Дифференциальная защита трансформатора принцип действия: Дифзащита трансформатора — принцип действия — Светодиодные светильники и корпуса для светильников купить оптом в Москве

Дифференциальная защита трансформатора принцип действия: Дифзащита трансформатора — принцип действия

Содержание

Дифзащита трансформатора — принцип действия

Дифзащита трансформаторов применяется для предотвращения аварийных и ненормальных режимов работы при возникновении короткого замыкания между фазами, межвитковых КЗ и замыкания одной или более фаз на землю.

Дифзащита применяется как основный вид автоматического отключения для мощных трансформаторов и для трансформаторов меньшей мощности, в случае если другие виды защиты не обеспечивают требуемого быстродействия.

Принцип работы дифференциальной защиты заключается в сравнении токов входящих и выходящих из трансформатора,и отключении трансформатора при неравенстве токов.

Конструктивно дифзащита включает в себя (Рис. 1) два трансформатора тока ТТ₁ и ТТ₂ включенных по высокому и низкому напряжению и реле автоматики А. Коэффициент преобразования измерительных трансформаторов подобран так, что при возникновении короткого замыкания вне защищаемого участка (Рис.1 слева), результирующий ток проходящий через реле был равный нулю.

Рис. 1

При возникновении короткого замыкания возникает асимметрия втекающих и вытекающих токов (Рис. 1 справа). Через реле протекает ток, включающий схему защитного отключения. Высокая избирательность дифференциальной системы не требует

реле времени, т.к. защита включается в идеальном случае только при внутренних КЗ.

В реальных условиях требуется настройка дифзащиты трансформатора для исключения ложного срабатывания.

При подаче напряжения на входные обмотки трансформатора возникает ток подмагничивания, вызывающий неравенство входных и выходных токов. Ток подмагничивания имеет вид затухающих колебаний.

Без нагрузки это влияние достаточно мало и составляет не более одного процента. При включении трансформатора с нагрузкой или восстановлении работы энергосистемы после замыкания, разность токов может привести к срабатыванию защиты.

Для компенсации этого явления ток включения дифзащиты выбирают большим, чем ток подмагничивания. Загрубление тока срабатывания может привести к несрабатыванию защиты даже при наличии КЗ внутри трансформатора.

Исключить влияния тока подмагничивания можно при помощи искусственной блокировки защиты при подключении высокого напряжения.

При возникновении повреждения трансформатора или замыкания его выводов при блокированном автоматическом отключении задержка может привести к аварии.

В случае, когда указанные способы отстройки дифзащиты неприменимы из-за недостатков, используют трансформаторы тока с быстронасыщаемым магнитопроводом, которые не реагирует на быстротечные колебания подмагничивающего тока.

Для правильной работы измерительных схемы необходимо чтобы фаза втекающих и вытекающих токов совпадала.

Для компенсации фазового сдвига обмотки токовых трансформаторов включаются по такой же схеме, как и защищаемый трансформатор. В случае использования схемы соединения обмоток «треугольник»/«звезда», трансформаторы тока включаются по обратной схеме – на входе «звезда», на выходе – «треугольник».

На линии, соединяющие трансформаторы тока с исполнительными цепями автоматики, возможны влияния помех, приводящих к ложным срабатываниям защиты. Для предотвращения этого измерительные цепи должны быть надежно экранированы. Зачастую дифзащиту устанавливают на отдельно расположенных трансформаторах для исключения влияния помех от смежных устройств энергетики.

Коэффициенты трансформации измерительных цепей должны обеспечивать равенство токов на входе и на выходе. На практике это условие недостижимо, потому трансформаторы токов выпускаются со стандартными напряжениями. Для этого в измерительные цепи вводят согласующие трансформаторы и автотрансформаторы.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Похожее

Принцип действия диф защиты трансформатора (ДЗТ): токи небаланса, ТТ, коэффициенты

Принцип действия продольных защит основан на первом законе Кирхгофа.

Условная схема дифференциальной защиты

Если принять за узел защищаемый объект (рис. 1.1) и фиксировать ток на всех ветвях, связывающих защищаемый объект (узел) с внешней сетью, то при повреждении на отходящей ветви сумма токов, входящих и выходящих из узла, будет равна нулю.

Рис. 1.1. Схема дифференциальной защиты с циркулирующими токами

При повреждении защищаемого объекта (КЗ в узле) сумма токов по ветвям будет равна току короткого замыкания.

По схеме на рис. 1.1 в нормальном нагрузочном режиме и при внешнем коротком замыкании (на исходящей ветви, за трансформатором тока в сторону сети) во вспомогательных проводах, соединяющих вторичные обмотки трансформаторов тока, циркулируют токи, равные вторичным токам ТТ.

Поэтому такое выполнение продольной дифференциальной защиты именуется схемой с циркулирующими токами. Другим вариантом исполнения дифференциального принципа (рис. 1.2) является схема с уравновешенными напряжениями, в которой вторичные обмотки ТТ соединяются между собой последовательно, и в эту же цепь включен реагирующий орган (дифференциальное реле). Считается, что одноименные концы первичной и вторичной обмоток ТТ расположены с одной стороны. Ток в реле будет равен:

(1–1)

где Z – сумма сопротивлений вспомогательных проводов, обмотки реле и обмоток ТТ.

Рис. 1.2. Схема дифференциальной защиты с уравновешенными напряжениями

В нормальном режиме и коротком замыкании вне зоны действия Е1 = Е2 и направлены в противоположные стороны, ток в реле равен нулю.

При повреждении в защищаемой зоне Е1 ≠ Е2, но направлены в одну сторону, ток в реле не равен нулю и, если он превышает ток срабатывания, то защита отключит поврежденный элемент.

В схеме с уравновешенными напряжениями в нормальном режиме и внешних коротких замыканиях токи во вторичных обмотках ТТ отсутствуют, и ТТ работают в режиме холостого хода. Это может привести к недопустимому перегреву ТТ и появлению высоких напряжений во вторичных цепях, поэтому схема с уравновешенными напряжениями со стандартными трансформаторами тока по рис. 1.2 не применяется, обычно устанавливаются специальные промежуточные ТТ. Кроме того, схема требует использования максимально близких по характеристикам ТТ. Таким образом, схема с уравновешенными напряжениями получается более сложной, чем с циркулирующими токами, и поэтому она получила ограниченное применение.

В свою очередь схема с циркулирующими токами может выполняться в двух вариантах: с малым сопротивлением и с большим сопротивлением дифференциальной цепи реле.

Достоинством схемы с малым сопротивлением дифференциального реле является шунтировка измерительных ТТ, что максимально устраняет их влияние друг на друга.

Достоинством схемы с большим сопротивлением дифференциальной цепи является автоматическое загрубление защиты при насыщении какого-либо ТТ при внешнем КЗ, так как в этом случае малое сопротивление ветви намагничивания насыщенного ТТ шунтирует дифференциальную цепь, уменьшая ток (напряжение) небаланса.

Чаще всего схема с большим сопротивлением дифференциальной цепи применяется при выполнении дифференциальных защит шин, где возможно глубокое насыщение ТТ на том присоединении, где произошло внешнее для дифференциальной защиты КЗ и в чувствительных дифференциальных защитах от замыканий на землю. В настоящее время в связи с уменьшением затрат на реализацию сложных алгоритмов при переходе на электронную элементную базу изготовления реле, схема с большим сопротивлением вытесняется защитами с малым сопротивлением дифференциального реле.

При рассмотрении принципа действия дифференциальных защит было принято, что в нагрузочном режиме и в режиме внешнего короткого замыкания ток в дифференциальной цепи равен нулю. Это возможно только в том случае, если вторичные токи ТТ точно равны первичным приведенным токам, т. е.

В действительности в дифференциальной цепи в этих режимах протекает ток, называемый током небаланса.

Определим, из каких составляющих складывается ток небаланса.

Погрешность ТТ в работе диф защиты трансформатора

Эта составляющая тока небаланса характерна для всех дифференциальных защит и вызвана тем, что вторичный ток равен:

(1 – 2)

где I_втор. – вторичный ток ТТ;
I’_перв. – приведенный ко вторичной обмотке первичный ток;
I’_нам. – приведенный ко вторичной обмотке ток намагничивания.
Ток в реле – ток небаланса – равен (для дифференциальной защиты с двумя ветвями):

I_р.=I_нб.=I_втор.1 – I_втор.2 = I’_перв.1 – I’_нам.1 – I’_перв.2 + I’_нам.2 ,

(1 – 3)

где I_втор.1, I’_перв.1, I’_нам.1 – вторичный, приведенный первичный и приведенный ток намагничивания ТТ первой ветви;
I_втор.2, I’_перв.2, I’_нам.2 – то же для второй ветви.
При условии, что первичные токи защищаемого объекта равны первичным токам ТТ при внешнем коротком замыкании:
Ток небаланса будет равен:

(1 – 4)

В общем случае ток небаланса равен геометрической сумме токов намагничивания всех ветвей дифференциальной защиты:

(1 – 5)

Для того чтобы выявить влияние нагрузок ТТ и сопротивления дифференциального реле на ток небаланса, составим схему замещения дифференциальной защиты [3]:

Рис. 1. 3. Схема замещения дифференциальной токовой защиты

На рис. 1. 3. введены следующие обозначения:
Z’_перв1, Z’_нам1, Z_втор1 – приведенные сопротивления первичной обмотки и ветви намагничивания,сопротивление вторичной обмотки ТТ первой ветви;
Z’_перв2, Z’_нам2, Z_втор1 – то же для второй ветви;
I’_перв1, I’_нам1, I_втор1 – приведенные первичный ток, ток намагничивания и вторичный ток ТТ первой ветви;
I’_перв2, I’_нам1, I_втор1 – то же для второй ветви;
I_Р, Z_РО – ток в цепи дифференциального реле и сопротивление дифференциального реле;
r_пр1, r_пр2 – сопротивление соединительных проводов от ТТ до дифференциального реле для первой и второй ветви.

Принимая, что все сопротивления по рис. 1. 3 являются линейными элементами и составив для этой схемы уравнения по законам Кирхгофа, получим для I_нб при внешнем КЗ, когда I’_перв1 = I’ _перв2:

(1 – 6)

где Z₂ = Z_втор2 + r_пр2 ; Z₁ = Z_втор1 + r_пр1;
Z’_нам1 • Z’_нам2 = Z’²_нам;
Z’_нам1 + Z’_нам2 = 2Z’_нам.
Анализ формулы (1 – 6) показывает, что для снижения тока небаланса необходимо для менее мощных ТТ (имеющих меньшее сопротивление намагничивания) уменьшать внешнюю нагрузку.

К сожалению, для большинства трансформаторов со схемой соединения обмоток «звезда – треугольник», как раз для менее мощных ТТ, на стороне «звезды» нагрузка должна быть увеличена в три раза за счет соединения ТТ в «треугольник», что приводит к большой погрешности ТТ, к увеличению тока небаланса и соответственно к увеличению тока срабатывания дифференциальной защиты.

В переходных режимах работы токи небаланса могут во много раз превосходить установившиеся значения. Проведенные исследования показали, что переходный ток небаланса может содержать значительную апериодическую составляющую, причем при равенстве сопротивления плеч и идентичности вольт-амперных характеристик ТТ ток небаланса представляет однополярный сигнал.

При неравенстве сопротивления плеч ТТ в токе небаланса появляются отрицательные полуволны [4]. На переходный процесс оказывают значительное влияние постоянные времени первичной и вторичной цепи – с их возрастанием токи небаланса увеличиваются, а сам переходный процесс затягивается.

Для обеспечения правильного функционирования дифференциальной защиты необходимо ток срабатывания защиты отстроить от токов небаланса, вызванных погрешностью ТТ в режиме максимального тока внешнего короткого замыкания.

Ввиду сложности расчетов для реальных ТТ переходных токов небаланса, ток срабатывания дифференциальных защит выбирают по условию отстройки от установившегося тока небаланса, а учет переходного режима производится введением повышающего коэффициента kпер, который определяет степень конструктивной отстройки дифференциального реле от переходного режима (реле с промежуточными насыщающимися ТТ, реле с время-импульсной схемой и т.д.).

Для дифференциальных защит, в которых объединяются ТТ нескольких сторон защищаемого объекта, ток небаланса, вызванный погрешностями ТТ, определяется в режиме, когда ТТ одной стороны работают с допустимой погрешностью, а ТТ других – без погрешности.

В этом случае разность токов сторон будет протекать в дифференциальной цепи и определять ток небаланса.

Максимальная допустимая полная погрешность ТТ для дифференциальных защит в установившемся режиме максимального тока внешнего КЗ не должна превышать 10%.

Если для дифференциальной защиты используются ТТ одинакового типа, с одним коэффициентом трансформации, работающие примерно в одинаковых условиях, то мало вероятно, чтобы погрешность, с одной стороны, была равна допустимой, а с другой – равна нулю. Для учета таких условий работы ТТ (в формуле определения тока небаланса) вводится коэффициент однотипности ТТ, равный 0,5.

Таким образом, составляющая тока небаланса, вызванная погрешностью ТТ, определяется:

(1 – 7)

где k_пер – коэффициент, учитывающий переходный режим;
k_одн – коэффициент однотипности ТТ, который принимается равным 1,0 или 0,5 в зависимости от условий работы ТТ;
ε – полная погрешность ТТ в установившемся режиме при расчетном токе внешнего металлического КЗ;
I_{КЗ макс} – максимальное значение тока при установившемся внешнем металлическом КЗ.

Защита с током срабатывания, выбранным по условию отстройки от тока небаланса по (1–7), не обеспечивает требование необходимой чувствительности защиты, поэтому применяют различные способы повышения чувствительности и отстройки от тока небаланса. Традиционным способом отстройки от токов небаланса является процентное торможение, под которым понимается возрастание тока срабатывания дифференциального реле с увеличением тормозного тока. В качестве тормозного тока можно использовать фазный ток одной или нескольких сторон защиты, полусумму абсолютных значений токов сторон защиты и т.п.

Компенсация угловых сдвигов первичных токов и исключение токов нулевой чувствительности

Для силовых трансформаторов со схемой соединения «звезда−треугольник» между токами высшего и низшего напряжения существует угловой сдвиг с кратностью в 300. Без принятия мер для компенсации этого сдвига потребовалось бы значительное загрубление дифференциальной защиты по току срабатывания. Поэтому угловой сдвиг первичных токов компенсируется соответствующим поворотом вторичных токов на одной из сторон трансформатора.

Первичный поворот токов происходит из-за соединения обмоток трансформатора в «треугольник». Поэтому для компенсации фазовой погрешности трансформаторы тока тоже соединяются в треугольник.

Теоретически безразлично, на какой стороне соединить трансформаторы тока в «треугольник». Однако для силового трансформатора с заземленной нулевой точкой на стороне «звезда» при внешнем повреждении на землю со стороны нейтрали протекают токи нулевой последовательности – нейтраль «генерирует» токи нулевой последовательности. Эти токи трансформируются во вторичную цепь на стороне высшего напряжения, а на стороне «треугольника» в трансформаторах тока эти токи отсутствуют, так как первичные токи нулевой последовательности циркулируют внутри обмотки «треугольника» и не выходят во внешнюю цепь. Таким образом, весь ток нулевой последовательности со стороны «звезды» трансформатора будет протекать в дифференциальную цепь.

