Меню

Уставка тока срабатывания дифференциальной защиты трансформатора с реле рнт 565



Дифференциальная токовая защита с промежуточными насыщающимися трансформаторами тока. Принцип действия НТТ. Расчёт тока срабатывания. Реле РНТ-565. Реле ДЗТ-11

date image2015-03-20
views image3644

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Основным элементом реле является насыщающийся трансформатор. Обозначение TLAT.

Насыщающиеся трансфор­маторы тока, применяемые в реле, отличаются от рассмотренных НТТ числом первичных обмоток. На магнитопроводе НТТ ре­ле РНТ-565 кроме основной рабочей обмотки Wраб(w1) размещены до­полнительные обмотки. У реле РНТ-565 они используются как уравнительные Wур I и WурII при неравенстве сравниваемых токов. Обмотки Wраб, Wур I и WурII выполнены секциони­рованными с отводами для возможности дискретного изменения параметров реле. Во всех обмотках НТТ, кроме вторичной w2, предусмотрено пере­ключение чисел витков для изменения уставок срабатывания реле.

Принципиальная схема защиты трансформатора с ТLАТ в однофазном изображении

Реле РНТ-565 применяются в том случае, если чувствительность токовой от­сечки недостаточна. При этом требуемую чувствительность защита имеет обычно на двухобмоточных трансформаторах мощностью менее 25 МВА.

Предварительное определение то­ка срабатывания выполняется по двум условиям

1. По условию отстройки от броска тока намагничивания:

2. По условию отстройки от максимального первичного тока небаланса.

При этом учитывается, что для защиты с НТТ коэффициент kап=1,0, а составляющая тока небаланса Dfвр в первом приближе­нии не учитывается благодаря соответствующему выбору числа витков уравнительных обмоток НТТ,

Принимается большее из двух полученных значений тока срабаты­вания и производится предварительная проверка чувствительности.

Расчетным по чувствительности является двухфазное к. з. на стороне низшего напряжения в минимальном режиме работы пи­тающей системы и при максимальном сопротивлении защищаемого трансформатора.

Если это условие обеспечивается, то расчет параметров защиты продолжают. Выбирают схему сое­динения трансформаторов тока и их коэффициенты трансформа­ции, определяют число витков дифференциальной Wдиф (Wраб) и уравнительных WУРI и WУРII обмоток исходя из принятого значения тока срабатывания, магнитодвижущей силы срабатывания Fc.р. и условия полного выравнивания

В ряде случаев чувствительность защиты с реле РНТ может оказаться недостаточной. В таких случаях диф­ференциальная защита выполняется посредством реле с торможе­нием.

3. Дифференциальная токовая защита на основе реле с магнит­ным торможением.

Для дифференциальной защи­ты трансформаторов выпускаются реле с магнитным торможением типа ДЗТ-11.В реле ДЗТ-11 используется НТТ с дополнительной обмоткой управления, которая называется тормозной обмоткой. Обмотка управления предназначена для изменения характеристики НТТ. Дополнительный ток Iу, протекающий по обмотке управления изменяет степень намагничивания НТТ. С увеличением тока Iу, степень намагничивания увеличивается. Ток небаланса, протекающий по обмотке реле при переходном процессе уменьшается.

Ток срабатывания защиты c реле ДЗТ-11 зависит от числа витков и значения то­ка тормозной обмотки. От­стройка от бросков тока намагничивания достигается выбором тока Iс.з min по условию

Коэффициент отстройки kотс принимается рав­ным 1,5, так как реле ДЗТ-11 имеет худшие, чем реле РНТ, пара­метры в отношении отстройки от неустановившихся токов из-за отсутствия в НТТ реле короткозамкнутой обмотки. Далее расчет витков НТТ реле и максимального первичного тока небаланса Iнб.рсч max1 выполняется, как и для реле РНТ. Дополнением к этому расчету является вы­бор числа витков тормозной обмотки Wтрм, обеспечивающих от­стройку от Iнб.рсч max1.

