Файл: Выпускная квалификационная работа (магистерская диссертация).docx

«где ????_{КЗ.МАКС}= 12000 А – максимальный ток при внешнем трехфазном КЗ на шинах РП;

????_{НОМ.ОПОР}= 334 А – номинальный ток опорной стороны (стороны ВН) защищаемого автотрансформатора» [11].
«Дифференциальная токовая защита нулевой последовательности трансформатора (автотрансформатора)» [17].

Также отметим, что дифференциальная токовая защита нулевой последовательности, как правило, устанавливается для защиты только одной обмотки силового трансформатора. Особо отметим, что данная обмотка обязательно должна быть заземлена.

Применение дифференциальной защиты нулевой последовательности применяется для предусмотрения защиты от замыканий на землю в обмотке АТ. При этом режимы работы нейтрали могут быть следующими:

«в трансформаторах с эффективно заземленной нейтралью;
в трансформаторах с нейтралью, заземленной через резистор;
в трансформаторах с заземленной через высокое сопротивление нейтралью» [4].

Акцентируем внимание на том, что в случае использования трансформатора с заземленной через высокое сопротивление нейтралью, стандартная продольная дифференциальная токовая защита не обеспечивает защиту силового трансформатора, в случае возникновения замыканий внутреннего типа. Опасным является участок обмотки протяженностью примерно 20-30% от нейтральной точки, в то время как дифференциальная защита нулевой последовательности характеризуется высокой чувствительностью.

Уточним, что принцип действия в отношении дифференциальной

защиты нулевой последовательности делает ее нечувствительной в случае появления междуфазных повреждений внутреннего или внешнего характера. Также нечувствительность распространяется и на внешние повреждения в

зоне защиты замыканий на землю.

«В устройстве RET 670 для дифференциальной защиты нулевой последовательности применяется функция REF.

Активизация функции REF.

Параметр Активизация (Operation в RET 670) предназначен для активизации функции дифференциальной токовой защиты нулевой последовательности и может быть принят равным одному из значений:

«Выкл» («Off» в устройстве RET 670) – функция дифференциальной токовой защиты нулевой последовательности отключена;

«Вкл» («On» в устройстве RET 670) – функция дифференциальной токовой защиты нулевой последовательности включена» [7].

В случае эксплуатации в нашей стране и соответствующим условиях целесообразно функционал REF применять с действием на сигнал.

Тормозная характеристика.

Структура торможения, представленная на рисунке 11, включает в себя следующие участки:

«горизонтального (Участок 1) – до тормозного тока, равного 1,25. Срабатывание защиты на этом участке определяется уставкой по дифференциальному току (IdMin для устройства RET 670);
первого наклонного (Участок 2) – до значения дифференциального тока 1,0 с фиксированным коэффициентом торможения (тангенсом угла наклона) 70 %;
второго наклонного (Участок 3) – до максимально возможного значения тормозного тока с коэффициентом торможения 100 %» [5, с. 54].

Рисунок 11 – Тормозная характеристика функции дифференциальной

токовой защиты нулевой последовательности REF
«Начальный дифференциальный ток срабатывания Idmin (IdMin).

«Начальный дифференциальный ток срабатывания Idmin (IdMin в устройстве RET 670) рассчитывается и задается в процентах от номинального тока защищаемого объекта с опорной стороны Iном,опор.

Параметр Idmin (IdMin) отстраивается от токов небаланса в переходных режимах работы трансформатора (автотрансформатора) при малых сквозных токах и рассчитывается по выражению» [19]:
^????d min ⁼^????_ОТС^∙^????_{НБ.РАСЧ}^∙^????_{ТОРМ.РАСЧ}^∙^{100%, (35)}

^????d min ⁼^1,15^{∙ 0,16}^∙^1,25^{∙ 100}⁼^22,57%

где ????_ОТС= 1,1 ÷ 1,2 – коэффициент отстройки. Рекомендуется принимать равным 1,15;