Для предотвращения ложного срабатывания дифференциальной защиты необходимо подавить токи нулевой последовательности в дифференциальной цепи.

Соединение трансформаторов тока на стороне «звезды» силового трансформатора в «треугольник» обеспечивает, с одной стороны, компенсацию углового сдвига первичных токов и, с другой стороны, отсутствие тока нулевой последовательности в дифференциальной цепи за счет того, что токи нулевой последовательности циркулируют внутри схемы «треугольника» трансформаторов тока.

Следует заметить, что соединение трансформаторов тока в «треугольник» увеличивает нагрузку вторичной цепи в три раза, что может привести к увеличению погрешности трансформаторов тока, необходимости увеличения сечения контрольных кабелей, замены трансформаторов тока и т.д.

В современных цифровых дифференциальных защитах компенсация углового сдвига токов и исключение токов нулевой последовательности обеспечивается программными средствами, что позволяет на всех сторонах силового трансформатора соединять трансформаторы тока в «звезду».

Интересное видео о защите силового трансформатора:

Разные коэффициенты ТТ в ДЗТ

Для выравнивания вторичных токов с разных сторон силового трансформатора необходимо, чтобы номинальные первичные токи силового трансформатора были равны номинальным первичным токам ТТ, а при соединении ТТ в «треугольник» – номинальный первичный ток ТТ был в √3 раз меньше номинального тока этой стороны силового трансформатора.

ТТ имеют стандартную шкалу номинальных значений, поэтому для выравнивания вторичных токов с разных сторон трансформатора используются промежуточные автотрансформаторы (трансформаторы) или магнитное выравнивание с помощью подключения цепей вторичных токов к разным числам витков.

Однако все эти способы не позволяют точно сбалансировать вторичные токи (невозможность установки дробного числа витков или из-за дискретности отпаек витков обмотки и т.п.), поэтому появляется дополнительная составляющая тока небаланса. Эта составляющая определяется:

(1 – 8 )

где W_расч – расчетное число витков;
W_уст – установленное число витков.
Расчетное число витков определяется по выражению:

(1 – 9)

где W_осн и I_{ном. осн} – число витков и номинальный ток стороны защищаемого трансформатора, принятой в расчете за основную;
W_расч и I_ном – расчетное число витков и номинальный ток стороны защищаемого трансформатора, принятой в расчете за неосновную.

Следует отметить, что в современных цифровых реле удается минимизировать эту составляющую тока небаланса (до уровня ≈ 1%).

Регулировка коэффициента трансформации силовых трансформаторов

Выравнивание вторичных токов ТТ производится при одном определенном коэффициенте трансформации силового трансформатора (при номинальном или оптимальном положении регулятора). При изменении положения регулятора напряжения равенство токов (ампер-витков) нарушается.

В дифференциальной цепи появляется еще одна составляющая тока небаланса, которая определяется по формуле:

(1 – 10)

где Δu – относительное максимальное изменение коэффициента силового трансформатора от номинального (оптимального) значения.

Ток намагничивания при работе ДЗТ

Основной особенностью дифференциальных защит трансформаторов является неравенство нулю суммы МДС его обмоток из-за необходимости создания в сердечнике трансформатора основного потока, т.е. отношение токов по сторонам трансформатора не равно отношению числа витков за счет наличия тока намагничивания.

Поэтому в токе небаланса появляется еще одна составляющая – ток намагничивания. В нормальном режиме ток намагничивания не превышает 1 – 2% номинального тока и практически не учитывается при выборе тока срабатывания дифференциальной защиты.

Однако в режимах перевозбуждения его величина может возрасти до значений, соизмеримых с током срабатывания дифференциальной защиты.

Режим перевозбуждения возможен при повышении напряжения обмотки свыше номинального или при снижении частоты, этот режим можно характеризовать краткостью перевозбуждения:

(1 – 11)

где – В_ном, u_ном, f_ном – номинальные значения индукции в сердечнике, напряжения и частоты.
При перевозбуждении увеличиваются потери в трансформаторе на гистерезис и вихревые токи, происходит нагрев до недопустимых температур конструктивных элементов, что приводит к нагреву изоляции и ее повреждению, поэтому режим перевозбуждения должен быть ограничен во времени.

Т а б л и ц а 1-1

Максимальное допустимое время существования режима перевозбуждения [1]

B/B_ном	1,15	1,3	1,58	1,66
t, с	1200	20	1	0,1

Кроме повышения напряжения или снижения частоты, которые собственно и являются причинами перевозбуждения, этот режим характеризуется появлением в дифференциальном токе пятой, седьмой, а при схеме соединения ТТ дифференциальной защиты «звезда−звезда» еще и третьей гармоник. Так как насыщение сердечников силового трансформатора происходит в оба полупериода, то в токе намагничивания отсутствует постоянная составляющая.

При подаче напряжения на трансформатор или при восстановлении напряжения после отключения короткого замыкания ток намагничивания резко возрастает и может достичь значений пяти−восьмикратных от номинального, причем большая часть броска тока намагничивания протекает со стороны подачи напряжения, а в режиме холостого хода весь ток намагничивания проходит со стороны питания, т.е. этот ток будет проходить в дифференциальную цепь.

Поэтому должны быть выявлены признаки, по которым можно отличить бросок тока намагничивания от тока короткого замыкания из-за повреждения трансформатора.

Рассмотрим физические процессы, которые происходят при включении трансформатора на примере однофазного трансформатора (рис. 1. 4). Если в момент включения напряжение питания проходит через нулевое значение, то установившееся значение магнитного потока должно быть близко к максимальному. Магнитный поток в сердечнике трансформатора не может измениться мгновенно, что приводит к возникновению свободной апериодической составляющей потока, величина которой должна быть такой величины, чтобы результирующий магнитный поток был равен нулю или остаточному потоку, если к моменту включения в магнитопроводе существовал остаточный поток. В результате кривая результирующего магнитного потока оказывается смещенной относительно нулевой линии. В пределе через половину периода результирующий магнитный поток может принять двойное значение и более при наличии остаточной индукции с неблагоприятным знаком.

Насыщение магнитопровода и вызывает появление значительных бросков тока намагничивания.

Рис. 1.4. Бросок тока намагничивания однофазного трансформатора

В трехфазных трансформаторах на броски тока намагничивания каждой фазы оказывают влияние магнитные потоки в сердечниках других фаз и обмотки трансформатора, соединенные в «треугольник». В зависимости от момента подачи напряжения, режима нейтрали, групп соединения обмоток трансформатора, (трехстержневой трансформатор или состоит из однофазных трансформаторов) бросок тока намагничивания может быть двух видов.

В первом случае во всех трех фазах броски тока намагничивания имеют однополярный характер, причем в одной фазе бросок тока намагничивания будет максимальным, в двух других – одинаковые и противоположные по знаку первой фазы.

Во втором случае в двух фазах броски тока намагничивания имеют однополярный характер разного знака, а в третьей фазе – периодический характер. Периодический бросок тока намагничивания может достигать двукратного значения номинального тока трансформатора. Идеализированные формы двух видов броска тока намагничивания показаны на рис 1.5, а осциллограмма взятия под напряжение трансформатора с броском тока намагничивания второго вида приведена на рис. 1.6.

Рис. 1.5. Идеализированные формы бросков тока намагничивания первого и второго вида

Рис. 1.6. Осциллограммы токов намагничивания при взятии под напряжение силового трансформатора

При соединении ТТ дифференциальной защиты в «треугольник» при однополярных бросках тока намагничивания в дифференциальной цепи одной из фаз (где протекает разность токов) может появиться вторичный ток периодического характера.

После насыщения ТТ однополярным броском тока намагничивания во вторичном токе также появляются отрицательные полуволны.

Анализ кривых трехфазного броска тока намагничивания показывает следующие его характерные особенности:

бросок тока намагничивания, по крайней мере в двух фазах, носит апериодический характер;
апериодический бросок тока намагничивания в пределах одного периода имеет только один максимум и существенную токовую паузу в то время как ток короткого замыкания – два максимума за период;
в периодическом броске тока намагничивания имеется бестоковая пауза, меньшая по длительности, чем при апериодическом броске;
бросок тока намагничивания содержит высшие гармонические составляющие: вторую, третью и т.д., особенно велика доля второй гармоники. Даже в периодическом броске тока намагничивания доля второй гармонической составляющей велика.

К сожалению, при повреждении в зоне действия дифференциальной защиты ток короткого замыкания может иметь (как и при броске тока намагничивания) быстро затухающую апериодическую составляющую.

При насыщении трансформаторов тока апериодической составляющей первичного тока во вторичном токе появятся четные гармоники. При больших кратностях тока короткого замыкания в режиме глубокого насыщения трансформаторов тока во вторичном токе могут появиться и паузы. Таким образом, все признаки броска тока намагничивания присущи и вторичному току при больших величинах тока короткого замыкания в зоне работы дифференциальной защиты. Поэтому высокочувствительные дифференциальные защиты трансформаторов, использующие для блокировки один из перечисленных признаков броска тока намагничивания, могут правильно работать только в определенном диапазоне токов.

При токах, когда погрешности трансформаторов тока могут привести (в результате блокировки) к замедлению действия защиты или ее отказу, предусматривается грубая дифференциальная защита, отстроенная по току срабатывания от броска тока намагничивания, так называемая дифференциальная отсечка.

ПУЭ допускает использование дифференциальной отсечки как основной защиты на трансформаторах мощностью до 25 МВ•А. Для дифференциальной отсечки с электромагнитным токовым и выходным промежуточным реле ток срабатывания может быть принят трех–четырехкратным номинального тока трансформатора.

Дифференциальная защита трансформатора: типы, принцип действия | ENARGYS.RU

Наиболее совершенный способом защиты трансформаторов из всех, на настоящее время известных, является релейная защита, построенная на дифференциальном принципе.

Для дифференциальной защиты характерна избирательность действия или селективность. Это означает срабатывание защиты в районе электроустановки между трансформаторами тока, на вводе высшего напряжения, до силового трансформатора и на вводе отходящей линии низшего напряжения, после силового трансформатора

К плюсам можно отнести небольшую величину тока срабатывания. Для трансформаторов, которые имеют мощность от 63мВА, ток входит в границы 0,1–0,3А от номинального тока, такая величина тока срабатывания обеспечивает коэффициент чувствительности 1,5 –2,0 к витковым и межкатушечным замыканиям в переплетенных и обычных обмотках. Время срабатывания защиты очень короткое (15–20мс). Высокая степень чувствительности и очень короткое время реагирования дифзащиты, способствует уменьшению величины повреждения и сокращает время на восстановление оборудования.

Продольная дифференциальная защита устанавливается в обязательном порядке для трансформаторов мощностью от 6300кВа, она служит для предупреждения выхода из строя оборудования, вследствие многофазных замыканий внутри обмоток и на выводах.

Дифференциальная защита трансформаторов обязательна к установке и для параллельно работающих трансформаторов мощностью от 4000кВа. Трансформаторы небольшой мощности на 1000кВа, комплектуются дифзащитой, при отсутствии газовой защиты, и в том случае если МТЗ рассчитана на большую выдержку времени от 0,5сек, а токовая отсечка имеет низкую степень чувствительности.

Дифференциальная продольная защита с циркулирующими токами, отключает силовой трансформатор, мгновенно после неисправности, без выдержки времени.

Дифференциальная защита – принцип действия

Рис №1. Схема, поясняющая принцип действия дифференциальной защиты трансформатора, с двусторонним питанием, а) при КЗ снаружи трансформатора, на его выводах, б) при внутреннем КЗ трансформатора

Принцип действия дифференциальной защиты построен на применении первого закона Киргофа. Защищаемый объект принимается за узел, ток фиксируется полностью на всех ветвях, соединяющих объект с внешней электрической сетью.

При повреждении на отходящей ветви, сумма токов, входящих и отходящих из узла, равна нулю.
При повреждении объекта, в случае КЗ, сумма токов в ветвях будет равна токам короткого замыкания.

Диффзащита трансформатора отличается от дифференциальной защиты высоковольтных линий и генераторов наличием неравенства первичных токов разных обмоток трансформаторов и несовпадением по фазе.

Поперечная дифференциальная защита линий электропередач

Защита построена идентично продольной и основана на принципе сравнивания токов, только для защиты ВЛ и КЛ, установка трансформаторов тока выполняется на разных линиях, питание, которых осуществляется от одного источника, например, от одного выключателя нагрузки, а не на концах участка линии. Трансформаторы тока должны быть идентичны по своим параметрам, их коэффициент трансформации должен быть одинаков.

Рис №2. Поперечная дифференциальная токовая защита параллельно расположенных высоковольтных линий, а) схема токовых цепей, б) цепи напряжения, г; д) – схема цепей постоянного тока.

После отключения одной из линий, блок-контактами высоковольтных выключателей, дифференциальная защита выводится из работы, это происходит для того, чтобы осуществить устранение неселективности действия при внешнем КЗ.

Принцип действия поперечной дифференциальной защиты, позволяет обходиться без настройки защиты на замедление действия, значит, при КЗ линии, произойдет мгновенное отключение, при КЗ в противоположных концах линии наблюдается каскадное (поочередное) действие дифференциальной защиты.

Рис№3. Каскадное срабатывание дифференциальной защиты: а) КЗ в начале ВЛ; б) КЗ в конце ВЛ

Основные условия выбора тока срабатывания:

При внешних КЗ, не должно происходить срабатывание защиты от максимально высокого тока небаланса.
При отключении одной из подключенных параллельно линий электропередач, если вторая линия полностью, на 100% загружена, не должна осуществляться работа защиты.
Чувствительность защиты зависит от КЗ на границе каскадного действия рядом с точкой равной чувствительности, в которой наблюдается равенство токов в реле комплектов защит обеих линий.

Дифференциальная защита генераторов

Защита генераторов, в статоре машины, действует на погашение магнитного поля генератора (отключением автомата АГП), с его последующим отключением от питающей сети, при помощи выключателя нагрузки самого генератора или выключателя на стороне блока ВН.

Существует 2 типа дифференциальной защиты генераторов:

Продольная дифференциальная защита
Поперечная дифференциальная защита.

Принцип действия дифференциальной защиты генераторов идентичен принципу действия дифференциальной защиты трансформаторов и линий. Основывается на разности токов, текущих в параллельно подключенных ветвях.

Реле включается в цепь с трансформатором тока, в перемычку между нейтралями параллельных обмоток статора.

Рис №4. Принцип действия поперечной дифференциальной защиты генератора

Рис №5. Продольная дифференциальная защита генератора

Принцип действия построен на сравнивании токов следующих со стороны выводов генератора.

Зона действия защиты распространяется на: обмотки генератора, выводы обмотки статора и на шины, вплоть до распределительного устройства.

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.

Дифференциальная защита трансформатора и другие виды защит

К плюсам можно отнести небольшую величину тока срабатывания.

Для трансформаторов, которые имеют мощность от 63мВА, ток входит в границы 0,1–0,3А от номинального тока, такая величина тока срабатывания обеспечивает коэффициент чувствительности 1,5 –2,0 к витковым и межкатушечным замыканиям в переплетенных и обычных обмотках.