Общая оценка дифференциальных защит трансформаторов. Дифференциальные защиты обеспечивают быстрое и селективное отключение повреждений в зоне, охватываемой трансформаторами тока. Рекомендуется применять дифференциальную защиту на оди­ночно работающих трансформаторах мощностью Рт>=6,3 МВ-А и на трансформаторах мощностью Рт>=4 МВ-А, работающих парал­лельно. Дифференциальная защита устанавливается также на трансформаторах мощностью Рт=:1 . 4 МВ-А в том случае, если: токовая отсечка не удовлетворяет требованиям чувствительности, а максимальная токовая защита имеет выдержку времени tс.з.>>0,5 с; трансформатор установлен в районе, подверженном земле­трясениям.

При выборе схемы дифференциальной защиты необходимо прежде всего рассмотреть возможность применения наиболее про­стой из дифференциальных защит — дифференциальной токовой отсечки. Только в случае ее недостаточной чувствительности сле­дует использовать реле РНТ. Защиты с реле, имеющими торможе­ние, наиболее сложны, и их применение оправдано только невоз­можностью отстройки защиты без торможения от установившихся значений максимального тока небаланса при внешних коротких за­мыканиях.

Дифференциальная токовая защита имеет тот недостаток, что может отказать из-за недостаточной чувствительности при внут­ренних коротких замыканиях, например витковых. Это вызывает необходимость устанавливать наряду с дифференциальной и газо­вую защиту.

Источник

Расчет защиты на реле типа РНТ 565

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Томский политехнический университет»

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА НА РЕЛЕ РНТ-565

ОТЧЕТ

по лабораторной работе № 4

Выполнил Джураев Р.Ф.
студент гр. 5А0Б

Содержание

1. Цель работы

2. Параметры системы и трансформатора

3. Схема подключения реле

4. Принцип работы дифференциальной защиты трансформатора

5. Результаты измерений токов нормального и аварийного режимов

6. Расчет защиты

7. Результаты испытаний

1.Цель работы:

Параметры системы и трансформатора

1.Сопротивление системы в макс. режиме, Ом 5.2
2.Сопротивление системы в мин. режиме, Ом 5.6
3.Тип трансформатора Тмн-4000/35
4.Номинальная мощность трансформатора, кВА 4000
5.Напряжение короткого замыкания, % 7,5
6.Номинальное напряжение обмотки ВН, кВ 35
7. Номинальное напряжение обмотки НН, кВ 6,3

3. Схемаподключения реле

Рис.1 Вариант подключения реле РНТ-565

4.Принцип работы

5. Результаты измерений токов нормального и аварийного режимов

Вид режима Значение тока на стороне ВН, кА Значение тока на стороне НН, кА
Нормальный режим 0.066 0.367
Двухфазное КЗ, т. К1 3.125 0.00
Двухфазное КЗ, т. К2 0.612 0.00
Трехфазное КЗ, т. К3 0.717 3.985

Расчет защиты на реле типа РНТ 565

6.1. Определяются первичные токи на сторонах защищаемого трансформатора, выбираются трансформаторы тока, вычисляются вторичные токи в плечах защиты

Наименование величины Обозначение и метод определения Числовые значения для сторон
ВН НН
Первичные номинальные токи трансформатора, А 367
Схема соединения трансформаторов тока Треугольник Звезда
Коэффициенты трансформации трансформаторов тока 150/5 400/5
Вторичные токи в плечах защиты , А 66*1,15/(150/5) 2.53 367*1/(400/5) 4,5875

6.2. Предварительно определяется первичный ток срабатывания защиты:

6.2.1. По условию отстройки защиты от тока небаланса при внешнем коротком замыкании

6.2.2. По условию отстройки от режима включения ненагруженного трансформатора под напряжение

Из двух полученных значений по пунктам 6.2.1 и 6.2.2 выбирается большее и принимается в качестве расчетного.

6.2.3. Производится предварительная проверка чувствительности зашиты.

Для двухобмоточных трансформаторов и для ориентировочных расчетов защиты трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов коэффициент чувствительности может быть определен по выражению

Таблица составлена исходя из следующего:

— на стороне звезды силового трансформатора трансформаторы тока соединены в треугольник, а на стороне треугольника — в звезду;

— значения даны для трехрелейной схемы защиты, для двухрелейной — значения приведены в скобках.