????_{НБ.РАСЧ}– расчетный коэффициент небаланса. Рассчитывается по уточненному выражению:

К = ^√(К

∙ ????^∗ )²∙ (2????????^∗)²+ ????????^∗)², (36)

нб.расч

^перТТ

выр

выр

К_{нб.расч} = ^√(1,5 ∙ 0,1)²∙ ⁽2 ∙ 0,02⁾²+ (0,02 + 0,02)²= 0,157

где «К_пер – коэффициент, учитывающий переходный процесс, равный 1,5;

ТТ
????^∗ – полная относительная погрешность трансформаторов тока, к

которым подключается защита. Рекомендуется принимать εТТ* = 0,1 (даже в том случае, если в установившемся режиме εТТ*< 0,1);

выр
????????^∗ – относительная погрешность выравнивания токов плеч, равная 0,02;

????_{ТОРМ.РАСЧ}_∗– относительный тормозной ток, который соответствует

току трансформатора (автотрансформатора) в переходных режимах работы при малых сквозных токах. Рекомендуется принимать равным границе первого (горизонтального) участка тормозной характеристики Iторм,расч* = 1,25» [8].
«При этом в соответствии с рекомендацией ООО «АББ Силовые и Автоматизированные Системы» значение параметра Idmin (IdMin) рекомендуется выбирать не менее 20 % в соответствии с малым опытом ее эксплуатации в российских условиях» [16].

I_d _min = 22,57% ≥ 20%

Максимальная токовая защита стороны НН автотрансформатора

В случае необходимости осуществить резервирование главных защит стороны НН (6-10-35 кВ) АТ, а также применить резервирование отключения КЗ на шинах НН используется наивысшая токовая защита на стороне НН АТ. При этом должна быть предусмотрена возможность минимального пуска по напряжению. Уточним, что подключение защиты проводится к выносным или встроенным трансформаторам тока ввода НН. Также она подключается и к трансформаторам напряжения НН АТ.

Применение МТЗ с возможностью комбинированного пуска по напряжению целесообразно в условиях подстанций, где существует дополнительная нагрузка. При этом важно отстроить параметры срабатывания напряжения от просадки напряжения на секциях НН. Данный эффект просадки наблюдается в случае самозапуска двигателей. Тогда отстройка токового ИО от возможности осуществления пусковых токов относительно непротяженных по времени, не делается. Следовательно, предлагаемая защита демонстрирует чувствительность к КЗ на секциях НН.

Расчет параметра срабатывания максимального измерительного органа

тока.

«Первичный ток срабатывания МТЗ без пуска по напряжению должен

быть отстроен от максимального тока нагрузки с учетом самозапуска двигательной нагрузки и рассчитывается по выражению» [11]:

К
^????СЗ ⁼КОТС∙КЗ ^/????РАБ.МАКС^{, (37)}

????

???? = ^1,2

^∙²/1718 = 4340

^СЗ 0,95

где «К_ОТС – коэффициент отстройки;

????_З– коэффициент, учитывающий увеличение тока в условиях самозапуска заторможенных двигателей нагрузки; зависит от удаленности, процентного содержания в нагрузке и порядка отключения двигателей. Принимаем К_З=2;

????_В= 0,95 – коэффициент возврата;

????_{РАБ.МАКС} – первичный максимальный рабочий ток в месте установки защиты (сторона НН)» [11].
Выдержка времени.

В отношении выдержки времени отметим, что она определяется в соответствии с необходимостью согласования с крайними, самыми

чувствительными уровнями защиты от многофазных КЗ, присутствующих на предыдущих элементах. «Например, с максимальными токовыми защитами с пуском по напряжению, которые предусмотрены на каждой стороне относительно низкого напряжения защищаемого трансформатора» [11].

Расчет коэффициента чувствительности.

Определение чувствительности защиты при КЗ на шинах НН или отходящих от них присоединениях при раздельной работе автотрансформаторов в минимальном режиме. На рисунке 12 представлена принципиальная схема замещения для расчетов в минимальном режиме.