Время срабатывания защиты очень короткое (15–20мс). Высокая степень чувствительности и очень короткое время реагирования дифзащиты, способствует уменьшению величины повреждения и сокращает время на восстановление оборудования.

Дифференциальная защита – принцип действия

При повреждении на отходящей ветви, сумма токов, входящих и отходящих из узла, равна нулю.

При повреждении объекта, в случае КЗ, сумма токов в ветвях будет равна токам короткого замыкания.

Поперечная дифференциальная защита линий электропередач

Рис№3. Каскадное срабатывание дифференциальной защиты: а) КЗ в начале ВЛ; б) КЗ в конце ВЛ

Основные условия выбора тока срабатывания:

При внешних КЗ, не должно происходить срабатывание защиты от максимально высокого тока небаланса.
При отключении одной из подключенных параллельно линий электропередач, если вторая линия полностью, на 100% загружена, не должна осуществляться работа защиты.
Чувствительность защиты зависит от КЗ на границе каскадного действия рядом с точкой равной чувствительности, в которой наблюдается равенство токов в реле комплектов защит обеих линий.

Дифференциальная защита генераторов

Существует 2 типа дифференциальной защиты генераторов:

Продольная дифференциальная защита
Поперечная дифференциальная защита.

Реле включается в цепь с трансформатором тока, в перемычку между нейтралями параллельных обмоток статора.

Рис №4. Принцип действия поперечной дифференциальной защиты генератора

Рис №5. Продольная дифференциальная защита генератора

Принцип действия построен на сравнивании токов следующих со стороны выводов генератора.

Источник: http://enargys.ru/differentsialnaya-zashhita-transformatora/

Дифференциальная защита трансформаторов

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.

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)

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.

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.

Источник: http://diplomka.net/publ/differencialnaja_zashhita_transformatorov/5-1-0-398

Защита силового трансформатора кратко об основном

«Сердцем» любой трансформаторной подстанции является силовой трансформатор. При этом данное оборудование является крайне дорогостоящим, поэтому при любых видах повреждениях данного оборудования оно должно незамедлительно отключаться.

Реализовать это можно только одним способом – установкой быстродействующих и чувствительных защит по высокой и низкой стороне трансформатора. В данной статье постараемся кратко разобрать основные виды защит, зоны их работы и особенности.

Итак, трансформаторы мощностью менее 1 кВА защищаются чаще всего с помощью обычных предохранителей по высокой стороне и автоматических выключателей – по низкой, а это отдельная тема.

Сейчас же поговорим об особенностях защиты мощных трансформаторов от 2,5 кВА и выше. Итак, для начала необходимо сказать, что защиты трансформатора бывают основными и резервными.

К основным защитам относится дифференциальная защита и газовая защита трансформатора.

Дифференциальная защита работает без выдержки времени. Это защита с абсолютной селективностью, то есть она реагирует на все виды двухфазных и трехфазных КЗ в зоне действия. Зона работы дифзащиты ограничена трансформаторами тока по сторонам высокого и низкого напряжения.

Газовая защита трансформатора также относится к основным, то есть она работает без выдержки времени и защищает исключительно силовой трансформатор от внутрибаковых повреждений. Газовая защита имеет две ступени. Первая ступень срабатывает при плавном снижении уровня масла в банке трансформатора.

При этом отключения силового оборудования не происходит, и срабатывает лишь соответствующее указательное реле. Вторая ступень срабатывает уже на отключение силового трансформатора.

Работает эта защита при возникновении серьезного повреждения внутри бака силового трансформатора и выброса масла, а также в случае снижения уровня масла в оборудовании ниже уровня газового реле.

С основными защитами силового трансформатора мы разобрались – переходим к резервным. Наиболее важной (если можно так выразиться) резервной защитой является МТЗ. К преимуществам данной защиты можно отнести возможность дальнего резервировании при коротком замыкания.

Это значит, что данная защита будет чувствительной не только при КЗ на силовом трансформаторе, но и в случае возникновении аварии на отходящем присоединении. Время срабатывания защиты выбирается, исходя из принципов селективности, и может составлять от 0,5 до 4 секунд.

Токовая резервная защита также воздействует на отключение силового трансформатора.

Назначение данного устройства, построенного на блоках ПР 4700 или РЗТ, заключается в резервировании основных защит при их отказе или в случае потери опертока.

Основным преимуществом данной защиты является полная независимость от оперативного тока на подстанции. Время срабатывания токовой резервной защиты обычно максимальное (от 3 до 6 секунд).

Защита минимального напряжения (ЗМН) работает в случае обесточения силового трансформатора и воздействует на до отключение выключателя низкой стороны перед действием АВР. Время работы ЗМН может различным – от 6 до 20 секунд, в зависимости от типа нагрузки и требований потребителя.

Из защит, действующих на сигнал, стоит выделить защиту от перегруза, которая работает в случае превышения номинальной мощности трансформатора в среднем на 25 процентов. Время срабатывания такой защиты составляет обычно девять секунд.

При повышении температуры масла в баке силового трансформатора будет работать защита от перегрева. При этом установка по температуре зависит от вида охлаждения силового трансформатора. Защита также работает на сигнал. Время срабатывания также эквивалентно времени срабатывания предупредительной сигнализации на подстанции.

Конечно, выше перечислены далеко не все защиты силового трансформатора. Но приведенной информации вполне достаточно, чтобы хотя бы частично усвоить данный вопрос.

Лучшее сочетание вакуумных и полупроводниковых характеристик — однотактный гибридный усилитель звука.

Мы не создаём иллюзий, Мы делаем звук живым!

Источник: http://grimmi.ru/protection.html

Особенности применения и срабатывания разных защит трансформатора

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:

Дифференциальная защита. Она предохраняет от повреждений и коротких замыканий как в обмотках, так и на наружных выводах. Действует только на отключение;
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;
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;
Защита минимального напряжения. Предусматривает отключение при снижении входного уровня напряжения ниже допустимого. Зачастую имеет выдержку времени, которая даст возможность не реагировать на небольшие просадки;
От замыкания на землю. Выполняется путём установки трансформаторов тока в соединение корпуса и заземляющего контура;
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:

На понижающих одиночно работающих трансформаторах мощность которых выше чем 6300 кВА;
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;
Если МТЗ трансформатора не даёт необходимой чувствительности и скорости отключения, и может срабатывать с выдержкой времени более одной секунды;
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

Особенности работы и применения резонансного трансформатора Тесла

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.

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/osobennosti-primeneniya-i-srabatyvaniya-zashhity-transformatorov.html

Основные и резервные защиты: мифы и реальность

Очень часто приходится сталкиваться с тем, что люди не совсем понимают, что такое основная и резервная защита присоединения. Что интересно, это не только новички, но и некоторые уже состоявшиеся специалисты.

Вот несколько мифов с которыми встречался лично я:

Основная защита – это защита с абсолютной селективностью, обычно дифференциальная
Основная защита есть только на напряжении 35 кВ и выше, т.е. на присоединениях 0,4-10 кВ есть только резервные защиты
Есть присоединения, для которых нет резервных защит, только основные
Основная защита только одна, а резервных может быть несколько

Все, что написано выше – неправда. Давайте сегодня поговорим о основных и резервных защитах для того, чтобы понимать некоторые определения и общаться с коллегами релейщиками корректно.

Основная защита присоединения

Согласно определению ПУЭ (п. 3.2.14) – “На каждом из элементов электроустановки должна быть предусмотрена основная защита, предназначенная для ее действия при повреждениях в пределах всего защищаемого элемента с временем, меньшим, чем у других установленных на этом элементе защит.”

Таким образом на любом присоединении всегда есть основная защита (см. Миф 2). Это любая защита, которая защищает весь участок и действует быстрее, чем другие защиты. Все просто и понятно. Теперь примеры.

Для линии 0,4, 6 или 10 кВ основная защита – это максимальная токовая защита (МТЗ). Защищает всю линию и работает быстрее остальных защит. Токовая отсечка срабатывает быстрее, чем МТЗ, но она защищает только часть линии, т.е. не может являться основной защитой. То же самое с защитой от перегрузки – хоть и реагирует на повреждения на всем участке, но срабатывает намного медленнее, чем МТЗ.

МТЗ вообще является основной защитой для большей части присоединений 0,4-6 кВ, за исключением генераторов и мощных двигателей, там основная защита – дифференциальная.

Как это получается? МТЗ остается на присоединении, она реагирует на все виды КЗ, но появляется еще одна защита – дифференциальная.

Дифференциальная защита двигателя или генератора также реагирует на КЗ на всем участке, но срабатывает быстрее, чем МТЗ. Звание основной защиты переходит ей, а МТЗ становится резервной.

Еще один пример с защитой силовых трансформаторов. Трансформаторы мощностью до 6,3 МВА имеют в качестве основной защиты МТЗ, а вот начиная с 6,3 МВА и выше добавляется дифференциальная. Она и становится основной вместо МТЗ, а МТЗ переходит в разряд резервных.

Таким образом не важно на каком принципе работает защита (см. Миф 1), главное, чтобы выполнялись условия п.3.2.14.

Может ли быть несколько основных защит на одном присоединении? (см. Миф 4) Да, может.

Например, для масляных силовых трансформаторов 6,3 МВА и больше обычно 2 основных зашиты – дифференциальная и газовая. Обе подходят под определение по п.3.2.14 потому, что работают без выдержки времени и на всем защищаемом участке. Иногда на присоединении ставят по 3 основных защиты, например, для АТ 220 кВ и выше большой мощности (две дифференциальные и газовая)

Резервная защита присоединения

Опять же давайте сначала посмотрим определение (ПЭУ п.3.2.15) – “Для действия при отказах защит или выключателей смежных элементов следует предусматривать резервную защиту, предназначенную для обеспечения дальнего резервного действия.

Если основная защита элемента обладает абсолютной селективностью (например, высокочастотная защита, продольная и поперечная дифференциальные защиты), то на данном элементе должна быть установлена резервная защита, выполняющая функции не только дальнего, но и ближнего резервирования, т. е. действующая при отказе основной защиты данного элемента или выведении ее из работы…”

Таким образом резервная защита присутствует также всегда и для любого присоединения (см. Миф 3).

Просто запомните одну простую вещь – на любом участке энергосистемы, на любом классе напряжения, есть как минимум 2 защиты – основная и резервная. Всегда!

Чаще всего резервной защитой присоединения является основная защита вышестоящего присоединения. Получается последовательная цепочка защит в которой все ступени “наползают” друг на друга.

Однако, если основная защита присоединения выполняется в виде дифференциальной или дифференциально-фазной защиты, то нужна еще одна защита, чтобы выполнить резервирование нижестоящего участка. Эта защита должна быть ступенчатой потому, что только ступенчатые могут выполнять дальнее резервирование. Об этом мы говорили в нашей прошлой статье.

Итак, давайте подведем итоги:

На любом присоединении есть как минимум одна основная защита
На любом присоединении есть как минимум одна резервная защита
Основной может быть защита, выполненная на любом принципе (МТЗ, ДЗ ДЗТ, ДФЗ и т.д.)
Резервной может быть только ступенчатая защита (МТЗ или ДЗ)
На присоединении может быть несколько основных и резервных защит

Думаю, теперь у вас не будет затруднений с определением какой именно, основной или резервной, является та или иная защита. Четкость и понятность определений в релейной защите очень важна и мы будем периодически уделять внимание основным терминам.

Если будут вопросы или найдете какие-либо неточности — пишите в х. Все обсудим. Ну а пока — удачной рабочей недели!

Источник: https://pro-rza.ru/osnovnye-i-rezervnye-zashhity-mify-i-realnost/

Защита и электроавтоматика силовых трансформаторов и автотрансформаторов (ат)

Все защиты трансформатора можно разделить на две группы: основные и резервные защиты.

Основные защищают трансформатор от внутренних повреждений и ненормальных режимов в самом трансформаторе или на его ошиновках.

Резервные защищают обмотки трансформатора от сверхтоков внешних к.з. при повреждениях на присоединениях прилегающей сети, а также по возможности резервируют основные защиты трансформатора.

Основными защитами трансформатора и АТ являются: дифференциальная токовая защита трансформатора, газовая защита трансформатора, газовая защита РПН, токовая отсечка,устанавливаемая со стороны питания на трансформаторах малой мощности, дифференциальная токовая защита ошиновки низшего напряжения АТ, дифференциальная токовая защита ошиновки высшего и среднего напряжения АТ.
Газовая защита трансформатора содержит два элемента: сигнальный и отключающий.
Сигнальный действует на сигнал при слабом газообразовании и при понижении уровня масла.
Отключающий действует на отключение трансформатора со всех сторон с запретом АПВ трансформатора при интенсивном газообразовании и движении масла со скоростью 0,6-1,5 м/сек по маслопроводу между баком трансформатора и расширителем, а также при дальнейшем (после срабатывания сигнального элемента) понижении уровня масла.
Для защиты от повреждений контакторов РПН применяется газовая защита РПН.
Защита выполняется с помощью струйного реле, устанавливаемого между баком РПН и расширителем.
Газовая защита РПН действует на отключение трансформатора со всех сторон с запретом АПВ трансформатора.
Сигнальный элемент у струйных реле отсутствует.

Дифференциальная защита трансформатора реагирует на все виды к.з. (за исключением однофазных замыканий на землю в обмотке 6-10-35кВ) в зоне, ограниченной трансформаторами тока (ТТ).

При замене выключателя трансформатора обходным выключателем дифференциальная защита переключается с ТТ заменяемого выключателя на ТТ обходного выключателя.
Защита действует на отключение трансформатора со всех сторон с запретом АПВ.
Дифференциальная защита ошиновки высшего (среднего) напряжения АТ.
Защита охватывает зону между встроенными ТТ АТ и выносными ТТ выключателей, действует без выдержки времени на отключение АТ со всех сторон без запрета АПВ АТ.
Дифференциальная защита цепей низшего напряжения АТ.

В зону действия этой защиты входят линейный трансформатор, реактор и ошиновка цепей низшего напряжения от встроенных ТТ АТ до выносных ТТ в ячейке ввода низшего напряжения.Защита действует на отключение АТ со всех сторон с запретом АПВ.

В качестве резервной защиты трансформаторов тупиковых и отпаечных подстанций используется максимальная токовая защита (МТЗ) с пуском напряжения или без пуска напряжения.

МТЗ устанавливается на каждой стороне трансформатора. Со стороны питания (110кВ,220кВ) МТЗ, как правило, действует с двумя выдержками времени.

С меньшей выдержкой времени на отключение ввода 10кВ, а с большей – на отключение трансформатора со всех сторон.

В случае, когда с высокой стороны трансформатора установлены короткозамыкатель и отделитель, основные защиты без выдержки времени, а резервные защиты с наибольшей выдержкой времени дейс-

твуют на включение короткозамыкателя, тем самым создавая искусственное однофазное короткое замыкание, отключаемое защитой питающих линий. В бестоковую паузу (при АПВ питающих линий) производится автоматическое отключение отделителя, после чего поврежденный трансформатор (автотрансформатор) оказывается полностью отключенным.

Передача команды – импульса на отключение выключателя с питающей стороны линии при повреждении в трансформаторе, не имеющем выключателя с высокой стороны, может выполняться и без включения короткозамыкателя (для создания искусственного короткого замыкания).Такая команда может подаваться с помощью телеотключения по высокочастотному каналу.