Таблица 1

N пп Вид короткого замыкания Место короткого замыкания
1 Трехфазное На стороне треугольника или звезды 1
2 Двухфазное На стороне звезды На стороне треугольника 2 / Ö 3 ( 1 / Ö 3 ) 1
3 Однофазное На стороне звезды 1 / Ö 3

В соответствии с ПУЭ значение коэффициента чувствительности должно быть не менее двух. Если требуемое значение коэффициента чувствительности не выполняется, то следует перейти к расчету защиты с торможением

В рассматриваемом примере расчетным по чувствительности является двухфазное к.з. на стороне низшего напряжения в минимальном режиме работы системы

Расчет с реле типа РНТ — 565 следует продолжить, если значение kЧ МИН больше или равно двум.

6.3. Определятся число витков обмоток насыщающегося трансформатора, которое затем уточняются с учетом составляющей I НБ’’’.

Расчеты сведены в Табл.2.

№ пп Наименование величины Обозначение и метод определения Числовые значения
1 Расчетный ток срабатывания реле на основной стороне, А (за основную принимается сторона с наибольшим вторичным током в плечах защиты) 1*477.1/(400/5) 5.964
2 Расчетное число витков обмотки насыщающегося трансформатора тока ( НТТ) реле для основной стороны, витки 100/5.964 16.767
3 Принятое число витков обмотки НТТ реле для основной стороны, витки (округляется до ближайшего меньшего значения) 16
4 Ток срабатывания реле на основной стороне, А 100/16=6.25
5 Расчетное число витков обмотки насыщающегося трансформатора тока ( НТТ ) реле для неосновной стороны, витки 16*4.875/3.872 20.14
6 Принятое число витков обмотки НТТ реле для не-основной стороны, витки (округление производится в ближайшую сторону) 20
Читайте также:  Однофазная сеть переменного тока 380 в

№ пп Наименование величины Обозначение и метод определения Числовые значения
7 Составляющая I НБ’’’, вызванная округлением расчетного числа витков для неосновной стороны , А |(20.14-20)/20.14|*3985 = 27.895
8 Первичный расчетный ток небаланса с учетом составляющей I НБ’’’, А 259,025 + 27.895 = 286,92
9 Ток срабатывания защиты с учетомI НБ’’’, А 286,92
10 Уточненный ток срабатывания реле на основной стороне, А 1*286,92/(400/5)=3,587

6.4.Оценивается чувствительность защиты при двухфазном к.з. в т. K2 в минимальном режиме работы системы

6.5. Выбирается способ подключения уравнительных обмоток

Источник

Расчет дифзащиты на базе реле РНТ-565

Первоначально произведем расчет дифференциальной защиты на базе специального реле типа РНТ-565. Схема дифференциальной защиты с подключением реле типа РНТ-565 показана на рис. 22. На схеме представлены все параметры нормального режима и величина токов кз на ВН и НН в т.К1. Расчет ведем по основному плечу дифференциальной защиты на высоком напряжении, т.к. I21=4,64 А > I22=4,2 А. Данные для основного плеча дифференциальной защиты следующие: I21=4,64 А; ; Iк.з.max(К1)=1,016 кА (ВН).

Величину тока срабатывания ДЗ определим по уравнению

где kН – коэффициент надежности, примем 1,3(ПУЭ).

Ток небаланса расчетный (максимальный) Iнб.расч будет определяться по уравнению

Ток небаланса I 1 нб связан с погрешностью трансформаторов тока и определяется по выражению

,

где =0,1 (10%), токовая погрешность трансформаторов тока (ПУЭ)

Iк мах ВН – максимальный ток кз на ВН в т.К1

Ток небаланса I ” нб связан с наличием РПН трансформатора и определяется по выражению

,

где = 0,16 (±16%), диапазон регулирования напряжения трансформатора

Рис. 22. Схема ДЗ на базе реле типа РНТ-565

Примечание:

В нормальном режиме результирующая м.д.с. в магнитопроводе БНТ будет равна . В этом случае рале KA не работает. При к.з. в точке К I22=0, а ток I21 должен быть равен току срабатывания реле Iср, т.е.: . М.д.с. срабатывания 100 А задается заводом изготовителем для всех реле типа РНТ-560 и ДЗТ-11. В практике можно пользоваться только двумя обмотками Wур1 и Wур2. Тогда и .

