток дифференциальной защиты второго участка будет рассчитываться по формуле:
где
коэффициент отстройки, учитывающий погрешность расчета и необходимый запас;
коэффициент, учитывающий переходный режим;
коэффициент однотипности трансформаторов тока;
максимальное из значений относительных полных погрешностей трансформатора тока в режиме, соответствующем ;
диапазон регулирования РПН трансформатора;
относительная погрешность цифрового выравнивания токов плеч.
В результате:
Коэффициент торможения второго участка будет равен:
Ток торможения, соответствующий максимальному току внешнего КЗ
Тогда коэффициент торможения третьего участка будет равен:
Проверка на чувствительность:
Аналогичным образом был произведен расчет дифференциальной защиты для всех трансформаторов 35/5

. Результаты этого расчета представлены в таблице 11.
Таблица 11

Т2.1–Т2.2 5 0,3 0,51 0,21 4,8 1,4 10,7≥ 2
T3 5,2 0,3 0,51 0,21 8,3 0,7 15,3≥ 2
T4 5 0,3 0,51 0,21 12,4 0,7 17,3≥ 2
T5.1 5 0,3 0,51 0,21 5,4 1,1 11,8≥ 2
T5.2 5 0,3 0,51 0,21 6,5 0,9 13,2≥ 2
Тормозные характеристики ля трансформаторов Т2.1–Т5.2 приведены ниже на рисунках 4-8 соответственно
Рис. 4. Тормозная характеристика дифференциальной защиты Т2.1–Т2.2
Рис. 5. Тормозная характеристика дифференциальной защиты Т3
Рис. 6. Тормозная характеристика дифференциальной защиты Т4
Рис. 7. Тормозная характеристика дифференциальной защиты Т5.1
Рис. 8. Тормозная характеристика дифференциальной защиты Т5.2
Выбранные трансформаторы тока, необходимые для функционирования дифференциальной защиты трансформаторов 35/6 кВ, сведены в таблицу 12.
Таблица 12
Марка ТТ Iном ≥ I max, А iдинiу, кА I2термtтермВк МА2·с K10предK10расч
Т2.1 ТОЛ-10 2000/5 2000 1998 102 12,5 1600 30 22 3,9
ТОЛ-35 400/5 400 343 84 2,1 1728 0,9 31 3,3
Т3 ТОЛ-10 1000/5 1000 788 102 8,5 1600 14 22 5,3
ТОЛ-35 200/5 200 135 42 1,5 499 0,4 31 4,5
Т4 ТОЛ-10 600/5 600 500 102 6,8 1600 8,8 22 7
ТОЛ-35 150/5 150 86 31 1,2 232 0,3 31 4,8
Т5.1 ТОЛ-10 1500/5 1500 1251 102 8,9 1600 15 22 3,7
ТОЛ-35 300/5 300 214 63 1,5 867 0,4 31 3,1
Т5.2 ТОЛ-10 1500/5 1500 1251 102 10,6 1600 22 22 4,4
ТОЛ-35 300/5 300 214 63 1,8 867 0,6 31 3,8
5. Расчет дистанционных защит линий 35 и 110кВ
Дистанционные защиты БМРЗ выполняются трехступенчатыми. В качестве дистанционного органа используют реле сопротивления. Первые три ступени имеют четырехугольные характеристики. Третья ступень может иметь как четырехугольную, так и треугольную характеристику.
Рассмотрим пример расчета дистанционных защит для тупиковых линий на примере ВЛ-2.
Полное сопротивление линии ВЛ-2 определяется по формуле:
Среднее сопротивление трансформатора Т2.1 определяется по формуле:
Угол линии будет рассчитываться по формуле:
Так как линия ВЛ-2 – тупиковая, дистанционная защита выполняется одноступенчатой. Сопротивление срабатывания защиты в данном случае будет рассчитываться по формуле:
Условие обеспечения чувствительности:
Сопротивление системы:
Дуговое сопротивление можно вычислить по формуле:
где
длина дуги,
действующее значение линейного напряжения системы,
Таким образом, уставка по активному сопротивлению, которую необходимо рассчитывать для случая неметаллического КЗ, когда к сопротивлению защищаемого участка добавляется переходное сопротивление, равно:
Далее рассмотрим пример расчета двухступенчатой дистанционной защиты для участка ВЛ-6 – ВЛ-5.
Полное сопротивление ВЛ-6 ищется аналогично:
Угол линии:
Сопротивление системы:
Сопротивление срабатывания защиты первой ступени:
Сопротивление дугипервой ступени:
Уставка по активному сопротивлению первой ступени:
Коэффициент токораспределения:
Сопротивление срабатывания защиты второй ступени:
Условие обеспечения чувствительности:
Сопротивление дугивторой ступени:
Уставка по активному сопротивлению второй ступени:
Время срабатывания защиты второй ступени отстраивается на постоянную селективности от времени первой, т.е