С целью ближнего резервирования защит трансформатора предусматривается резервная независимая МТЗ-110кВ.
Эта защита является полностью автономной как по цепям тока,оперативным цепям, так и по выходным цепям.
Резервная МТЗ-110 с выдержкой времени большей времени срабатывания основной МТЗ-110 действует на отдельную катушку включения короткозамыкателя или на отдельную катушку отключения выключателя на стороне 110кВ.
С выдержкой времени большей времени действия защит на включение короткозамыкателя УРОКЗ действует на отключение отделителя.
При этом допускается разрешение отделителя во имя спасения самого трансформатора.
На отпаечных трансформаторах и тупиковых подстанциях 110кВ могут применяться и одноступенчатые токовые защиты нулевой последовательности, действующие на отключение трансформатора.
На автотрансформаторах транзитных подстанций с высшим напряжением 220-750кВ в качестве резервных защит используются дистанционные защиты (ДЗ) и направленные токовые защиты нулевой последовательности (НТЗНП).

Дистанционные защиты предназначены для отключения междуфазных к.з., а НТЗНП – для отключения одно- и двухфазных к.з. на землю.

Как правило, на высшей и средней стороне АТ устанавливаются двухступенчатая ДЗ и 3-х ступенчатая НТЗНП.

Оперативное ускорение (О/У) первых или вторых ступеней ДЗ и НТЗНП стороны высшего или среднего напряжения АТ ( время 0,3-0,6 сек) вводится оперативным персоналом в случае вывода из работы дифференциальной защиты трансформатора, дифзащиты ошиновки высшего напряжения АТ, дифзащиты шин среднего напряжения.

Цель О/У резервных защит АТ – ускорить действие резервных защит АТ при близких внешних к.з. или к.з. в самом АТ.

Следует отметить, что на время ввода О/У резервных защит, возможно их неселективное действие при к.з. в прилегающей сети.

Резервные защиты АТ стороны высшего напряжения действуют с первой (меньшей) выдержкой времени на отключение всех выключателей высшего напряжения, а со второй (большей) – на отключение АТ со всех сторон.

На ПС, имеющих на стороне 330кВ схему первичных соединений “полуторная”, резервные защиты стороны 330кВ АТ действуют с первой (меньшей) выдержкой времени на деление шин 330кВ (отключение всех выключателей В12), со второй – на отключение выключателей 330кВ своего АТ, и с третьей (наибольшей) – на отключение своего АТ со всех сторон.

Резервные защиты стороны среднего напряжения АТ при схеме первичных соединений этой стороны “секционированная С.Ш.” действуют с первой выдержкой времени на отключение ШСВ, со второй – на отключение своей стороны и с третьей – на отключение АТ со всех сторон.

Такое ступенчатое действие резервных защит позволяет сохранить в работе те АТ, которые отделяются от места к.з. после деления систем шин.

Автоматическое ускорение (А/У) резервных защит при включении выключателя стороны высшего напряжения (А/У – 750,

А/У-330) и при включении выключателей стороны среднего напряжения ( А/У-220, А/У-110) действует на отключение выключателя, включаемого на к.з. ключом управления или устройством ТАПВ.

При этом на каждой стороне АТ ускоряются до 0,4-0,5 сек I и II ступени ДЗ и II ненаправленная ТЗНП.
Индивидуальная защита от непереключения фаз выключателей стороны среднего и высшего напряжения АТ.
Защита выполняется только на выключателях с пофазным управлением.
Назначение защиты – ликвидация неполнофазного режима, возникающего при включении выключателя одной или двумя фазами.
Защита действует на отключение трех фаз включаемого выключателя.
Выдержка времени защиты (0,15 ¶ 0,25 сек) выбрана по условию отстройки от разновременности включения фаз выключателя.
Защита от неполнофазного режима на стороне 330 кВ (750) АТ (ЗНР-330).
Назначение защиты – ликвидация неполнофазного режима, возникающего при неполнофазном отключении одного выключателя 330 кВ АТ и трехфазном отключении второго выключателя 330 кВ АТ.
Защита, как правило, действует на отключение АТ со всех сторон.
Выдержка времени ЗНР-330 на 0,3 сек выше выдержки времени индивидуальной защиты от непереключения фаз выключателя.
На АТ-750кВ для контроля состояния изоляции вводов 750кВ АТ применяется устройство КИВ-750.
Принцип действия устройства – измерение геометрической суммы токов, протекающих под воздействием рабочего напряжения через изоляцию вводов 750 кВ трех фаз.

При исправной изоляции геометрическая сумма токов, входящих в реле типа КИВ, близка к нулю. В случае частичного повреждения изоляции ввода одной из фаз появляется ток небаланса, который фиксируется защитой.

Устройство типа КИВ имеет измерительный элемент для оперативного контроля и отключающий элемент.
Отключающий элемент действует на отключение АТ со всех сторон.
Защита от перегрузки.
В качестве такой защиты устанавливается токовая защита, действующая с выдержкой времени на сигнал в случае перегрузки по току любой обмотки трансформатора.

Источник: http://foraenergy.ru/zashhita-i-elektroavtomatika-silovyx-transformatorov-i-avtotransformatorov-at/

Дифференциальная защита трансформаторов

Дифференциальная защита трансформаторов
Дифференциальные токовые защиты трансформаторов выполняются в виде: дифференциальной токовой отсечки; дифференциальной токовой защиты с промежуточными насыщающимися трансформаторами тока; дифференциальной токовой защиты с реле, имеющими торможение.
Дифференциальная токовая отсечка

Отсечка является наиболее простой из дифференциальных защит трансформатора. Она выполняется посредством максимальных реле тока КА1, К.А2, например РТ-40 или РТМ, включаемых непосредственно в дифференциальную цепь схемы без каких-либо промежуточных устройств (см. рис. а).

Iс.з = (3,0 ÷ 4,5)Iт.ном.

Достоинством дифференциальной токовой отсечки являются быстродействие и простота. Однако из-за большого тока срабатывания дифференциальная токовая отсечка иногда недостаточно чувствительна, поэтому она применяется на трансформаторах относительно небольшой мощности. При этом отсечка должна обеспечивать необходимую чувствительность при коротких замыканиях на выводах трансформатора.

Дифференциальная токовая защита с промежуточными насыщающимися трансформаторами тока.

Для выполнения защиты используются реле с НТТ типа РНТ-565. Принципиальная схема защиты трансформатора с TLAT в однофазном изображении показана на рис (см. рис. б).

Реле РНТ-565 применяются в том случае, если чувствительность токовой отсечки недостаточна или требуются дополнительные устройства для выравнивания токов в схеме с реле косвенного действия.

При этом благодаря НТТ защита отстраивается от бросков тока намагничивания, если принять

Iс.з > (1,0 ÷ 1,5) Iт.ном

Для отстройки защиты от максимальных токов небаланса при внешних коротких замыканиях должно выполняться условие, по которому

Iс.з > kзап Iнб.рсч max1.

Принимается большее из двух полученных значений тока срабатывания

Выбор параметров защиты сводится к определению числа витков дифференциальной ωдиф, уравнительных ωypI и ωypII обмоток исходя из принятого тока срабатывания, магнитодвижущей силы срабатывания Fc.p и условия полного выравнивания, которое обеспечивается при срабатывания Fc.p. Коэффициент чувствительности

kч = Fpaб min/Fc.p = ([(ωypI + ωдиф)I2Iк + (ωypII + ωдиф)I2IIк]min)/Fc.p > 2,0,

где I2Iк и I2IIк — токи в цепях защиты при коротком замыкании в расчетной точке, А.

Дифференциальная токовая защита на основе реле с магнитным торможением.

На среднем стержне магнитопровода насыщающегося трансформатора TLAT кроме дифференциальной (первичной) обмотки ωдиф расположены еще две уравнительные обмотки ωypI и ωypII, обеспечивающие выравнивание токов. Исполнительным элементом является реле тока КА типа РТ-40. Промышленностью выпускаются также реле ДЗТ-13 и ДЗТ-14, которые в отличие от реле ДЗТ-11 имеют соответственно три и четыре тормозные обмотки.

Iс.з min > 1,5Iт.ном

Iс.з = kзап (ε+ΔUpeг+ Δfвр)I(3)к вн max /100.

Iс.p/Iтрм = Iс.з/I(3)к вн max = kтрм.

kтрм = kзап (ε+ΔUpeг+ Δfвр)/100.

ωтрм = kтрм (ωypII + ωдиф)/ tgα.

Источник: https://energetik.com.ru/rzia/differencialnaya-zashhita-transformatorov

Дифференциальная защита

Продольная дифференциальная защита является основной быстродействующей защитой мощных трансформаторов и автотрансформаторов от внутренних повреждений (от междуфазных к.з., замыканий на землю и от витковых замыканий).

Для выполнения диф.защиты трансформатора устанавливаются трансформаторы тока со стороны всех его обмоток. Вторичные обмотки трансформаторов тока соединяются в дифференциальную схему и параллельно к ним подключается реле защиты. Аналогично выполняется диф. защита автотрансформатора.

Принцип действия

Принцип действия диф. защиты трансформатора показан на рис. 8-1.

Рис.8-1. Принцип действия диф. защиты трансформатора

а) токораспределение при сквозном к.з.

б) токораспределение при к.з. в трансформаторе

Принцип действия дифференциальной защиты трансформаторов, так же как и диф. защиты линий и генераторов, основан на сравнении величины и направления (фазы) токов по концам защищаемого элемента (трансформатора).

При рассмотрении принципа действия диф. защиты условно принимается: коэффициент трансформации силового трансформатора равен единице, соединение обмоток одинаковое и одинаковые трансформаторы тока с обеих сторон.

Если схема токовых цепей диф. защиты выполнена правильно и трансформаторы тока имеют совпадающие характеристики, то при прохождении через защищаемый трансформатор сквозного тока внешнего к.з. или тока нагрузки ток в реле диф. защиты трансформатора будет отсутствовать:

I_p=I₁-I₂=0 т.к. I₁=I₂

Практически из-за несовпадения характеристик трансформаторов тока вторичные токи не равны I₁I₂ и в реле протекает ток небаланса:

I_p=I₁-I₂=I_нб

Для того чтобы защита не действовала от тока небаланса, её ток срабатывания выбирается по условию: I_с.з.>I_нб.

При к.з. в трансформаторе или любом другом месте между трансформаторами тока (в зоне действия диф.защиты) направление тока I₂ изменится на противоположное и ток в реле станет равным:

I_p=I₁+I₂>I_с_._з_.

Под влиянием этого тока защита срабатывает и производит отключение поврежденного трансформатора от источников питания.

Особенности выполнения диф. защит трансформаторов

При выполнении диф.защит трансформаторов и автотрансформаторов необходимо учитывать следующее:

Первичные токи обмоток трансформатора не равны по величине.

Соотношение токов определяется коэффициентом трансформации силового трансформатора: , поэтому ток I_II на стороне НН трансформатора в режимах нагрузки и внешнего к.з. всегда больше тока I_I на стороне ВН: I_II>I_I.

В трансформаторах с соединением обмоток «звезда-треугольник» (/) и «треугольник-звезда» (/) первичные токи обмоток трансформатора различаются не только по величине, но и по фазе.

В трансформаторах с соединением обмоток «звезда-звезда» токи или совпадают по фазе, или сдвинуты на 180⁰.

Векторная диаграмма первичных и вторичных токов представлена на рис. 8-2.

Рис. 8-2. Векторная диаграмма первичных и вторичных токов

а) при соединении обмоток /

б) при соединении обмоток / 

При наиболее распространенной 11-ой группе соединения обмоток силового трансформатора линейный ток на стороне «треугольника» опережает линейный ток со стороны «звезды» на 30⁰.

Таким образом, чтобы поступающие в реле диф. защиты трансформатора токи были равны, необходимо применять специальные меры по выравниванию вторичных токов трансформаторов тока как по величине так и по фазе.

Выравнивание величин вторичных токов в плечах диф.защиты выполняется подбором соответствующих коэффициентов трансформаторов тока диф. защиты или применением специальных трансформаторов (автотрансформаторов) компенсирующих различие во вторичных токах трансформаторов тока (рис. 8-3). Уравнительные обмотки диф. реле.

Рис. 8-3. Выравнивание вторичных токов в схеме диф. защиты трансформатора

а) с помощью промежуточного автотрансформатора АТ

б) с помощью промежуточного трансформатора ТК

Для компенсации сдвига фаз токов силовых трансформаторов, соединенных по схеме / или /, необходимо трансформаторы тока на стороне «звезды» силового трансформатора соединять в «треугольник», а на стороне «треугольника» силового трансформатора – «в звезду» (рис. 8-4).

Рис. 8-4. Компенсация углового сдвига токов в схеме диф.защиты

трансформатора с соединением обмоток «звезда-треугольник»

(Как правило, вторичные обмотки со стороны «звезды» обмотки ВН силового трансформатора соединяются в такой же «треугольник» как и обмотка НН силового трансформатора, а вторичные обмотки ТТ со стороны «треугольника» обмотки НН силового трансформатора, соединяются в такую же «звезду», как и обмотка ВН силового трансформатора).

Токи небаланса в дифференциальных защитах трансформаторов

Таки небаланса в диф. защитах трансформаторов определяются большим числом факторов, чем в защитах генераторов и имеют повышенные значения.

Во-первых, трансформаторы тока диф. защиты трансформаторов устанавливаются на сторонах силового трансформатора, имеющих различные напряжения, поэтому они отличаются друг от друга по типам, нагрузкам и кратностям токов внешнего к.з. Всё это обуславливает наличие разных погрешностей у разных групп ТТ, что приводит к появлению повышенных токов небаланса в дифференциальной цепи защиты при внешних к.з.

Во-вторых, при регулировании коэффициента трансформации силового трансформатора соотношения между первичными, а следовательно, и между вторичными токами ТТ, установленных в разных плечах диф. защиты, изменяется, что также приводит к появлению тока небаланса в диф. защите .

Кроме того, диф. защиту трансформатора необходимо отстраивать от броска тока намагничивания который появляется при включении трансформатора под напряжение, а также при восстановлении напряжения на нём после отключения внешнего к.з.

В нормальном режиме (силовой трансформатор под напряжением) ток намагничивания имеет незначительную величину: I_нам=(0,020,03)I_т.ном.

В режимах включения силового трансформатора под напряжение и после отключения внешнего к.з. бросок тока намагничивания (значительно превышает номинальный ток трансформатора): I_бр.нам=(67)I_т.ном.

Резкое возрастание тока намагничивание объясняется насыщением магнитопровода силового трансформатора. Характер изменения тока намагничивания во времени показан на рис. 8-5,а.

Рис. 8-5. Характер изменения намагничивающего тока (а) и магнитные потоки в сердечнике трансформатора при включении его под напряжение (б).

При включении силового трансформатора под напряжение возникает переходной процесс, сопровождающийся появлением двух магнитных потоков (рис. 8-5, б), установившегося Ф_У и свободного затухающего апериодического Ф_СВ. Результирующий магнитный поток Ф_Т=Ф_У+Ф_СВ в момент включения Ф_ТО=0 и поэтому Ф_СВО=-Ф_УО. Во втором полупериоде знаки обоих потоков совпадают и результирующий поток достигает максимальной величины Ф_Т.мак.