Приступаем к непосредственному расчету дифференциальной защиты.

Схема соединения обмоток трансформаторов тока на основной стороне – треугольник, на неосновной – не полная звезда. Коэффициенты схемы при симметричном режиме в этом случае на основной стороне

(Δ)

(Y)

Ток небаланса от погрешности трансформаторов тока (основная сторона)

где ε=0,1 – относительная полная погрешность трансформатора тока.

Ток небаланса, обусловленный наличием РПН (основная сторона)

где – относительная величина изменения напряжения при РПН.

Расчетный ток небаланса при к.з. в т. К1

Первичный ток срабатывания защиты выбирается наибольшим из двух условий:

1) условия отстройки от расчетного тока небаланса при внешнем к.з.

где kН – коэффициент надежности; для реле РНТ-565 kН=1,3, для реле ДЗТ kН=1,5;

2) условия отстройки от броска тока намагничивания

где kотс – коэффициент отстройки от броска тока намагничивания силового трансформатора, для реле РНТ-565 kотс=1,3 (ПУЭ).

Первичный ток срабатывания защиты берется наибольший

Вторичный ток срабатывания реле, отнесенный к основной стороне будет равен

где

Находим число витков уравнительной обмотки реле Wур1, включаемых в плечо защиты на основной стороне

вит.

где Fср – намагничивающая сила срабатывания у всех реле типа РНТ-560 и ДЗТ-11, Fср=100А ; для РСТ-15 Fср=50А;

принимаем округленное число витков

Тогда вторичный ток срабатывания реле на основной стороне после округления будет равен

Зная вторичный ток срабатывания, находим первичный ток срабатывания защиты на основной стороне

Первичный ток срабатывания защиты на неосновной стороне в этом случае будет равен

Число витков уравнительной обмотки реле Wур2, включаемой на неосновной стороне

Первичный ток небаланса при внешнем к.з., обусловленный округлением расчетного числа витков обмотки реле, включенной в плечо на неосновной стороне

Уточненный первичный ток небаланса

Определяем уточненный первичный ток срабатывания защиты с учетом уточненного тока небаланса, отнесенной к основной стороне

Поскольку I’ср.ДЗ=469А > IсрДЗ=345А, то расчет повторяем для нового значения. Находим вторичный ток срабатывания защиты на основной стороне

Находим расчетное число витков в уравнительной обмотке Wур1

Принятое число витков

Уточняем вторичный ток срабатывания на основной стороне при Wосн=3 вит.

Зная вторичный ток срабатывания, находим первичный ток срабатывания на основной стороне

Далее, находим расчетное число витков уравнительной обмотки Wур2 на неосновной стороне

Принятое число витков на неосновной стороне

Находим ток небаланса от округления витков на неосновной стороне

Новый ток небаланса будет равен

Новый первичный ток срабатывания ДЗ будет равен

Видим, что величина нового тока срабатывания, равная 468А будет меньше первоначального тока срабатывания, равного 577А.

Условия расчета выполнены, расчет окончен.

Проверка чувствительности защиты при повреждениях в зоне её действия:

1. При двухфазном к.з. с соединением обмоток трансформаторов тока на основной стороне в Δ

Защита с реле РНТ не проходит по условию чувствительности.

В этом случае выполняем дифференциальную защиту на базе реле ДЗТ-11 с дополнительной тормозной обмоткой WТ. Тормозная обмотка WТ питается вторичным током I22, поднасыщает крайние стержни БНТ и не позволяет току небаланса трансформироваться в рабочую обмотку Wраб.

Источник

Дифференциальная защита с реле РНТ-565

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

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

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

Расчет дифференциальной защиты производится в следующей последовательности:

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

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

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

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

где nT1— коэффициент трансформации трансформаторов тока с большим вторичным током.

