ТОКИ НЕБАЛАНСА В ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЕ
ТРАНСФОРМАТОРОВ И АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ
А) Составляющие тока небаланса
При внешних к. з. и нагрузке обеспечить полный баланс вторичных токов, поступающих в реле, не удается. Вследствие неравенства вторичных токов в реле в указанных режимах появляется ток небаланса , который может вызвать неправильную работу защиты.
Неравенство вторичных токов обусловливается: погрешностью трансформаторов тока; изменением коэффициента трансформации силового трансформатора при регулировании напряжения; неполной компенсацией неравенства вторичных токов в плечах защиты; наличием намагничивающих токов силового трансформатора, вносящих искажение в его коэффициент трансформации.
Каждая из этих причин порождает свою составляющую Iнб. Рассмотрим эти составляющие и способы оценки их величины.
1) Составляющая Iнб.т.т вызывается наличием погрешностей (токов намагничивания) трансформаторов тока, питающих защиту (рис. 16-19). С учетом токов намагничивания разность вторичных токов, проходящих в реле при внешнем к. з.,
Считая, что неравенство первичных токов по величине и фазе полностью скомпенсировано, получим, что I 1 / nI = III/nII. С учетом этого из (16-17а) следует, что в реле появляется ток:
Выражение (16-176) показывает, что, как и в дифференциальных защитах линий игенераторов, ток небаланса, обусловленный погрешностью трансформаторов тока, равен геометрической раз ности намагничивающих токов трансформаторов тока защиты. Эта составляющая тока небаланса имеет наибольшую величину и является основной.
|
|
2) Составляющая Iнб.рег появляется при изменении (регулировании) коэффициента трансформации N силового транс
форматора или автотрансформатора.
Компенсация неравенства первичных токов, осуществляемая с помощью компенсирующего трансформатора или вспомогательного автотрансформатора, обеспечивается при определенных соотношениях токов обмоток силовых трансформаторов, определяемых их коэффициентом трансформации N. При изменении N компенсация токов нарушается и в дифференциальном реле появляется ток небаланса Iнб.рег. Обычно параметры компенсирующих устройств ( wyили па) подбираются для среднего значения N. При отклонении от него на ± ∆N% появляется ток небаланса
где Iскв — сквозной ток к. з., протекающий через трансформатор. Обычно на силовых трансформаторах и автотрансформаторах предусматриваются ответвления, позволяющие изменять N в пределах ±5% номинального (среднего) значения. У трансформаторов с регулировкой N под нагрузкой ∆ N = ±10 ÷ 15%.
3) Составляющая небаланса, возникающая при неточной компенсации неравенства токов плеч Iнб.комп, появляется в тех случаях, когда регулирующие возможности компенсирую
щих устройств не позволяют подобрать расчетные значения (wy или па), необходимые для полной компенсации.
|
|
4) Составляющая, обусловленная наличием тока намагничивания Iнам у силового трансформатора. Ток намагничивания нарушает расчетное соотношение между первичным и вторичным токами силового трансформатора, что вытекает из схемы на рис. 16-23, и вызывает ток Iнб.нам = Iнам трансформатора.
В нормальном режиме Iнам силового трансформатора не превышает 1—5% номинального тока; при к. з. ток намагничивания уменьшается; при неустановившемся режиме, связанном с внезапным увеличением напряжения на трансформаторе, ток намагничивания силового трансформатора резко возрастает. В режиме нагрузки и к. з. Iнб.нам обычно не учитывается из-за малой величины его.
5) Компенсирующие трансформаторы и автотрансформаторы вносят погрешность при трансформации токов плеч, что вызывает появление небаланса. Однако этот небаланс очень мал и поэтому не учитывается.
Из сказанного вытекает, что полный ток небаланса в дифференциальной защите трансформаторов при внешних к. з. определя ется в основном Iнб.т.т и Iнб.рег.
|
|
В некоторых случаях к ним добавляется ток Iнб.комп, вызван ный неточностью компенсации неравенства топов в плечах защиты. Таким образом, в общем случае полный ток небаланса
б) Причины повышенного I нб в дифференциальной защите трансформаторов и автотрансформаторов
Величина тока небаланса в дифференциальных защитах трансформаторов оказывается обычно большей, чем в дифференциальных защитах генераторов, что объясняется наличием дополнительных составляющих в токе небаланса (Iнб.рег и Iнб.комп) и большим абсолютным значением составляющей Iнб.т.т, обусловленной погрешностями трансформаторов тока. Последнее вызывается тремя особенностями, характерными для дифференциальных защит трансформаторов.