Наибольшее значение Ф_Т
макс и следовательно I_бр.нам имеет место при включении трансформатора в момент когда мгновенное значение напряжения на трансформаторе равно нулю. В этом случае магнитный поток Ф_Т в сердечнике трансформатора в начальный момент содержит большую апериодическую составляющую Ф_СВО и превышает при переходном процессе установившееся значение Ф_УСТ в 2 раза. Зависимость Ф=f (I_нам) нелинейна и поэтому ток намагничивания увеличивается по отношению к установившемуся значению в сотни раз. Бросок тока намагничивания, как правило, имеет большую апериодическую слагающую и значительный процент высших гармоник. В результате кривая I_нам может оказаться смещённой в одну сторону от оси времени.

В общем случае суммарный расчётный ток небаланса имеет несколько слагающих:

I_нб=I_нбТТ+I_нб.рег.+I_нб.выр.+I_нб.нам.

Ток I_нб.ТТ определяется наличием неодинаковых токов намагничивания у ТТ (наличием погрешностей ТТ) и вычисляется по формуле:

I_нб.ТТ=К_аК_однfI_к.макс.

где:
К_а	—	коэффициент апериодичности, для реле с БНТ принимаемый равным 1, а для реле тока РТ-40 – 0,5
К_одн	—	коэффициент однотипности ТТ равный 0,51. (При существенном различии погрешности ТТ К_одн достигает максимального значения К_одн=1)
f=0,1	—	погрешность ТТ, удовлетворяющая 10%-ной кратности
I_к.макс	—	наибольший ток сквозного к.з.

Ток I_нб.рег появляется при изменении (регулировании) коэффициента трансформации N силового трансформатора и вычисляется по формуле:

I_нб.рег=_U_регI_к.макс

На трансформаторах с регулированием напряжения под нагрузкой (с РПН) возможны _U_рег 0,150,2. При регулировании на отключённом трансформаторе _U_рег 0,05.

Ток I_нб.выр=_f_вырI_вн определяется неточностью выравнивания величины вторичных токов ТТ плеч защиты.

Ток I_нб.нам представляет собой ток намагничивания защищаемого силового трансформатора, который может достигать значений намного больших I_ном трансформатора в виде броска тока намагничивания при включении трансформатора под напряжение.

Полный ток небаланса будет равен:

I_нб=(К_аК_однf+_U_рег+_f_выр)I_к.макс+I_нам

Для предотвращения работы диф. защиты от токов небаланса ток срабатывания защиты выбирают из условия:

I_с.з.>I_нб_.

Очевидно, что для повышения чувствительности диф. защиты необходимо принимать меры по снижению величины тока небаланса.

Для уменьшения составляющей I_нб.ТТ тока небаланса коэффициенты трансформации ТТ подбирают так, чтобы обеспечивались равные токи в плечах диф. защиты.

Кроме того, ТТ выбирают по кривым предельной кратности так, чтобы их погрешность не превышала 10%.

Для отстройки диф. защиты от токов небаланса при внешних к.з. и от бросков тока намагничивания применяют специальные диф. реле с БНТ (реле типа РНТ) и диф. реле с торможением (реле типа ДЗТ).

Схемы дифференциальных защит трансформатора

На практике применяют схемы диф. защиты различной сложности и с использованием разных способов отстройки от внешних к.з. и от бросков намагничивающих токов.

В простейшем случае в защите используют обычные реле тока (типа РТ-40) без замедления. Такую защиту называют дифференциальной отсечкой. Принципиальная схема диф. отсечки 2-х обмоточного трансформатора приведена на рис. 8-6.

Рис. 8-6. Принципиальная схема дифференциальной отсечки 2-х обмоточного трансформатора.

Ток срабатывания диф. отсечки отстраивается от броска намагничивающего тока:

I_с.з.=К_нI_ном.Т

где:
I_ном.Т	—	номинальный ток трансформатора
К_н=35		—	коэффициент надёжности.

Для облегчения отстройки I_с.з. от броска намагничивающего тока, который быстро затухает, в схеме диф. отсечки устанавливают промежуточное реле с временем действия 0,040,06с.

При условии выбора ТТ диф. отсечки по кривым предельной кратности (полная погрешность ТТ не должна превышать 10%), отстройка тока срабатывания от броска тока намагничивания обеспечивает отстройку защиты и от токов небаланса при внешних к.з.

Основным достоинством диф. отсечки является простота схемы и быстродействие. Недостатком является большой ток срабатывания, вследствие чего защита оказывается, в ряде случаев нечувствительна (например, к витковым замыканиям).

При использовании диф. отсечки в качестве основной защиты от внутренних повреждений в трансформаторе, коэффициент чувствительности должен быть: К_ч2.

Упрощённая схема диф. отсечки (рис. 8-6) выполняется в 2-х фазном исполнении (на стороне треугольника силового трансформатора устанавливаются ТТ в 2-х фазах «А» и «С» и на двух реле тока). Упрощённая схема не действует при двойных замыканиях на землю на стороне НН силового трансформатора в тех случаях, когда земля в трансформаторе возникает на фазе, не имеющей ТТ (на фазе «В»). Это повреждение должно отключаться другими защитами трансформатора (например, МТЗ).

Диф. отсечка из-за недостаточной её чувствительности применяется на трансформаторах малой мощности (до 25 МВА).

На трансформаторах средней и большой мощности (25 МВА и более) применяют трехфазные схемы продольных дифференциальных защит с использованием диф. реле типа РНТ и реле с торможением типа ДЗТ.

Принципиальная схема диф. защиты двухобмоточного трансформатора с использованием БНТ приведена на рис. 8-7.

Наличие быстронасыщающихся трансформаторов (TLA на рис. 8‑7) позволяет эффективно отстраиваться от бросков намагничивающего тока и токов небаланса при внешних к.з. (БНТ практически запирает защиту при наличии аредиодической составляющей в токе дифференциальной цепи – в реле КА-1КА3. Поэтому отстройка диф. защиты может осуществляться от установившегося значения периодической составляющей тока небаланса, что значительно повышает чувствительность защиты.

При существенной разнице между токами в плечах диф. защиты используются выравнивающие (уравнительные) обмотки TLA.

Рис. 8-7. Схема диф. защиты двухобмоточного трансформатора с БНТ.

а) принципиальная

б) развернутая

Практически ток срабатывания диф. защиты трансформаторов без РПН выбирают равным:

I_с.з.=(12)I_ном.Т.

Ток к.з., как и ток намагничивания, содержит апериодическую составляющую, которая затухает значительно быстрее, чем периодическая составляющая. Наличие БНТ замеляет работу диф. защиты при к.з. в трансформаторе на время 0,010,03с, что является допустимым.

На трансформаторах с РПН ток срабатывания диф. защиты с БНТ получается равным:

I_с.з.=(3-4)I_Т.ном_.

Достаточно высокая чувствительность диф. защиты сохраняется при использовании реле типа ДЗТ с магнитным торможением, однолинейная схема включения которого приведена на рис. 8-8. Применение реле ДЗТ целесообразно в случаях необходимости отстройки диф. защиты от токов небаланса, вызванных внешними к.з.

При внешних к.з токи тормозных обмоток создают магнитный поток насыщающий крайние стержни магнитопровода, и ток срабатывания возрастает пропорционально току в тормозных обмотках. При к.з. в зоне диф. защиты ток в рабочей обмотке I_р
(вт.к) имеет большую величину и защита, несмотря на подмагничивание тормозным током, срабатывает .

Рис. 8-8. Реле с магнитным торможением (ДЗТ)

а) схема включения реле

б) сравнительная характеристика реле.

Реле ДЗТ с несколькими тормозными обмотками используется в диф. защитах многообмоточных трансформаторов.

Диф. защита действует и при витковых замыканиях в трансформаторе, однако её чувствительность зависит от доли замкнувшихся витков.

В настоящее время промышленностью выпускается полупроводниковая дифференциальная защита для использования на мощных трансформаторах типа ДЗТ-21, ток срабатывания которой равен (0,2-0,3) U_ном.Т.

Выводы:

Продольная дифференциальная защита является основной быстродействующей защитой трансформаторов и автотрансформаторов от повреждений как внутри баков, так и вне их, в зоне, ограниченной трансформаторами тока схемы защиты.
Принцип действия продольной диф. защиты трансформаторов (автотрансформаторов), так же как и диф. защит ВЛ и генераторов, основан на сравнении величины и фазы токов по концам защищаемого элемента.
Недостатком диф. защиты является недостаточная её чувствительность при к.з. внутри обмоток (в том числе при витковых замыканиях) при применении достаточно грубых защит с током срабатывания больше номинального тока трансформатора (I_с.з.>I_ном.Т).
Ток срабатывания диф. защиты трансформатора необходимо отстраивать от токов небаланса при сквозных (внешних) к.з., а также от бросков тока намагничивания силового трансформатора при включении и отключении его от сети.
Для повышения чувствительности диф. защиты трансформатора применяют специальные диф. реле с быстронасыщающимися трансформаторами (БНТ) типа РНТ и реле с магнитным торможением типа ДЗТ.
Дифференциальную защиту рекомендуется применять на трансформаторах мощностью 6,3 МВА и выше, а также на трансформаторах собственных нужд электростанций мощностью 4 МВА и выше.
На трансформаторах малой мощности (до 25 МВА) применяются дифференциальные отсечки (без БНТ).
На трансформаторах средней и большой мощности применяются дифференциальные защиты с БНТ с использованием реле РНТ, а на трансформаторах с регулировкой напряжения под нагрузкой и на многообмоточных трансформаторах – дифференциальные защиты с использованием реле ДЗТ.
На мощных трансформаторах в настоящее время широко используется высокочувствительная полупроводниковая диф. защита типа ДЗТ‑21, ток срабатывания которой не более 0,3I_ном.Т.

применение и принцип действия, преимущества и недостатки

Для обеспечения долговременной эксплуатации электрооборудования применяются разнообразные виды защит. Дифференциальная защита получила широкое распространение благодаря высокому быстродействию. Применяется в сетях с глухозаземленной нейтралью для безопасного функционирования линий электропередач, электродвигателей, сборных машин, трансформаторов, автотрансформаторов и генераторов от коротких замыканий, а также для домашнего использования.

Виды и особенности работы

Дифференциальная защита является одним из видов релейной защиты, которая отличается абсолютной селективностью и очень высокой скоростью срабатывания. Существуют такие виды дифзащиты: поперечная и продольная. Выбор соответствующей дифзащиты зависит напрямую от ситуации, а для того чтобы уметь безошибочно ее применять, необходимо знать, в каких случаях она применяется, принцип действия, а также основные недостатки и ограничения.

Продольная защита

Продольную дифзащиту необходимо устанавливать в роли основной для защиты мощных трансформаторов и автотрансформаторов.

Основные требования:

Одиночные трансформаторы и автотрансформаторы с мощностью от 6300 кВА.
Параллельно работающие трансформаторы и автотрансформаторы с мощностью от 4000 кВа.
Надежная и помехозащищенная линия связи между 2-мя трансформаторами.
Трансформаторы и автотрансформаторы с мощность от 1000 кВА (токовая отсечка не может добиться необходимой чувствительности при коротком замыкании на выводах с высоким напряжением, при этом максимальная защита должна быть не более 0,5 секунд).

Схема 1 — Продольная дифзащита трансформатора:

Принцип действия дифзащиты сводится к сравнению значений токов фаз, протекающиех по защищенным участкам соответствующих линий. Применяются трансформаторы тока, которые служат для измерения силы тока на защищенном участке цепи. Вторичные обмотки этих трансформаторов соединены с токовыми реле, в результате на обмотку реле попадает разница токов.

При нормальной работе разность значения токов в цепи токового реле будет равна нулю. Однако при коротком замыкании в обмотку реле поступит не разница, а сумма токов. Контакты реле замыкаются, и выдается команда на полное отключение поврежденного участка цепи.

Однако это все прекрасно работает только в теории. В реальном случае через обмотку токового реле будет протекать ток, который не равен нулю. Этот ток называется током небаланса.

Основные причины появления тока небаланса на обмотке токового реле:

Характеристики трансформаторов тока чаще имеют немного разные характеристики. На предприятии-изготовителе их выпускают попарно, предварительно проверяют и подгоняют их характеристики (изменение количества витков обмоток для соблюдения соответствия коэффициента трансформации трансформатора, который необходимо защитить).
Возникновение намагничивающего тока, который появляется в обмотках защищенного трансформатора. В нормальном режиме значение этого тока достигает до 5% от номинального . При холостом ходе трансформатора этот ток на непродолжительное время может превышать значение номинального в несколько раз.
Разные соединения первичной и вторичной обмоток трансформатора (звезда и треугольник). В этой интерпретации вектора токов в первичной и вторичной обмотках будут смещены на 30 градусов, что затруднит подбор количества витков. Это легко компенсировать с помощью соединения обмоток должным образом (на стороне звезды соединяют треугольником, а на стороне треугольника — звездой).

Необходимо учесть, что современные устройства, построенные на базе микропроцессоров, способны компенсировать самостоятельно и для этого нужно просто указать в настройках этого устройства.

Поперечная защита

Применяется только на высоковольтных линия. Поперечная дифференциальная защита выбирает и обесточивает одну поврежденную линию.

Она состоит из токового реле направления мощности, которое подключается, как и в продольной дифзащите, с соответствующего участка на разность токов.

Ток подается на реле через последовательно соединенные контакты для автоматического вывода защиты при отключении проблемной линии, во избежание ее действия при КЗ (коротком замыкании). Вращающий момент у реле направления мощности зависит напрямую от тока, напряжения, а также от угла между этими векторными величинами.

При коротком замыкании значение тока на одной из линий будет больше, чем на другой, и ток в реле будет иметь такое же направление, как и в первой линии. Следовательно, реле замкнет свой контакт (силы тока будет достаточно для притягивания сердечника), и дифзащита отключит линию с большим значением тока. То же самое произойдет и при повешении значения номинального тока во второй линии, но разомкнется уже другая контакторная группа.

Схема 2 — Поперечная дифзащита трансформатора

Принцип действия поперечной защиты примерно такой же, как и у продольной, но есть главное отличие: трансформаторы тока следует установить на концы отдельных линий, которые подключены к данному участку.

Преимущества и недостатки

Несмотря на широкое применение благодаря высокой скорости срабатывания, каждый из видов дифференциальных защит имеет свои плюсы и минусы.

Преимущества продольной дифзащиты:

Абсолютная селективность.
Возможность применения с другими видами защит.
Отлично подходит для линий электропередач (ЛЭП) небольшой длины.
Отключение аварийного участка сети без задержки.

К недостаткам продольной защиты можно отнести:

Снижается эффективность при проектировании длинных ЛЭП.
Необходимы устройства контроля за отказом вспомогательных проводов для корректировки дифзащиты.
Возникновение тока небаланса.
Высокая стоимость при использовании реле (реле с торможением).
Очень сложная реализация (дополнительно сооружаются линии связи для трансформаторов токов).

Преимущества поперечной дифзащиты:

Высокая селективность (100%).
Не оказывает влияние на работу других реле в схемах.
Мгновенное срабатывание.