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

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

Читайте также:  Класс точности трансформаторов тока т 066

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

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

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

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

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

где Iср1 — вторичный ток срабатывания, отнесенный к основной стороне и определяемый по формуле (9-13);

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

Коэффициент чувствительности должен быть не менее двух.

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

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

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

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

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

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

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

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

откуда расчетное число витков первой уравнительной обмотки равно:

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

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

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

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

г) Дифференциальная защита с торможением

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

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

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

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

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Токовые дифференциальные реле типа РНТ-565

Отличительной особенностью реле серии РНТ является наличие в нём быстронасыщающегося трансформатора тока, с помощью которого реле отстраивается от тока небаланса при внешнем КЗ, а также от вторичного тока броска намагничивающего тока силового трансформатора.

Первичные обмотки (рабочая Wр и уравнительные WI Ур, WII Ур) выполнены применительно к ТТ с номинальным вторичным током 5А.

В качестве исполнительного органа используется токовое реле типа РТ-40.

Намагничивающая сила срабатывания Fср, определённая заводом-изготовителем, равна 100 А ± 5 А и является для всех реле серии РНТ величиной постоянной. МДС срабатывания реле РНТ-565 в небольших пределах может регулироваться переменным сопротивлением Rш , включённым параллельно обмотке исполнительного реле. На рисунке 14 приведена схема внутренних соединений реле РНТ-565.

Реле имеет три первичные обмотки, которые расположены на среднем стержне НТТ. Первичные обмотки имеют отпайки через определённое число витков, выведенные на коммутатор.

Одна из трёх первичных обмоток, называемая рабочей обмоткой Wр, включается в дифференциальную цепь защиты. По ней проходит геометрическая сумма токов от ТТ, установленных в плечах защиты. Результирующий ток Iр, проходящий по рабочей (дифференциальной) обмотке, возбуждает в сердечнике НТТ рабочий магнитный поток.

Уравнительные обмотки WIур и WIIур используются для компенсации неравенства МДС, обусловленных неодинаковыми токами, поступающими от трансформаторов тока, установленных в плечах дифференциальной защиты.

Рисунок 14. Схема внутренних соединений реле РНТ-565

Для уяснения роли уравнительных обмоток рассмотрим упрощённую схему включения реле РНТ-565 в одну фазу токовых цепей защиты двухобмоточного силового трансформатора (рисунок 15). Первичные обмотки реле РНТ-565 будут правильно подключены к трансформаторам тока ТА1 и ТА2, если вторичные токи , поступающие от плеч защиты к зажимам 4,6 и 3, создают две равные по величине и встречные магнитодвижущие силы в нормальном режиме и при внешнем КЗ. Соблюсти второе условие несложно, — для этого необходимо учесть полярность зажимов вторичных обмоток ТА1 и ТА2 и направить вторичные токи в дифференциальную обмотку (Wр) как показано на рисунке15.

Для того, чтобы понять как соблюдается первое условие (равенство по модулю ), рассмотрим конкретный пример. Примем значение первичного тока на стороне ВН . Тогда . Коэффициент трансформации ТА1 150/5, ТА2 2000/5. Вторичные токи в номинальном режиме:

Читайте также:  Как определить ток перегрузки

Предположим, что на коммутаторе рабочей обмотки набран 21 виток (20+1). Тогда МДС , создаваемая током первого плеча

Рисунок 15. Схема соединения обмоток трансформаторов тока

и первичных обмоток реле РНТ-565

Очевидно, что вторичный ток второго плеча дифференциальной защиты должен создавать МДС равную МДС . Для этого необходимо к 21 витку рабочей обмотки добавить несколько витков, которые должны обтекаться меньшим вторичным током . Для этого разделим МДС на величину тока .

Округлим в сторону уменьшения расчётное число витков. Итак, для вторичного тока второго плеча необходимо к 21 витку рабочей обмотки добавить 4 витка обмотки WIIур (рисунок15).