Первая из них состоит в конструктивной разнотипности трансформаторов тока, применяемых на стороне высшего, среднего и низшего напряжения силовых трансформаторов.
Эти конструктивные различия порождают различие магнитных характеристик трансформаторов тока и их токов намагничивания, что приводит к увеличению разности IIIнам — I 1нам, определяющей величину Iнб.т.т .
Особенно резко отличаются характеристики трансформаторов тока, встраиваемых в вводы масляных выключателей (напряжением 35 кВ и выше), от характеристик выносных трансформаторов тока, применяемых на напряжения 10 и 6 кВ.
|
|
Второй особенностью дифференциальной защиты трансформаторов является большое сопротивление нагрузки, присоединенной ко вторичным обмоткам трансформаторов тока,
и значительное различие сопротивлений плеч.
Сопротивление нагрузки состоит из сопротивлении соединительных проводов между трансформатором тока и реле и определяется расстоянием от щита управления, где устанавливаются реле, до распределительных устройств, в которых размещаются трансформаторы тока защиты силовых трансформаторов. Очень часто эти расстояния бывают значительными и неодинаковыми по величине.
Кроме того, нужно учитывать, что сопротивление линейных проводов ложится утроенной нагрузкой на трансформаторы тока, соединенные в треугольник, благодаря чему даже при равенстве длин плеч трансформаторы тока, соединенные в треугольник, оказываются более-загруженными, чем вторая группа трансформаторов тока, соединяемая в звезду (см. § 3-7).
Третья особенность имеет место у трехобмоточных трансформаторов, а также у двухобмоточных с двумя выключателями на стороне какой-либо обмотки.
В этих случаях кратности токов при внешних к. з. для различных групп трансформаторов тока дифференциальной защиты получаются неодинаковыми. Через одну группу (Т III ) протекает суммарный ток к. з., в то время как через две группы (Т1 и Т II ) — лишь часть этого тока (рис. 16-24).
В результате первая группа трансформаторов тока Т III намагничивается сильнее, что вызывает резкое увеличение их намагничивающих токов по сравнению с намагничивающими токами двух остальных групп.
в) Расчет Iнб
Расчетным путем ток небаланса Iнб.т.т оценивается, так же как и в дифференциальной защите генераторов, по приближенной формуле, из предположения, что при максимальном значении тока внешнего к. з. Iк.макс погрешность трансформаторов тока ε не превышает 10% (0,1). В соответствии с этим
где kодн учитывает различие в погрешности трансформаторов тока, образующих дифференциальную схему, kодн= 0,5 ÷ 1; при существенном различии условий работы и конструкций трансформаторов тока различие их погрешностей достигает максимального значения и тогда kодн принимается равным 1.
С учетом выражений (16-18) и (16-20) расчетное значение полного тока небаланса по выражению (16-19) примет вид:
г) Меры для предупреждения действия защиты от токов не баланса
Предотвращение работы защиты от токов небаланса достигается выбором тока срабатывания защиты Iср > Iнб.
Очевидно, что данное условие ограничивает чувствительность защиты.
Для обеспечения достаточной чувствительности защиты принимаются меры к понижению величины Iнб. Уменьшение токов небаланса, обусловленных погрешностью трансформаторов тока Iнб.т.т, обеспечивается подбором трансформаторов тока и их вто ричной нагрузки таким образом, чтобы они не насыщались при максимальном значении тока сквозного к. з. Для обеспечения этого условия трансформаторы тока и их вторичная нагрузка выбираются по кривым предельной кратности или по характеристикам намагничивания трансформаторов тока так, чтобы погрешность трансформаторов тока не превышала 10%.
Хотя указанные меры и позволяют уменьшить ток небаланса (за счет снижения Iнб.т.т ), его значение остается все же большим. В связи с этим для повышения чувствительности дифференциальной защиты и вместе с тем для более надежной отстройки от токов небаланса применяются реле, включенные через быстронасыщающиеся вспомогательные трансформаторы, и реле с торможением.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 5719; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!