Недостатки поперечной защиты:

Возрастает необходимость повторного запуска защиты при срабатывании.
Не применяется в виде основной и единственной защит.
Необходимо учитывать мертвые зоны, которых несколько.
Не может защитить концы линии и ошиновку подстанции.
Не может определить место короткого замыкания.
Не применяется для ЛЭП, где требуется отключить лишь поврежденные участки.
Не применяется с автоматическими выключателями.
Необходимо полностью отключать линию с повреждением.

Применение в быту

Эти виды защиты возможно применять для жилых зданий в сетях напряжением от 230 до 400 вольт, однако эти устройства называются дифаппаратами. Они бывают двух типов: дифференциальные автоматы и устройства защитного отключения. Принцип их действия основан на следствии из закона Кирхгофа (I закон), который подразумевает следующее правило: значения входящего и исходящего токов должны быть равны. Если образуется ток утечки, то величины не совпадают, и происходит отключение защищенного участка.

Основные причины возникновения тока утечки:

Прикосновение к частям аппаратуры, которая находится под напряжением человека или животных.
Пробои в изоляции линии проводки или аппаратуры.

В некоторых случаях автоматика (дифаппарат) срабатывает при отсутствии нагрузки (подключенных потребителей электроэнергии). Основная причина — неисправность аппарата или утечка тока в самой распределительной коробке. Однако если аппарат исправен, то в этом случае необходимо полное отключение всех автоматов после дифаппарата, и проверяются все элементы цепи на предмет пробоя на корпус. Для выбора дифзащиты необходимо учесть помещения и особенности электрических цепей, которые подлежат защите.

Дифзащита — оптимальный выбор для квартир с проводкой без заземления. Для обеспечения наибольшей эффективности необходимо ставить 3-уровневую защиту (несколько устройств на 10, 30 и100−300мА).

Для обеспечения техники безопасности ее необходимо проверять нажатием кнопки «Тест» не реже 2 раз в месяц, желательно это делать регулярно.

Дифавтоматы — более качественная защита, которая выполняет функции УЗО и выключателя. Если в жилом помещении имеется генератор, который получил широкое распространение, то для него также можно применить этот вид защиты. Схема включает в себя токовое реле, которое подключается к трансформатору тока. Реле необходимо установить на статоре между нулевыми точками, включенными звездой. При нормальной работе защита не срабатывает, но при возникновении межвиткового замыкания появляется разница магнитных потоков токового реле и защита срабатывает.

Дифзащиту можно также применять и для защиты от многофазных КЗ. Для этого необходимо приобрести специальный дифаппарат для многофазной защиты.

Повышение эффективности дифзащиты

Несмотря на огромный ряд преимуществ перед другими видами защит, дифзащита требует повышения эффективности ее срабатывания в аварийной ситуации при эксплуатации генераторов. Для этого необходимо соблюдать следующие правила:

Включение добавочных резисторов к измерительным токовым реле.
Минимизация апериодических величин и настройка отсечек для переходных токов небаланса.
Применение реле с задержкой времени срабатывания.

Таким образом, дифзащита широко применяется для обеспечения стабильной работы электрооборудования и ЛЭП, защиты от пожаров и возгораний, непредвиденных финансовых затрат, а также для сохранения жизни и здоровья человека.

Дифференциальная защита силовых трансформаторов

Дифференциальная защита силовых трансформаторов основана на принципе циркулирующего тока Merz-Price. Такая защита обеспечивает защиту от внутренних межфазных замыканий и замыканий на землю и обычно используется для трансформаторов мощностью более 2 МВА. Эта система защиты применительно к силовым трансформаторам в основном такая же, как и для генераторов, но с некоторыми усложняющими особенностями, которые не встречаются в области применения генератора.

На рисунке 9.3 показана система защиты Merz-Price применительно к силовому трансформатору звезда / треугольник. Защита от перегрузки обеспечивается использованием предохранителей от перегрузки в управляющих проводах между тремя парами трансформаторов тока. Когда перегрузка перегорает предохранитель, один из пары ТТ отключается от реле, на которое поступает ток от остальных ТТ. Таким образом, баланс нарушается, и реле срабатывает. Таким образом обеспечивается резервная защита.

При включении трансформатора переходный бросок тока намагничивания, протекающего в трансформатор, может достигать 10-кратного значения тока полной нагрузки и относительно медленно спадает.Поскольку большой ток намагничивания протекает только в первичной обмотке, это вызывает разницу в выходных сигналах ТТ и приводит к ложному срабатыванию дифференциальной защиты трансформатора. Чтобы предотвратить срабатывание дифференциальной защиты из-за броска тока намагничивания, на обмотках реле предусмотрены предохранители, как показано на рис. 9.3. Эти предохранители относятся к «ограниченному по времени» типу с обратной характеристикой и не срабатывают в кратковременном включении импульсного перенапряжения.

Однако при длительном отказе предохранители срабатывают (перегорают), и полный ток протекает через катушки реле и приводит в действие систему защиты.Эта схема влияет на настройку реле, и для того, чтобы этого избежать, иногда предусматривают включение «предохранителей» в цепи только во время включения. Эту проблему также можно решить, используя реле с обратной и определенной минимальной временной характеристикой вместо реле мгновенного действия.

Система защиты от циркулирующего тока также обеспечивает защиту от межвитковых замыканий. Короткое замыкание между витками одной и той же фазы изменяет коэффициент трансформации силового трансформатора и, таким образом, вызывает дисбаланс между парами трансформаторов тока и заставляет систему защиты работать.Однако изменение коэффициента трансформации трансформатора должно быть значительным, чтобы обеспечить протекание тока в реле, достаточного для работы. Такие короткие замыкания более эффективно устраняются защитой Бухгольца.

Есть два основных требования, которым должны удовлетворять подключения дифференциального реле. Дифференциальное реле не должно срабатывать при перегрузке или внешних неисправностях, а должно работать при серьезных внутренних неисправностях.

CT Подключения:

Имеется характерный сдвиг фаз между векторами, представляющими напряжение, индуцированное в обмотках высокого напряжения, и обмотках низкого напряжения, имеющих одинаковую маркировку и соответствующие нейтральные точки, в случае трансформаторов звезда-треугольник.Следовательно, токи нагрузки на стороне hv смещены по фазе относительно токов нагрузки соответствующей фазы на стороне iv.

Силовые трансформаторы сгруппированы по фазовому сдвигу следующим образом:

Группа 1 (звезда-звезда) — нулевое смещение фаз

Группа 2 (звезда-звезда) — сдвиг фаз на 180 °

Группа 3 (треугольник) — сдвиг фазы с запаздыванием 30 °

Группа 4 (треугольник) — сдвиг фазы отведения 30 °

В дифференциальной защите по циркуляционному току сдвиг фаз в линейных токах с двух сторон приводит к разности фаз во вторичных токах ТТ с двух сторон.В результате, даже если используются трансформаторы тока с надлежащим передаточным числом, дифференциальный ток будет протекать через рабочую катушку реле при нормальных условиях эксплуатации и вызывать срабатывание реле.

На коррекцию разности фаз влияют соответствующие подключения трансформаторов тока. Подключения трансформаторов тока должны быть такими, чтобы результирующие токи, подаваемые в контрольные провода с любой стороны, смещались по фазе на угол, равный фазовому сдвигу между первичным и вторичным токами.Как правило, ТТ на любой обмотке звездой силового трансформатора подключаются по схеме треугольник, а ТТ на любой обмотке треугольником подключаются по схеме звезды. В таблице 9.1 показаны типы соединений, которые должны использоваться для трансформаторов тока, чтобы компенсировать разность фаз первичного и вторичного токов силового трансформатора.

Передаточное число ТТ:

Следует отметить, что токи в первичной и вторичной обмотках силового трансформатора не равны, и поэтому использование идентичных ТТ (с одинаковым коэффициентом поворота) даст дифференциальный ток и сработает реле даже при отсутствии нагрузки.Разница в величинах первичного и вторичного токов компенсируется использованием трансформаторов тока с разным коэффициентом поворота. Коэффициент трансформации трансформаторов тока, используемых на двух сторонах силового трансформатора, должен быть таким, чтобы их вторичные обмотки имели равные токи во время нормальной работы. Таким образом, в трансформаторе звезда-звезда с соотношением сторон 33 кВ / 132 кВ трансформаторы тока должны иметь коэффициент трансформации 132/33.

Проблемы, связанные с применением дифференциальной защиты силовых трансформаторов :

Простая система дифференциальной защиты неадекватна из-за присущих ей недостатков:

1.Разница в длине контрольных проводов на обеих сторонах реле:

Эту трудность можно преодолеть за счет включения балансировочных сопротивлений последовательно с контрольными проводами. Они настраиваются на месте, чтобы получить точки уравнивания потенциалов на пилотных проводах.

2. Различные характеристики трансформатора тока:

Если не избежать насыщения, разница в характеристиках ТТ из-за различных соотношений, требуемых в цепях с разными напряжениями, может вызвать заметную разницу в соответствующих вторичных токах при возникновении сквозных коротких замыканий.Эта проблема усугубляется в случае силовых трансформаторов из-за использования ТТ с разными коэффициентами по обе стороны от силового 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.

3. Изменение положения крана:

В большинстве трансформаторов предусмотрено переключение ответвлений, чтобы напряжение можно было изменять в соответствии с требованиями для поддержания напряжения системы в определенных пределах.При переключении ответвлений соотношение напряжений отличается от исходного и влияет на работу дифференциального реле. Эта проблема решается с помощью катушки смещения (т. Е. Процентной дифференциальной релейной защиты).

4. Пусковой ток намагничивания:

При нормальных условиях эксплуатации ток намагничивания очень мал. Однако, когда трансформатор находится под напряжением после того, как он был выведен из эксплуатации, пусковой ток намагничивания может быть чрезвычайно большим (в 10 раз больше тока полной нагрузки) в течение короткого периода (от 5 до 10 циклов, иногда до 4 до 6 секунд).Поскольку ток намагничивания протекает только через первичную обмотку, это вызывает разницу в выходных сигналах трансформаторов тока и заставляет реле срабатывать, что нежелательно.

Существует несколько способов решения указанной выше проблемы. Во-первых, реле может иметь уставку, превышающую максимальный пусковой ток; во-вторых, установка времени может быть достаточно продолжительной, чтобы ток намагничивания спал (упал ниже первичного рабочего тока) до срабатывания реле. Но для трансформаторов сверхвысокого напряжения эти простые средства не являются несовместимыми.Третий вариант — использование реле ограничения второй гармоники.

Merz Цена Дифференциальная защита трансформатора Пояснение

Merz Цена Дифференциальная защита трансформатора:

Дифференциальная защита

Merz price используется для защиты трансформатора от внутреннего короткого замыкания, внутренних замыканий на землю и межвитковых коротких замыканий. Трансформатор — статическое устройство. Ценовая дифференциальная защита Merz — это не что иное, как процентная дифференциальная защита, работающая по принципу схемы циркулирующего тока.

Принцип работы дифференциальной защиты цен Merz:

Дифференциальная защита Merz Price для трансформатора

Два конца трансформатора, первичный и вторичный, соединены с трансформатором тока. Выход трансформатора тока показан на рисунке.

При этом управляющая катушка реле A, B и C подключена к каждой фазе и нейтральному выводу ТТ. Здесь векторная сумма тока каждой фазы равна нулю, следовательно, чистый ток через рабочие катушки реле A, B и C равен нулю.

Реле перестает работать. Во время ненормального состояния ток в обеих сторонах трансформатора тока становится неодинаковым.

Следовательно, ток небаланса течет в рабочей катушке реле. если ток в рабочей катушке реле выше, чем значение срабатывания реле, то реле отправляет команду отключения на автоматический выключатель.

Условия дифференциальной защиты трансформатора:

При использовании этой защиты трансформатора циркулирующего тока должно выполняться следующее условие.

Коэффициент трансформации:

Для процентной дифференциальной защиты или нормальной дифференциальной защиты коэффициент трансформации трансформатора тока в первичной и вторичной обмотке должен быть одинаковым.

Но в силовом трансформаторе мы используем его либо как понижающий, либо как повышающий напряжение. Так что всегда ток в первичной и вторичной обмотках будет неравным. Следовательно, реле управляет автоматическим выключателем даже при отсутствии неисправности.

Это соотношение ТТ будет устранено добавлением промежуточного трансформатора тока.Промежуточный трансформатор тока соответствует току между первичным и вторичным трансформаторами тока. Он подключается к стороне соединения звездой трансформатора тока.

Другой метод, позволяющий компенсировать разницу в величине токов в первичном и вторичном силовых трансформаторах путем согласования их отношения витков обмотки низкого напряжения.

Считайте, что K — это коэффициент трансформации силового трансформатора, тогда вы можете сопоставить разницу по коэффициенту поворота трансформаторов тока на l.v. сторона сделана в K раз больше, чем у CT на h.v. боковая сторона.

Для примера возьмем силовой трансформатор на напряжение 110 кВ / 11 кВ. Исходя из этого, вы можете рассчитать коэффициент поворотов, равный 10. Теперь вы используете ТТ 200/1 на стороне высокого напряжения.

Следовательно, коэффициент CT становится 200. Для этого вы должны использовать CT 2000/1 на вторичной стороне, чтобы соответствовать величине тока.

Если вы будете следовать двум вышеупомянутым, вторичная обмотка двух трансформаторов тока будет пропускать равные токи при нормальных условиях нагрузки.Следовательно, через реле не будет протекать дифференциальный ток, и оно останется в нерабочем состоянии.

Фазовый сдвиг трансформатора:

В силовом или распределительном трансформаторе обычно существует разность фаз между первичным и вторичным токами трехфазного силового трансформатора.

Этот точный угол фазового сдвига указан на паспортной табличке трансформатора. Даже если вы используете правильное передаточное число, дифференциальный ток может протекать через реле при нормальных условиях и вызывать срабатывание реле.

Этот фазовый сдвиг можно преодолеть, подключив трансформаторы тока в противоположных конфигурациях. Обычно, если обмотка трансформатора соединена звездой, вы должны использовать ТТ в качестве соединения треугольником, как и для обмотки, соединенной треугольником, вы должны использовать звезду соединения вторичной обмотки ТТ.

Пожалуйста, обратитесь к таблице, в которой вы можете помочь, для различных типов подключения трансформатора и соответствующего подключения трансформатора тока.

Merz Price: дифференциальная защита трансформатора ТТ конфигурации

Отводов трансформатора:

В большинстве силовых трансформаторов используется устройство РПН для регулирования уровня напряжения до постоянного.Следовательно, изменение уровня напряжения влияет на вторичный ток в трансформаторе.

Если вы увеличиваете уровень напряжения, ток уменьшается, и наоборот. Это ответвление создает неравномерный ток во вторичной обмотке ТТ. Следовательно, реле начинает давать сбой.

Для решения этой проблемы трансформатор тока имеет ответвления на вторичной стороне. Ответвления регулируются в соответствии с изменениями напряжения в трансформаторе. Но это практически невозможно.

Влияние пускового тока намагничивания:

Пусковой ток намагничивания — это не что иное, как ток, протекающий при включении трансформатора. С момента запуска трансформатор имеет нулевую наведенную ЭДС в обмотках.