В силу того, что на коммутаторах реле РНТ (и ДЗТ) нет возможности набрать дробное число витков (25,4), магнитодвижущие силы несколько отличаются друг от друга.

Это неравенство магнитодвижущих сил равносильно протеканию по дифференциальной обмотке тока небаланса (третьей составляющей полного тока небаланса). Оценим количественно третью составляющую тока небаланса. Для этого разделим алгебраическую разность магнитодвижущих сил на число витков дифференциальной обмотки.

Примечание. Если бы вторичный ток первого плеча был на 0,08 А меньше чем 3,33 А, то небаланс в дифференциальной защите отсутствовал бы

Определим относительное значение третьей составляющей тока небаланса

В дифференциальных защитах двухобмоточного трансформатора в реле функцию дифференциальной обмотки могут выполнять две уравнительные (рисунок 16).

Рисунок 16. Схема включения реле РНТ-565 в дифференциальной защите

трансформатора при помощи двух уравнительных обмоток

В последней схеме рабочая обмотка не задействована. Вторичный ток первого плеча дифференциальной защиты обтекает витки уравнительной обмотки WIур и создает магнитодвижущую силу одного направления

Вторичный ток второго плеча проходит по двадцати пяти виткам обмотки WIур и создаёт магнитодвижущую силу встречного направления

Последние два выражения показывают, что небаланс в дифференциальной цепи реле с использованием двух уравнительных обмоток остаётся на прежнем уровне.

При расчёте дифференциальной защиты плечо защиты, в котором вторичный ток в номинальном режиме больше (в нашем случае это ), называют основной стороной. Исходя из тока срабатывания I2ср основной стороны, определяют необходимое число витков в дифференциальной обмотке. Вернёмся к рассмотренному выше примеру (рисунки 15 и16) и предположим, что путём расчёта тока срабатывания защиты имеем Iс.з=132,8 А. Тогда с учётом коэффициента трансформации ТА1 и коэффициента схемы (схемы соединения обмоток трансформаторов тока на основной стороне и реле) определим ток срабатывания реле

Необходимое число витков в дифференциальной обмотке, которое наберём с помощью коммутатора, определим по формуле

Второе плечо дифференциальной защиты с вторичным номинальным током меньшим называют неосновной стороной защиты.

Исходя из равенства магнитодвижущих сил или определим расчётное число витков дифференциальной обмотки для неосновной стороны

Примем Wнеосн = 25 вит.

Таким образом, полярность подключения вторичных обмоток измерительных ТТ к первичным обмоткам реле РНТ-565 должна быть такой, чтобы вторичные токи в рабочей (дифференциальной) обмотке (рисунок 15) или в уравнительных обмотках (рисунок 16) были направлены встречно в нормальном режиме работы защищаемого трансформатора или при внешнем КЗ. При этом преобладание одной МДС , созданной большим током компенсируется дополнительной встречной МДС созданной вторичным током неосновной стороны, обтекающим дополнительные витки уравнительной обмотки.

При КЗ в защищаемой зоне магнитодвижущие силы рабочей и уравнительной обмоток, созданные вторичными токами внутреннего КЗ совпадают по фазе и алгебраически складываются. При этом суммарная МДС значительно превосходит Fср.

Рабочая обмотка, включаемая в дифференциальную цепь защиты мало влияет на загрузку трансформаторов тока, так как при внешнем КЗ и в нормальном режиме по ней проходит лишь разность токов .

Уравнительные обмотки, которые включаются в плечи защиты (рисунок16), обтекаются полными вторичными токами внешнего КЗ или нормального режима и являются дополнительной нагрузкой на трансформаторы тока. Поэтому при расчёте дифференциальной защиты и анализе её функционирования необходимо учитывать полные сопротивления уравнительных обмоток, которые могут вызывать несколько большие погрешности в работе трансформаторов тока. Исходя из этого, схему включения релеРНТ-565, приведённую на рисунке 15, можно считать более предпочтительной. Схема реле РНТ-565 позволяет производить ступенчатую регулировку тока срабатывания Iср в следующих пределах 2,87÷12,5А(при Fср = 100 А). Рабочая обмотка имеет максимальное число витков 35.