Этот ток поступает только в первичную обмотку трансформатора тока. Он очень короткий, но тяжелый (примерно в 4 раза больше тока полной нагрузки трансформатора), поэтому этот пусковой ток приводит к неправильной работе реле.

Неправильное срабатывание пускового тока намагничивания можно легко устранить.Магнитный пусковой ток имеет больше тока второй гармоники примерно на 70%.

Таким образом, мы можем разработать реле, работающее только с основными компонентами. Однако это снижает чувствительность реле.

Длина пилотного провода:

Контрольный провод — это не что иное, как петлевой провод, который используется для соединения ТТ и панели реле. Как правило, на распределительном устройстве устанавливается силовой трансформатор.

Который был бы далеко от панели управления. Для подключения и вывода выхода трансформатора тока от распределительного устройства используются кабели.

Эти кабели называются контрольными проводами. Изменение длины пилотного провода, что влияет на работоспособность реле.

Чтобы решить эту проблему, мы должны рассчитать полное сопротивление управляющего провода. После расчета значения сопротивления мы должны согласовать их, подключив регулируемый резистор.

Регулируя величину сопротивления, сдерживание и управление становятся сбалансированными или балансируется.

Ключевая концепция защиты цен Merz:

Применяя принцип циркулирующего тока для защиты силового трансформатора или распределительного трансформатора, мы должны выполнить вышеуказанные 5 условий, чтобы избежать случайного срабатывания реле.

Пример:

Трехфазный трансформатор, имеющий отношение линейного напряжения 0 · 4 кВ / 11 кВ, подключен по схеме
звезда-треугольник, а защитные трансформаторы на стороне 400 В имеют коэффициент тока 500/5. Какое должно быть соотношение защитных трансформаторов на стороне 11 кВ?

Раствор:

Для трансформаторов звезда / треугольник ТТ будут подключены по схеме треугольник на стороне 400 В (т. Е. Со стороны звезды силового трансформатора) и по схеме звезды на стороне 11000 В (то есть со стороны дельты силового трансформатора).

Merz Цена дифференциальной защиты для проблемы подключения генератора по схеме «треугольник»

Видео Объяснение на английском языке дифференциальной защиты трансформатора:

Видео снято в соответствии с разделом 101 Закона о справедливом и образовательном использовании.

См. Также:

Основная функция дифференциального реле

Дифференциальное реле, рабочая функция:

Дифференциальная защита — одна из самых важных защит в энергосистеме.Он используется для защиты электрооборудования от внутренних неисправностей, таких как короткое замыкание внутренней обмотки или короткое замыкание фазы на фазу шины, межвитковое замыкание, прокол обмотки и т. Д. Он работает в соответствии с действующим законом Кирхгофа. Он утверждает, что алгебраическая сумма узла в схеме равна нулю. Дифференциальное реле можно определить как реле, работающее, когда разность векторов между двумя или более электрическими величинами превышает предварительно установленное значение.

Типы дифференциального реле:

Дифференциальное реле баланса тока
Дифференциальное реле баланса напряжений
Дифференциальное реле со смещением или процентное дифференциальное реле

Дифференциальное реле баланса тока:

[wp_ad_camp_1]
В дифференциальном реле баланса токов ток цепи является величиной для сравнения.Происходит сравнение двух величин тока и вектора. Рассмотрим схему на рисунке, два тока I1 и I2 являются выходами двух трансформаторов тока. Управляющая катушка K размещена поперек трансформатора тока. Здесь в нормальных условиях два тока I1 и I2 имеют одинаковую величину и вектор. Следовательно, в точке А оба компенсируют друг друга. Следовательно, ток, протекающий через катушку K, равен нулю, и реле срабатывает. В ненормальном состоянии ток I1 не равен I2. Затем через катушку K протекает ток, и если ток, протекающий через катушку k, превышает заданное значение, то реле срабатывает соответствующий автоматический выключатель.

В трехфазной цепи используются два типа трансформаторов тока с дифференциальной защитой: одна — это дифференциальная защита с высоким сопротивлением, а другая — с дифференциальной защитой с низким сопротивлением.

Дифференциальная защита с высоким импедансом означает, что катушки реле срабатывают при высоком напряжении и низком токе, а дифференциальная защита с низким импедансом — обмотка реле работает при высоком токе с низким выходным напряжением.

Недостаток токовых дифференциальных реле:

ТТ подключения подключаются через кабель.Следовательно, добавляется импеданс кабеля. Это создает небольшую разницу в токе через катушку реле. Кроме того, катушка реле более чувствительна, переключитесь на ложное срабатывание цепи, даже если неисправности нет.
Требуется дополнительное стабилизирующее сопротивление для повышения устойчивости реле.
CT требует точного соотношения, а также нагрузки.

Дифференциальное реле баланса напряжения.

[wp_ad_camp_1]
В этом реле перегрузки по току подключено через трансформатор тока, как показано на рисунке.Это также называется методом встречного напряжения. В нормальных условиях ток I1 и I2 равны по величине и фазе. Они отменяют друг друга. Равным образом сохраняется баланс напряжений. В состоянии неисправности из-за несимметрии тока в цепи возникает дисбаланс напряжения в катушке перегрузки по току. Это вызывает падение напряжения на реле, и это падение приводит в действие реле или связанную цепь.

См. Также:

Предыдущая статьяРазница между трансформатором тока CT и PT и трансформатором напряженияСледующая статьяПроцентное дифференциальное реле или дифференциальная защита со смещением

(PDF) Новый метод дифференциальной защиты в силовом трансформаторе

Журнал IOSR по электротехнике и электронике (IOSR-JEEE)

e-ISSN : 2278-1676, p-ISSN: 2320-3331, Volume 9, Issue 2 Ver.IV (март — апрель 2014 г.), PP 64-70

www.iosrjournals.org

www.iosrjournals.org 64 | Страница

Новый метод дифференциальной защиты силового трансформатора

Харджит Сингх Каинт2, Гагандип Шарма2

1M. Технический студент, 2 доцент (кафедра электротехники) DAV Институт инженерии и

Технологии, Джаландхар

Аннотация: В данной статье представлена разработка основанной на преобразовании Кларка техники защиты трансформатора.Он

улучшает и увеличивает чувствительность работы цифрового дифференциального реле, которое защищает трансформаторы Power

, различая пусковой ток и ток короткого замыкания. Предлагаемый метод был смоделирован с помощью MATLAB / SIMULINK

с различными тестами операций.

Ключевые слова: дифференциальная защита, преобразования Кларка.

I. Введение

Силовой трансформатор является одним из наиболее важных компонентов в энергосистеме, для которой в течение многих лет разрабатывались различные схемы защиты и контроля

.Силовой трансформатор — это очень дорогое электрическое устройство

, и его работа напрямую влияет на производительность другого оборудования, к которому он подключен. Поэтому необходимо использовать эффективные схемы защиты и системы мониторинга, чтобы

обеспечивал его физическую целостность, а также длительный срок службы. Защита трансформаторов является критическим явлением

. Традиционно методы защиты трансформатора, использующие его поведение на клеммах, основаны на

. Дифференциальная защита

считается наиболее широко используемым методом для выполнения функции защиты.Схема дифференциальной защиты

может использоваться для защиты как первичной, так и вторичной обмоток трехфазного трансформатора

от повреждений. Метод принципиально основан на различении неисправностей

и других условий эксплуатации [1].

Метод защиты силового трансформатора должен предотвращать и блокировать срабатывание дифференциального реле

во время броска намагничивания и должен быстро срабатывать срабатывание реле при внутренних неисправностях.В результате очень важно выбрать правильную схему идентификации, которая может различать пусковой ток намагничивания

и ток внутренней неисправности, пока энергетические компании устанавливают новый силовой трансформатор.

Ученые много изучили, некоторые традиционные методы различения между пусковым током

и токами внутренней неисправности в трансформаторах описаны здесь на основе различных принципов.

Метод ограничения второй гармоники является наиболее распространенным методом, используемым различными производителями реле

и разработчиками приложений.Существует небольшое количество вариантов дифференциальной защиты с ограничением гармоник.

В [2] автор исследует факторы, влияющие на коэффициент второй гармоники в пусковом токе. Методика блокады Fifth Harmonic

предложена в [3]. Алгоритм вейвлет-пакетов (WPT) для определения различных типов токов

в [4]. Комбинация скрытых марковских моделей (HMM) и вейвлет-преобразования (WT) для

позволяет различать пусковые токи намагничивания и внутренние повреждения, предлагаемые в [5].Затем стали применяться методы

для повышения согласованности, скорости и надежности существующих цифровых реле: подход ИНС, подходы

нечеткой логики и адаптивные нечеткие нейроэлементы. В [6] автор рекомендовал нечеткую логику для обнаружения внутренней неисправности

в дифференциальной защите. В [7] автором разработан новый метод дискриминации на основе искусственной нейронной сети

. В работе [8] продемонстрировано использование искусственной нейронной сети (ИНС)

в качестве классификатора шаблонов для работы дифференциального реле.В рамках ИНС одним из сильных методов различения между пусковым током

и током внутреннего повреждения является вероятностная нейронная сеть (PNN) [9]. В статье [10] представлен новый алгоритм детектора

для дифференциальной защиты силового трансформатора, основанный на методе нечеткого нейро. В статье

[11] исследуются методы Fuzzy-Neuro для обеспечения устойчивости реле от симпатического броска. внешние неисправности

, броски намагничивания по условиям возбуждения и их действие при внутренних повреждениях.

A. Определение дифференциальной защиты

Основной принцип работы дифференциальной защиты трансформатора основан на сравнении

токов первичной и вторичной обмоток трансформатора. Для идеального трансформатора, имеющего соотношение 1: 1 и

без учета тока намагничивания, токи на входе и выходе трансформатора должны быть одинаковыми. Дифференциальное реле

фактически сравнивает между первичным током и вторичным током силового трансформатора, если какой-либо дисбаланс

встречается между первичным и вторичным токами, реле срабатывает и отключает как первичный, так и вторичный выключатели

трансформатора.

Учтите, что у вас есть один трансформатор с номинальным первичным током IP и вторичным током IS. Если

, вы устанавливаете ТТ с соотношением IP / 1 A на первичной стороне и аналогично, ТТ с соотношением IS / 1 A на вторичной стороне

трансформатор. Вторичные обмотки этих обоих трансформаторов тока соединены вместе таким образом, что вторичные токи

[Решено] Процент дифференциальной защиты трансформатора prot

Вопрос:

Бесплатная практика с пробными тестами из тестовой тетради

Опции:

Бросок намагничивающих токов

Внешние неисправности

Перегрузка

Внутренние неисправности

Правильный ответ:

Вариант 4 (решение ниже)

Этот вопрос ранее задавали в

Официальный документ для дипломированных стажеров PGCIL от 14 ноября 2018 г.

Официальный документ для дипломированных стажеров PGCIL (от 14 ноября 2018 г.)

Решение:

Скачать вопрос с решением PDF ››

Когда включается ненагруженный трансформатор, он потребляет большой начальный ток намагничивания.Это называется пусковым током намагничивания.
Поскольку пусковой ток протекает только в первичной обмотке, дифференциальная защита будет рассматривать этот пусковой ток как внутреннюю неисправность .
Содержание гармоник в пусковых токах отличается от таковых в обычном токе короткого замыкания.
Постоянная составляющая варьируется от 40 до 60%, вторая гармоника от 30 до 70% и третья гармоника от 10 до 30%.
Третья гармоника и ее кратные не появляются в подключенных выводах ТТ, поскольку эти гармоники циркулируют в треугольной обмотке трансформатора.
Поскольку вторая гармоника больше связана с пусковым током, чем с током короткого замыкания, эту особенность можно использовать для различения короткого замыкания и пускового тока намагничивания.

На рисунке показана высокоскоростная дифференциальная схема со смещением, включающая функцию ограничения гармоник.

Принцип действия:

Принцип работы состоит в том, чтобы отфильтровать гармоники из дифференциального тока, выпрямить их и добавить к процентному ограничению.
Настроенная схема XCXL пропускает через рабочую катушку только ток основной частоты.
Постоянный ток и гармоники, в основном вторые гармоники в случае пускового тока магнитного поля, отводятся в ограничительную катушку.
Реле настроено так, чтобы не срабатывать, когда вторая гармоника (ограничение) превышает 15% основного тока (рабочий).

Скачать вопрос с решением PDF ››

Основы и принципы защиты агрегатов

Релейные системы защиты

Основная функция защиты — обнаружение неисправностей и устранение неисправностей. их как можно скорее.Также важно, чтобы в процессе минимальное количество оборудования должно быть отключено. Способность защиты (например, реле и автоматические выключатели) для выполнения последнее требование называется «селективностью». Скорость и избирательность технически может рассматриваться как показатель качества защиты схема. В целом; однако выше скорость и / или избирательность, тем больше стоимость.

Следовательно, степень скорости или избирательности в любой схеме не является чисто Технический вопрос, это еще и экономический.

Основной или защита блока

Системы дифференцированной максимальной токовой защиты, описанные ранее, не соответствуют требованиям требования к защите энергосистемы. Как видно в разделе 10, сортировка не может быть достигнута в длинных и тонких сетях, а также можно заметить, что изменение настроек может привести к более длительному отключению раз ближе к источникам, что не всегда желательно. Эти проблемы уступили место концепции «защиты агрегата», где схемы делятся на дискретные участки без ссылки в другие разделы.

В идеале, чтобы реализовать полную селективность защиты, мощность Система разделена на дискретные зоны. Каждая зона снабжена реле и автоматические выключатели для обнаружения и изоляции собственных внутренних неисправностей.

Это идеальное выборочное зонирование. Защита, используемая таким образом — в основном для внутренних неисправностей в определенной зоне — упоминается в качестве основной или единичной защиты.

Резервная защита

Необходимо обеспечить дополнительную защиту для обеспечения изоляции неисправности, когда основная защита не работает должным образом.Эта дополнительная защита называется «резервной» защитой. Например, обращаясь к приведенному выше рисунку, предположим, что неисправность имеет произошло на подающем устройстве, и выключатель в точке А не сработал. Чтобы устранить эту неисправность, цепи, которые могут подавать ток на неисправность через застрявший выключатель A должен быть отключен. Вина находится за пределами зон основной защиты и может быть очищен только отдельной резервной защитой.Резервная защита должна быть своевременной с задержкой, чтобы позволить селективную изоляцию неисправности основная или единичная защита.

Защита шин; Защита фидера; Защита трансформатора; Мотор защита

++++ Общая схема шин, фидера, трансформатора и двигателя защита.

Методы получения селективности

Самый положительный и эффективный метод получения селективности это использование дифференциальной защиты.Для менее важных установок селективность может быть достигнута за счет скорости работы, с временной защитой.

Принцип защиты агрегата был первоначально установлен Merz and Price. кто были создателями фундаментальной дифференциальной защиты схема. Эти системы в основном используют направление тока, а не чем их фактические значения, защищая конкретную зону с помощью обнаружение циркулирующих токов через контрольные провода и реле.Основные принципы этих хорошо известных форм защиты будут теперь рассмотрим.

Дифференциальная защита

Дифференциальная защита, как следует из названия, сравнивает токи входит и выходит из охраняемой зоны и работает, когда разница между этими токами превышает заранее установленную величину. Этот вид защиты можно разделить на два типа, а именно сбалансированную. ток и симметричное напряжение.

Уравновешенная система циркуляции

Принцип показан. ТТ подключаются последовательно, а между ними циркулирует вторичный ток. Реле подключено через среднюю точку, таким образом, напряжение на реле теоретически равно ноль, следовательно, нет тока через реле и, следовательно, нет работы на наличие неисправностей за пределами защищаемой зоны. Аналогично при нормальном при условии, что токи, выходящие из зоны A и B, равны, что делает реле будет неактивным по текущему балансу.

В условиях внутренней неисправности (т.е. между ТТ на концах A и B) реле работает.

Это в основном из-за направления реверсирования тока в конце B заставляет ток короткого замыкания течь от B к A вместо нормального Условие от A до B на предыдущем рисунке.

Конец реле A; Конец B Ошибка

++++ Уравновешенная система циркуляции тока, внешняя неисправность (стабильная)

Конец реле A; Конец B Ошибка

++++ Уравновешенная система циркуляции, внутренняя неисправность (срабатывание)

Предполагается, что трансформаторы тока идентичны разделить бремя поровну между двумя сторонами.Однако это не всегда можно иметь одинаковые трансформаторы тока и реле на расположение на равном расстоянии от двух торцевых трансформаторов тока. Это нормальная практика добавить резистор последовательно с реле, чтобы уравновесить дисбаланс создается неравной нагрузкой между двумя концевыми цепями. Этот резистор называется «стабилизирующим сопротивлением».

Система симметричного напряжения

Как следует из названия, необходимо создать сбалансированное напряжение через реле в конце A и конце B в исправном состоянии и вне зоны неисправности.В этой схеме трансформаторы тока подключены, чтобы противодействовать друг с другом. Напряжения, создаваемые вторичными токами, равны и противоположны; Таким образом, токи в пилотах или реле не протекают, следовательно, они стабильны при сквозном замыкании. условия. В условиях внутренней неисправности реле будут работать.

Реле B, реле A, конец A, конец B Отказ

++++ Система сбалансированного напряжения — внешняя неисправность (стабильная)

Реле B, реле A, конец A, конец B, неисправность

++++ Система симметричного напряжения, внутренняя неисправность (срабатывание)

Неизменно используются системы уравновешивания или циркуляции тока. для главной защиты генератора, трансформатора и распределительного устройства, где удобно получить доступ к середине пилотов.Этот потому что оба комплекта трансформаторов тока установлены на одной подстанции и одиночное реле используется для обнаружения неисправности в защищаемом зона.

С другой стороны, системы симметричного напряжения используются в основном на фидерах. защита при установке трансформаторов тока на разных подстанциях, которые находятся на некотором расстоянии друг от друга. Поскольку задействованы два реле, одно на каждый конец, каждый из них может быть установлен на соответствующей подстанции.

Несмотря на то, что различные формы дифференциальной защиты похожи, они различаются. значительно подробнее. Различия касаются мер предосторожности. приняты для обеспечения стабильности, то есть для гарантии того, что защита не работать неправильно из-за сквозной неисправности.

Смещение

Ток утечки в дифференциальном реле из-за различных источников ошибок зависит от величины сквозного тока.Следовательно необходимо учитывать настройку дифференциального реле быть больше или пропорционально наихудшему вероятному току разлива произойти в условиях неисправности. Из-за широкого ассортимента величин тока короткого замыкания, не всегда удается сделать реле нечувствительно к меньшим значениям тока утечки. Эта проблема была преодолена путем регулировки рабочего уровня реле в соответствии с к общей сумме тока короткого замыкания.Первоначально это было сделано наличие ограничительной обмотки или электромагнита, несущего полный ток короткого замыкания, пока разрешен рабочий электромагнит пропускать только дифференциальный ток. Этот принцип предвзятости применяется к защите от циркулирующего тока для обеспечения правильной работы при любых условиях неисправности.

Если граничные токи двух зон — I1 и I2, то рабочий количество: K1 (I1 — I2)

Количество смещения: K2 (I1 + I2)

Подходящий выбор констант K1 и K2 обеспечивает стабильность для внешних токи короткого замыкания, несмотря на ошибки измерения, при сохранении стабильности в условиях внутренней неисправности.

Дифференциальная защита машины

Обычно используется принцип сбалансированного циркулирующего тока. В функция смещения введена для обеспечения стабильности, несмотря на возможные небольшие различия в характеристиках двух номинально сбалансированных наборов трансформаторов тока.

Чувствительность этой защиты обычно составляет порядка 10%, это означает, что защита сработает, когда дифференциал ток превышает 10% нормальной полной нагрузки.Без предвзятости, при токе сквозного короткого замыкания, в десять раз превышающем полную нагрузку, защита будет работать, если «утечка» или дифференциальный ток превысит 10% полной нагрузки или 1% от тока короткого замыкания. Чтобы избежать необходимости согласования трансформаторов тока с этой степенью точности смещен сквозным током.

Дифференциальная защита трансформатора

В типовой системе дифференциальной защиты трансформатора также используется принцип циркулирующего тока.Первое, на что следует обратить внимание, это то, что ТТ на одной стороне соединены треугольником, в то время как они соединены в звезде с другой. Это было сделано по двум причинам:

1. Исправить фазовый сдвиг через трансформатор в следующем порядке: для получения синфазных токов на реле.

2. Чтобы реле не работало некорректно для внешнего замыкание на землю на стороне силового трансформатора, где обмотки соединены звездой с заземленной нейтралью.

Смещение сквозного тока необходимо на этих реле не только для собственный дисбаланс трансформаторов тока, но также необходимо позаботиться о любом напряжении ответвлений на трансформаторе, обеспечиваемом устройством РПН. Например, трансформатор с номинальным передаточным числом 132/40 кВ с переключателем ответвлений диапазон от +15 до -5% на стороне 40 кВ будет иметь выбранные коэффициенты трансформатора тока для балансировки на промежуточной точке, а именно 132/42 кВ. Вышеупомянутое обсуждается более подробно.

13.7 Дифференциальная защита КРУ

В дифференциальной защите КРУ все входящие и уходящие токи защищенная зона добавляется, и если результат равен нулю, то шины исправны. Однако, если ток превышает выбранный установка, защита сработает и отключит все связанные цепи выключатели.

Очевидно, что стабильность этого типа защиты имеет жизненно важное значение. так как неправильная операция может привести, например, к выключению электростанции.Из-за большого количества задействованных цепей, все они имеют разные токи, стабильность также более трудна проблема, чем с дифференциальной защитой машины или трансформатора.

Для этой защиты используется ряд различных схем, обычно называется «защита автобусной зоны». Схемы различаются в основном принцип, принятый для достижения стабильности, и они обсуждаются.

Защита контрольного провода фидера

Защита контрольного провода аналогична дифференциальной защите в том, что обычно он сравнивает ток, входящий в цепь, с одним конец с текущим уходом на другом конце.Его область применения это защита силовых кабелей и коротких линий электропередачи. Для этих цепей расстояние между трансформаторами тока на двух концах защищенной зоны слишком велика для циркуляции токовая дифференциальная защита описанного выше типа для машин, трансформаторов и т. д. Контрольный провод обеспечивает канал связи для передачи информации об условиях на одном конце фидера к защитным реле на другом конце питателя и наоборот.

Эти реле или группы реле на двух концах могут сравнение местных и удаленных условий и, таким образом, определение если есть внутренняя неисправность. Каждое реле обычно отключает только свое связанный автоматический выключатель. Есть много разных типов пилотов схемы защиты проводов, но чаще всего используются противоположные тип напряжения.

Время, затраченное на устранение неисправностей

С изначально избирательными формами защиты, помимо обеспечения что реле не работают неправильно из-за начальных переходных процессов, нет необходимости в задержке по времени.Время срабатывания защиты, без время отключения / отключения выключателя обычно составляет следующее порядок: Машинный дифференциал — несколько циклов Дифференциал трансформатора — 10 циклов Дифференциал распределительного устройства (сборной шины) — 4 цикла Дифференциал питателя — несколько циклов Это время работы практически не зависит от величина тока короткого замыкания.

Рекомендуемые системы защиты агрегатов

• Кабельные питатели: дифференциал контрольной проволоки

• Трансформатор: высоковольтная симметричная (ограниченная) защита от замыкания на землю

— Высоковольтная мгновенная максимальная токовая защита с высокой уставкой (малый переходный досягаемость)

— НН-ограниченное замыкание на землю

— Бухгольц

• Сборные шины: схемы со средним / низким сопротивлением для стратегических сборных шин (включая сборные шины, работающие по замкнутому кольцу)

— Схемы блокировки сборных шин для радиальных сетей

• Защита агрегата: следует использовать по возможности на всем протяжении сеть, чтобы убрать обратное время.Реле (IDMT) спереди строка

• IDMT: следует использовать в качестве резервного только на случай сбоя. основной защиты.

Преимущества защиты агрегата

Быстро и избирательно

Защита устройства быстрая и селективная. Он отключит только неисправный пункт установки, тем самым гарантируя устранение любых сбоев в сети.

Легко устанавливается

Устройство защиты легко установить и очень редко после установки требует изменений, поскольку он не зависит от того, что происходит где-то еще в системе.

Без ограничений по времени

Временные ограничения, введенные органами снабжения, не превышают большая проблема. Их нужно учитывать только при настройке увеличьте обратное время резервного питания (IDMT).

Максимальная эксплуатационная гибкость

Система может работать в любой конфигурации переключения без страх потери дискриминации.

Лучшее бесперебойное снабжение

Во многих приложениях кольца могут работать замкнутыми, так что переключение не потребуется восстанавливать нагрузки, что обеспечит лучшую непрерывность поставки.

Будущее расширение относительно легкое

Любое будущее расширение, которое может потребовать еще одной точки подачи, может относительная простота обращения без каких-либо изменений существующих защита.

онлайн-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов. «

Рассел Бейли, П.E.

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации. «

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании веб-сайт. Хорошо организованный. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей роте

имя другим на работе. «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком.

с деталями Канзас

Несчастный случай в Сити Хаятт.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения. «

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент, оставивший отзыв на курс

материалов до оплаты и

получает викторину «

Arvin Swanger, P.E.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «

Mehdi Rahimi, P.E.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

в режиме онлайн

курса.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

обсуждаемые темы »

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании какой-то неясной секции

законов, которые не применяются

до «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы перенести его на свой медицинский прибор.

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

доступный и простой

использовать. Большое спасибо «.

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь печатный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

предоставлено фактических случаев »

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.

тест действительно потребовал исследований в

документ но ответы были

в наличии. «

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курса со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать дополнительный

курса. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

вынуждены путешествовать. «

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время исследовать где на

получить мои кредиты от. «

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теории »

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

мой собственный темп во время моего утро

метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

по ваш промо-адрес который

сниженная цена

на 40%. «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

коды и Нью-Мексико

регламентов. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительных

Сертификация

. «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предоставляет удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал был кратким и

в хорошем состоянии »

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

хороший справочный материал

для деревянного дизайна. «

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

корпус курс и

очень рекомендую .»

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлены. »

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загрузить учебные материалы на номер

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Поддерживаю широкий выбор тем на выбор».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, без всякой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полная

и всесторонний ».

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили этот курс

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, P.E.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, P.E.

Монтана

«Легко выполнить. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличный освежитель ».

Luan Mane, P.E.

Conneticut

«Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

вернуться, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайтом легко пользоваться, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график. «

Майкл Гладд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

Сертификат

. Спасибо за изготовление

процесс простой. »

Fred Schaejbe, P.E.

Висконсин

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и прошел

часовой PDH в

один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея для оплаты

материал .»

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об EE для инженеров, не занимающихся электричеством».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, требующий

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в викторине онлайн и получение сразу

свидетельство. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по номеру

многие различные технические зоны за пределами

своя специализация без

приходится путешествовать.

Разное

Дифференциальная защита трансформатора принцип действия: Дифзащита трансформатора — принцип действия

Дифференциальная защита трансформатора принцип действия: Дифзащита трансформатора — принцип действия

Дифзащита трансформатора — принцип действия

Принцип действия диф защиты трансформатора (ДЗТ): токи небаланса, ТТ, коэффициенты

Условная схема дифференциальной защиты

Погрешность ТТ в работе диф защиты трансформатора

Компенсация угловых сдвигов первичных токов и исключение токов нулевой чувствительности

Разные коэффициенты ТТ в ДЗТ

Регулировка коэффициента трансформации силовых трансформаторов

Ток намагничивания при работе ДЗТ

Дифференциальная защита трансформатора: типы, принцип действия | ENARGYS.RU

Дифференциальная защита – принцип действия

Поперечная дифференциальная защита линий электропередач

Дифференциальная защита генераторов

Дифференциальная защита трансформаторов | Бесплатные дипломные работы на DIPLOMKA.NET

Дифференциальная защита трансформатора и другие виды защит

Дифференциальная защита – принцип действия

Поперечная дифференциальная защита линий электропередач

Дифференциальная защита генераторов

Дифференциальная защита трансформаторов

Защита силового трансформатора кратко об основном

Особенности применения и срабатывания разных защит трансформатора

Основные защиты трансформатора

Защита трансформатора дифференциальная

Принцип действия газовой защиты трансформаторов

Максимальная токовая защита трансформатора

Защита печных трансформаторов

Основные и резервные защиты: мифы и реальность

Основная защита присоединения

Резервная защита присоединения

Защита и электроавтоматика силовых трансформаторов и автотрансформаторов (ат)

Дифференциальная защита трансформаторов

Дифференциальная защита

применение и принцип действия, преимущества и недостатки

Виды и особенности работы

Продольная защита

Поперечная защита

Преимущества и недостатки

Применение в быту

Повышение эффективности дифзащиты

Дифференциальная защита силовых трансформаторов

Merz Цена Дифференциальная защита трансформатора Пояснение

Merz Цена Дифференциальная защита трансформатора:

Принцип работы дифференциальной защиты цен Merz:

Условия дифференциальной защиты трансформатора:

Коэффициент трансформации:

Фазовый сдвиг трансформатора:

Отводов трансформатора:

Влияние пускового тока намагничивания:

Длина пилотного провода:

Ключевая концепция защиты цен Merz:

Пример:

Видео Объяснение на английском языке дифференциальной защиты трансформатора:

См. Также:

Основная функция дифференциального реле

Дифференциальное реле, рабочая функция:

Типы дифференциального реле:

Дифференциальное реле баланса тока:

Недостаток токовых дифференциальных реле:

Дифференциальное реле баланса напряжения.

См. Также:

(PDF) Новый метод дифференциальной защиты в силовом трансформаторе

[Решено] Процент дифференциальной защиты трансформатора prot

Вопрос:

Опции:

Правильный ответ:

Решение:

Основы и принципы защиты агрегатов

онлайн-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

Похожие записи

Как правильно промывать нос при насморке: эффективные методы и растворы

Питание кормящей мамы: что можно есть при грудном вскармливании

Лучшая зимняя обувь для детей 2 лет: выбираем комфортные и надежные модели

Детская комната для новорожденного: оформление, дизайн и планировка

Увлажнитель воздуха: польза и вред для здоровья, отзывы специалистов и пользователей

Добавить комментарий Отменить ответ