Минимальное число витков, которое можно набрать с помощью коммутатора, равно 8

Реле имеет следующие дискретные уставки по току срабатывания: 2,86; 2,94; 3,03; 3,12; …12,5 А.

При использовании реле РНТ-565 в защитах двухобмоточных трансформаторов, генераторов, сборных шин для расширения диапазона уставок дополнительно к рабочей обмотке может подключаться незадействованная уравнительная обмотка. В этом случае

Рабочие и уравнительные обмотки реле РНТ-565 длительно выдерживают ток до 10 А в нормальном режиме работы, когда одновременно обтекаются током все первичные обмотки, а суммарный магнитный поток в сердечнике НТТ близок к нулю.

Ток срабатывания исполнительного реле (РТ-40) составляет 0,16÷0,17 А.

Время срабатывания реле при токе Iр равном 3 Iср не превышает 40 мс.

Коэффициент надёжности реле при токе в первичной обмотке реле, равном 5· Iср не менее 1,35; при токе Iр = 2 Iср – не менее 1,2.

Реле имеет один замыкающий контакт. Коммутационная способность контакта в индукционной цепи постоянного тока с постоянной времени
5 мс составляет не менее 60 Вт при напряжении 24 ÷ 250 В и токе до 2 А.

Не рекомендуется включение реле РНТ с разомкнутой короткозамкнутой обмоткой.

В качестве примера использования реле РНТ-565 рассмотрим несколько схем их включения в схемы дифференциальной защиты силовых трансформаторов. В дифференциальной защите трёхобмоточного трансформатора (рисунок 17) в реле РНТ-565 задействованы все три первичные обмотки.

Рисунок 17. Схема включения реле РНТ-565

В нормальном режиме работы трансформатора вторичный ток первого плеча (основной стороны) проходит по рабочей обмотке и создаёт магнитодвижущую силу пропорциональную току и числу витков рабочей обмотки.

Вторичный ток второго плеча дифференциальной защиты обтекает витки уравнительной обмотки WI ур и создаёт магнитодвижущую силу

МДС возбуждает в сердечнике НТТ встречный магнитный поток (по отношению к магнитному потоку рабочей обмотки), который частично размагничивает сердечник НТТ.

Вторичный ток третьего плеча обтекает витки уравнительной обмотки WII ур и создаёт МДС .

В нормальном режиме работы трансформатора результирующий магнитный поток в сердечнике НТТ должен быть равен нулю. Для этого должно соблюдаться равенство

Число витков в рабочей обмотке определяется исходя из значения расчётного тока срабатывания защиты.

На следующем этапе расчёта дифференциальной защиты определяют число витков в каждой уравнительной обмотке.

Дополним рассматриваемый пример конкретными цифровыми данными.

Пусть напряжение питающей сети 110 кВ. На стороне среднего напряжения (СН) напряжение 35 кВ, на стороне низкого напряжения (НН) – 10 кВ.

Пусть ток на стороне СН составляет 300 А, ток на стороне НН составляет 1100 А. Тогда с коэффициентом трансформации силового трансформатора ток на стороне высокого напряжения (ВН) составляет 200 А.

Примем коэффициенты трансформации измерительных ТТ: ТА1 – 300/5; ТА2 – 800/5; ТА3 – 4000/5.

Определим вторичные токи в плечах защиты

Пусть по результатам расчёта тока срабатывания реле оказалось

Тогда МДС рабочей обмотки

Для вторичного тока среднего плеча примем число витков уравнительной обмотки WI ур равное, например, 22. МДС , создаваемая этой обмоткой

Определим МДС , которую должна создавать уравнительная обмотка WII ур, исходя из равенства МДС основной и неосновной сторон

Чтобы получить МДС равную 26,78 А в уравнительной обмотке WII ур необходимо набрать число витков

Примем в обмотке WII ур округлённое в сторону уменьшения число витков 19.

На рисунке 18 приведены рабочая и уравнительные обмотки реле с набранными числами витков, соответствующими рассмотренному примеру

Рисунок 18. Рабочая и уравнительные обмотки реле РНТ-565

Источник